A-100(23Co14Ni12Cr3Mo)超高強度合金

A100鋼是由C、Cr、Mo強化的Fe-Co-Ni系合金，合金化元素高達30％，且該鋼采用真空熔煉加真空自耗重熔的雙真空熔煉工藝，材料制造成本較高。

A-100(AerMet®100)是一種強度的馬氏體合金鋼，具有一種非常堅硬的晶體結(jié)構(gòu)。此鋼種是為了滿足對具有斷裂韌性和延展性的更強、更堅韌的材料的需求而研發(fā)出來的。這種合金的小抗拉強度為280 ksi（1930 MPa）。

鑒于A-100不是合金，如果在潮濕環(huán)境中使用，必須進行適當?shù)拿芊狻５挠捕取⒖估瓘姸群脱诱剐允乖摵辖鸪蔀槠鹇浼堋⒀b甲、緊固件、致動器、 噴氣式飛機、發(fā)動機軸、驅(qū)動軸和結(jié)構(gòu)管等多種應用的候選材料。A-100高強鋼可以在高達427°C（800°F）的工況中使用。

化學成分（%）

鐵余量，

碳0.21～0.25，

鉻2.9～3.3，

鎳11～12，

鈷13～14，

鉬1.1～1.3，

錳≤0.1，

鈦≤0.015，

鋁≤0.015，

硅≤0.1，

磷≤0.008，

硫≤0.005，

氧≤0.002，

氮≤0.0015，

磷+硫≤0.01；

A-100合金的相關(guān)參數(shù)

密度：7.9g/cm3(0.285lb/in3)

彈性模量：28.2*103KSI

電阻率：259.0 ohm-cir-mil/ft（70.0° F）

A-100合金的優(yōu)點

的機械性能

?安全帶和力量

?的延展性和韌性

?高斷裂韌性

?的抗疲勞和應力腐蝕開裂性能

?高疲勞強度

優(yōu)良的加工性能

?良好的焊接性，無需預熱

?良好的拋光性能

?容易形成

應用過程中的優(yōu)勢

?與其他鋼材相比，強度和韌性的組合

?專為超應力應用而設計

冶煉工藝

真空感應+真空電弧重熔雙重冶煉工藝進行冶煉。

由于材料化學成分要求嚴格，提高材料純度、減少雜質(zhì)元素含量一直是提高A-300斷裂韌度和強度的關(guān)鍵。可以將S+P兩種的雜質(zhì)的總含量控制在0.003%左右，這可以確保材料的斷裂韌性和強度得到優(yōu)化。

相關(guān)規(guī)范AMS 6532

UNSK92580

熱處理

脫碳

與其他含碳高強度合金一樣，A-100合金在硬化過程中會脫碳。熱處理應在中性氣氛爐、鹽浴或真空中進行。脫碳應通過比較小立方體試塊的表面和內(nèi)部硬度來確定，以獲得適當?shù)脑u價。不建議對該合金進行脫碳金相測定。

正火

A-100合金可通過加熱至1650°F（899°C）并保溫一小時，然后空冷至室溫來正火。通過1650°F（899°C）正火和16小時1250°F（677°C）過老化退火，可獲得加工軟化。

退火

A-100合金通過1250°F（677°C）過老化退火16小時進行軟化。在此退火后，可獲得40 HRC的退火硬度。

固溶處理

固溶處理溫度范圍為1625°F+/-25°F（885°C+/-14°C），持續(xù)1小時。固溶處理溫度必須通過連接在負載上的熱電偶進行監(jiān)測。

淬火

不建議采用水淬法。

正確的淬火實踐對于A-100合金至關(guān)重要。合金應在1至2小時內(nèi)從固溶處理溫度冷卻至150°F（66°C），以獲得性能。單個截面直徑大于2"或厚度超過1"的材料必須油淬，以便在1至2小時內(nèi)獲得150°F（66°C）。單個截面直徑不超過2"或厚度不超過1"的板需要在1至2小時內(nèi)風冷至150°F（66°C）。熔爐負荷的冷卻速度必須通過連接到負荷熱點的熱電偶進行監(jiān)測，以確保在兩個小時內(nèi)冷卻到150°F（66°C）。

冷處理

冷卻至室溫后，為了獲得完全的韌性，應將A-100合金冷卻至-100°F（-73°C）并保持1小時。然后可以對零件進行空氣加熱。

校直

A-100合金在熱處理過程中尺寸變化很小；然而，對于某些零件，在熱處理過程中用機械校直來補償變形是可以的。

校直前，冷處理后在350/400°F（482/204°C）溫度下5小時的低溫應力消除將為機械校直操作可使材料得到延展性和屈服強度的優(yōu)化組合。

時效

A-100合金的標準時效處理為900° F +/- 10° F (482° C +/- 6° C)保溫5小時。A-100合金制成的零件不得在低于875°C（468°C）的溫度下進行時效。

典型機械性能

熱處理- 1625° F (885° C) 1小時,空冷, -100° F (-73° C) 1小時, 900° F (482° C)時效5小時。

硬度： HRC53-54

UTS(KSI):285

延伸率：14%

斷后延伸率：65%

加工性能

鍛造

A-100合金的開坯鍛造應在2250°F（1232°C）的起始溫度下進行。精鍛應在1800°F（982°C）和低于1650°F（899°C）的溫度下進行，以優(yōu)化終熱處理性能。鍛造后，零件應風冷至室溫，然后退火。退火后，鍛件應正火，以恢復死區(qū)的性能。

可加工性

A-100在HRC 38下比4340更難加工。因此，建議使用280至350 SFM的硬質(zhì)合金刀具。粗加工后，如果需要消除應力，應在800°F（427°C）溫度下消除應力1-3小時。