2024年4月28日发(作者：单于英慧)
东北大学硕士学位论文摘要
摘要
高强度不锈钢１Ｃｒｌ５Ｎｉ４Ｍ０３Ｎ为半奥氏体沉淀硬化型不锈钢，该钢具有高
强度、高韧性、优良的纵横向性能和低的缺口敏感性以及在动、静载荷下低的应
力集中敏感性，而且工艺性能良好，可用于３００℃以下长期在大气和燃料中工作
的承力零件及紧固件，是航空、航天及其他高科技领域及大型民用飞机、战斗机、
舰载机起落架、直升机旋翼桨毂，精密机械传动齿轮、紧固件等主要承力构件的
理想选择。该钢在国外已经稳定的生产和应用，而国内没有进行过生产和研制，
没有相关的生产经验和数据。随着中国经济的迅猛发展，航空、航天、海洋开发、
石油化工等行业都增加了对高强度不锈钢的需求，高强度钢不锈钢已成为材料与
工程学科的一个专门的学科领域，它是当前强度、韧性等综合力学性能较好的金
属结构材料。因此研究高强度不锈钢具有重要的政治和经济意义。
本文针对使用部门对材料的要求和对进口实物料的解剖情况，进行了合金成
分设计和实验室试验，制定了合理的冶炼和加工工艺，进行了半工业化生产试验
和工业化生产试验，通过精确控制成分来控制马氏体相变终了温度，并减少钢中
铁素体的含量。通过应用光学显微镜、化学分析、物理检测、力学测试相结合的
手段进行了钢的冶金质量、物理性能和全面性能测试，研究了钢在使用状态下的
断裂韧性、疲劳性能、腐蚀性能等，进行了热处理制度对钢的组织和性能影响的
研究。并将试验钢与国外手册中该钢的高温、低温和室温数据进行对比，得出以
下结论：
（１）试验钢通过合理的元素配比，采用真空感应＋电渣重熔工艺，各项性能指标
均满足十７７工程技术条件的要求。不论从冶金质量还是使用性能均达到了前
苏联相应钢的实物水平，完全可以替代进口料。其生产能力除满足国产１１号
工程的需求外，还可以部分地满足航天、海洋开发、新能源技术等方面的需求。
该钢的应用对提高产品性能具有决定性的影响，因而具有重要的军事意义、政
治意义和社会效益，在海洋开发以及新能源开发方面具有潜在的应用前景和经
济效益。
（２）试验钢消除了钢材组织中的网状碳化物，６铁素体含量比进口材料更少，组织
更加致密。３５０＂Ｃ回火温度下钢的高温拉伸性能、高温蠕变性能和持久等全面
性能完全在苏联航空手册典型数据值范围内，满足了钢在使用温度（３５０℃）
下的强韧性良好配合。
Ⅱ
东北大学硕士学位论文
（３）试验钢断裂韧性和耐腐蚀性良好，
断裂韧性达到１１５～１２６ＭＰａ．ｍｊ”，具有与
超高强度钢相当的强韧性的配合，是一种有应用前景的不锈钢。
（４）试验钢最佳热处理工艺为１０７０＇ＣｘＯ．５ｈ油冷＋（一７０～一８０℃）ｘ２ｈ＋２００＂Ｃｘ２ｈ
（或４５０＂（３ｘｌｈ），在该热处理制度下实验钢的组织和性能都达到了较好的水
平．
关键词：高强度不锈钢，热处理，马氏体，韧性，进口实物料，冶金质量，性能
１１１
2024年4月28日发(作者：单于英慧)
东北大学硕士学位论文摘要
摘要
高强度不锈钢１Ｃｒｌ５Ｎｉ４Ｍ０３Ｎ为半奥氏体沉淀硬化型不锈钢，该钢具有高
强度、高韧性、优良的纵横向性能和低的缺口敏感性以及在动、静载荷下低的应
力集中敏感性，而且工艺性能良好，可用于３００℃以下长期在大气和燃料中工作
的承力零件及紧固件，是航空、航天及其他高科技领域及大型民用飞机、战斗机、
舰载机起落架、直升机旋翼桨毂，精密机械传动齿轮、紧固件等主要承力构件的
理想选择。该钢在国外已经稳定的生产和应用，而国内没有进行过生产和研制，
没有相关的生产经验和数据。随着中国经济的迅猛发展，航空、航天、海洋开发、
石油化工等行业都增加了对高强度不锈钢的需求，高强度钢不锈钢已成为材料与
工程学科的一个专门的学科领域，它是当前强度、韧性等综合力学性能较好的金
属结构材料。因此研究高强度不锈钢具有重要的政治和经济意义。
本文针对使用部门对材料的要求和对进口实物料的解剖情况，进行了合金成
分设计和实验室试验，制定了合理的冶炼和加工工艺，进行了半工业化生产试验
和工业化生产试验，通过精确控制成分来控制马氏体相变终了温度，并减少钢中
铁素体的含量。通过应用光学显微镜、化学分析、物理检测、力学测试相结合的
手段进行了钢的冶金质量、物理性能和全面性能测试，研究了钢在使用状态下的
断裂韧性、疲劳性能、腐蚀性能等，进行了热处理制度对钢的组织和性能影响的
研究。并将试验钢与国外手册中该钢的高温、低温和室温数据进行对比，得出以
下结论：
（１）试验钢通过合理的元素配比，采用真空感应＋电渣重熔工艺，各项性能指标
均满足十７７工程技术条件的要求。不论从冶金质量还是使用性能均达到了前
苏联相应钢的实物水平，完全可以替代进口料。其生产能力除满足国产１１号
工程的需求外，还可以部分地满足航天、海洋开发、新能源技术等方面的需求。
该钢的应用对提高产品性能具有决定性的影响，因而具有重要的军事意义、政
治意义和社会效益，在海洋开发以及新能源开发方面具有潜在的应用前景和经
济效益。
（２）试验钢消除了钢材组织中的网状碳化物，６铁素体含量比进口材料更少，组织
更加致密。３５０＂Ｃ回火温度下钢的高温拉伸性能、高温蠕变性能和持久等全面
性能完全在苏联航空手册典型数据值范围内，满足了钢在使用温度（３５０℃）
下的强韧性良好配合。
Ⅱ
东北大学硕士学位论文
（３）试验钢断裂韧性和耐腐蚀性良好，
断裂韧性达到１１５～１２６ＭＰａ．ｍｊ”，具有与
超高强度钢相当的强韧性的配合，是一种有应用前景的不锈钢。
（４）试验钢最佳热处理工艺为１０７０＇ＣｘＯ．５ｈ油冷＋（一７０～一８０℃）ｘ２ｈ＋２００＂Ｃｘ２ｈ
（或４５０＂（３ｘｌｈ），在该热处理制度下实验钢的组织和性能都达到了较好的水
平．
关键词：高强度不锈钢，热处理，马氏体，韧性，进口实物料，冶金质量，性能
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