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Ferrium S53

 Ferrium S53是20世紀末由美國Qust Tak公司(si)基于計(ji)算(suan)的(de)(de)材料設計(ji)技術(shu)研發(fa)出的(de)(de)一種馬氏體(ti)沉淀硬(ying)化不銹鋼，Carpenter技術(shu)公司(si)提供產品，用(yong)(yong)以滿足(zu)美國航(hang)母(mu)艦(jian)載(zai)機用(yong)(yong)的(de)(de)高強(qiang)(qiang)、高韌且在海洋大(da)氣環(huan)境下使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)超高強(qiang)(qiang)度不銹鋼。航(hang)母(mu)艦(jian)載(zai)機關鍵結構件常用(yong)(yong)300M、Aermet 100等(deng)超高強(qiang)(qiang)度鋼制作，但這(zhe)類鋼很容易受腐蝕，都必須(xu)采(cai)用(yong)(yong)嚴重危害環(huan)境且費用(yong)(yong)昂貴(gui)的(de)(de)氰化鍍鎘工藝，還(huan)需長期維修，而Ferrium S53的(de)(de)力學性能(neng)等(deng)于或優于傳統(tong)的(de)(de)超高強(qiang)(qiang)度鋼，如(ru)300M和(he)SISI4340（表9.63），且耐蝕性能(neng)顯著高于300M和(he)SISI4340。

 Ferrium S53 鋼采用雙真空(kong)冶煉，以(yi)保持高的純潔度。該鋼一般(ban)使(shi)用精(jing)鍛(duan)機開(kai)坯，部件則使(shi)用模(mo)鍛(duan)成形。

 Ferrium S53鋼的(de)熱處(chu)理(li)工藝采用(yong)真空淬(cui)火(huo)和真空回火(huo)以防止(zhi)表(biao)面(mian)脫碳，推薦的(de)淬(cui)火(huo)加熱溫(wen)(wen)度(du)為（1085±15）℃，保溫(wen)(wen)時間為1h，在油中(zhong)(zhong)淬(cui)火(huo)，冷至室溫(wen)(wen)后進行-73℃或(huo)更低溫(wen)(wen)度(du)的(de)冷處(chu)理(li)，時間為1～3h，冷處(chu)理(li)后在空氣(qi)中(zhong)(zhong)回溫(wen)(wen)至室溫(wen)(wen)，目(mu)的(de)是使馬氏(shi)體(ti)(ti)盡可(ke)能轉變完全(quan)。實(shi)際上(shang)經(jing)過上(shang)述處(chu)理(li)后，鋼中(zhong)(zhong)仍存(cun)在少量(liang)殘余奧氏(shi)體(ti)(ti)，然后回火(huo)2次。

 Ferrium S53鋼的二次強化主要依靠回火時析出與基體共格的納米級M₂C型碳化物，這主要依靠鉬、鎢、釩含量的合理設計；鈷和鎳的含量可以控制Ms點的溫度，使鋼在淬火后獲得盡可能多的高位錯密度的板條馬氏體組織。

 第一次的回火溫度為500℃（3h），油中冷卻，再在-73℃或更低溫度進行冷處理，時間為1～3h，冷處理后在空氣中回溫至室溫。回火過程中在430℃以上開始析出強化相M₂C型碳化物，強度和硬度在回火溫度為490℃左右達到峰值。在回火過程中殘余奧氏體逐漸分解和減少并轉化為細小的薄膜狀，在490℃以上開始，逆轉變奧氏體薄膜在馬氏體板條間形成，更高溫度回火時將出現M₂₃C₆型碳化物，鋼的強度下降。第二次回火的目的是使組織穩定，回火溫度為482℃（12h），在空氣中冷卻。

 Ferrium S53鋼不但有高的強度和韌性，其疲勞性能和缺口疲勞性能也優于300M鋼。該鋼的成分設計可使其在腐蝕環境下生成結構為尖晶石的鈍態氧化膜中富集盡可能多的鉻，析出的M2C型碳化物的尺寸應小于鈍化膜的厚度。Ferri-um S53鋼在海水和海洋大氣中具有高的耐蝕性和耐應力腐蝕性能，其耐蝕性能相當于15-5PH H900鋼。

 Ferrium S53鋼已用(yong)于(yu)包括飛機起(qi)落架在內的多種(zhong)重要部件(jian)。