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Ferrium S53

 Ferrium S53是(shi)20世紀末由美(mei)國(guo)Qust Tak公(gong)司(si)基于計算(suan)的材料(liao)設(she)計技(ji)術(shu)研發出的一種馬氏體沉淀硬化(hua)不銹鋼，Carpenter技(ji)術(shu)公(gong)司(si)提(ti)供產品(pin)，用(yong)以滿足美(mei)國(guo)航母艦(jian)(jian)載機(ji)(ji)用(yong)的高(gao)(gao)強(qiang)、高(gao)(gao)韌且在海洋(yang)大氣環境下(xia)使用(yong)的超高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)不銹鋼。航母艦(jian)(jian)載機(ji)(ji)關鍵結構件常(chang)用(yong)300M、Aermet 100等超高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)鋼制作，但(dan)這類鋼很容(rong)易(yi)受腐蝕，都必須采用(yong)嚴重危害環境且費用(yong)昂貴的氰(qing)化(hua)鍍鎘工藝，還需長期維修，而(er)Ferrium S53的力學(xue)性能(neng)等于或(huo)優于傳統的超高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)鋼，如300M和SISI4340（表9.63），且耐蝕性能(neng)顯(xian)著高(gao)(gao)于300M和SISI4340。

 Ferrium S53 鋼(gang)(gang)采用雙真(zhen)空冶煉(lian)，以保持高(gao)的純潔度。該鋼(gang)(gang)一般使用精鍛(duan)機開坯，部件則(ze)使用模鍛(duan)成形。

 Ferrium S53鋼的(de)熱(re)處理(li)工(gong)藝采用真空(kong)淬火(huo)和真空(kong)回(hui)火(huo)以防止表面脫(tuo)碳，推薦的(de)淬火(huo)加熱(re)溫(wen)(wen)度為(wei)（1085±15）℃，保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)為(wei)1h，在油(you)中淬火(huo)，冷(leng)(leng)至室溫(wen)(wen)后(hou)(hou)進行-73℃或更低溫(wen)(wen)度的(de)冷(leng)(leng)處理(li)，時(shi)(shi)間(jian)為(wei)1～3h，冷(leng)(leng)處理(li)后(hou)(hou)在空(kong)氣(qi)中回(hui)溫(wen)(wen)至室溫(wen)(wen)，目的(de)是使馬(ma)氏體盡(jin)可(ke)能(neng)轉變(bian)完全(quan)。實際上經過上述處理(li)后(hou)(hou)，鋼中仍存在少量殘余(yu)奧氏體，然后(hou)(hou)回(hui)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(yi)用(yong)于包(bao)括飛(fei)機起落架在(zai)內的多種重要部(bu)件。