高强度不锈钢的三个等级与各自代表钢种介绍

不锈钢研制高强度性能中使用了低碳马氏体相变强化与时效强化效应叠加的手段，最终成为强度和韧性匹配最好、耐腐性能最佳的金属结构材料。这种高强度不锈钢按照强度能够划分成三个等级: 1000-1400 MPa为低强度等级；1400-1700MPa为中强度级别；大于1800 MPa的是超高强度等级。

高强度不锈钢螺母

其中低强度等级，典型的是15-5PH沉淀硬化不锈钢。这类不锈钢合金化的特点是使用含量在15% 左右的铬来确保材料的耐腐蚀性能，5%左右含量的镍达到平衡相图，让不锈钢在室温下获得马氏体组织，并且还减低不锈钢中δ-铁素体，加入4%左右的铜，能够起到强化作用，少量的铌能够和碳生成MC 相，作用是钉扎晶界、细化晶粒。经时效后析出了大量的面心立方结构、和马氏体基体间满足K-S位向关系的富铜相，达到强化作用。

15-5PH沉淀硬化不锈钢用在环境温度300℃之下或腐蚀环境下的零件，以更高的材料强度来实现减重。因为这种不锈钢的成本比较低，耐蚀性能优，并且还能够通过改变热处理工艺来取得不同强度，为设计选材提供了更加广泛的空间，所以在国内外飞机上使用的最广，比如波音737-600型机翼梁、机身框架，波音767主起落架前轴颈支架的钢销，F-15 舱盖锁闩、高强度螺栓、弹簧等各类零配件。

再来看下中强度等级，典型型号是PH13-8Mo 沉淀硬化不锈钢。这种不锈钢使用低碳的合金化设计，使用13%左右的铬来确保不锈钢的耐腐蚀性，8%左右的镍来弥补因为低碳而导致的相图不平衡，减小δ-铁素体含量，让不锈钢获得板条马氏体组织，添加2%钼和1%铝，在不锈钢中形成NiAl相与Ni3Mo相而达到强化作用。PH13-8Mo不锈钢内生成板条马氏体组织与大量的位错，纤细的马氏体板条不但能够确保不锈钢的强度，还能达到韧化作用。在不锈钢中存在大量的NiAl相弥散的析出，并钉扎位错线，达到强化的作用。

PH13-8Mo沉淀硬化不锈钢的使用领域多、应用部件广、用量大，是一种强度高、断裂韧性和抗应力腐蚀性能结合好的沉淀硬化不锈钢，适于做成对屈服强度与韧性均要求较高，没有各向异性的大截面构件与高应力紧固件，已是国外军机与民机的必选材料。

最后再来看下超高强度等级，典型型号是F863不锈钢。此类不锈钢中，C≤0.05%，S、P、Si、Mn 含量尽可能的低，合理的铬和镍的当量配合，加入2%左右的钼能让该不锈钢材料得到时效强化，并且还能使共保持良好的韧性及耐海水腐蚀性能。为完全实现钼的强化作用，还加入一定量的钴与少量的钛。

F863不锈钢是国际上强度级别最高的新一代超高强度不锈钢，其耐腐蚀性能、可焊接性能都是上佳，并且还有较高的断裂韧性，能够为新一代武器装备更新换代、零部件的升级提供稳定的材料。