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Ferrium S53

 Ferrium S53是20世紀末由美(mei)(mei)國Qust Tak公司(si)基于計算(suan)的材料設計技術研發(fa)出的一種馬(ma)氏體沉淀硬化不(bu)銹鋼(gang)，Carpenter技術公司(si)提供產品，用(yong)以滿足(zu)美(mei)(mei)國航(hang)(hang)母(mu)(mu)艦(jian)載(zai)機(ji)用(yong)的高(gao)(gao)(gao)(gao)強、高(gao)(gao)(gao)(gao)韌且(qie)在海洋大(da)氣環境下(xia)使(shi)用(yong)的超高(gao)(gao)(gao)(gao)強度不(bu)銹鋼(gang)。航(hang)(hang)母(mu)(mu)艦(jian)載(zai)機(ji)關鍵結(jie)構件(jian)常用(yong)300M、Aermet 100等超高(gao)(gao)(gao)(gao)強度鋼(gang)制作，但這類鋼(gang)很容易受腐蝕(shi)，都必須采用(yong)嚴重(zhong)危(wei)害環境且(qie)費(fei)用(yong)昂貴的氰化鍍鎘工藝，還需長期維修，而Ferrium S53的力學性能等于或(huo)優于傳(chuan)統的超高(gao)(gao)(gao)(gao)強度鋼(gang)，如300M和(he)SISI4340（表9.63），且(qie)耐蝕(shi)性能顯(xian)著高(gao)(gao)(gao)(gao)于300M和(he)SISI4340。

 Ferrium S53 鋼采(cai)用(yong)(yong)(yong)雙真空冶煉，以保持(chi)高的純潔度。該鋼一般使用(yong)(yong)(yong)精鍛機(ji)開(kai)坯(pi)，部件則使用(yong)(yong)(yong)模鍛成形(xing)。

 Ferrium S53鋼(gang)(gang)的(de)熱(re)處(chu)理工藝采用真(zhen)空(kong)淬火和真(zhen)空(kong)回火以防止表面脫碳，推薦的(de)淬火加(jia)熱(re)溫度為(wei)（1085±15）℃，保溫時間為(wei)1h，在(zai)油中(zhong)淬火，冷(leng)至(zhi)室溫后進行(xing)-73℃或更低溫度的(de)冷(leng)處(chu)理，時間為(wei)1～3h，冷(leng)處(chu)理后在(zai)空(kong)氣中(zhong)回溫至(zhi)室溫，目的(de)是使馬氏體(ti)(ti)盡(jin)可(ke)能轉變完全。實際上經過上述處(chu)理后，鋼(gang)(gang)中(zhong)仍存在(zai)少量殘余(yu)奧氏體(ti)(ti)，然后回火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(yi)用于包(bao)括飛機(ji)起落架在內的多種重要部件(jian)。