超纯航空超高强度钢的冶金技术

      300M钢是美国国际镍公司于1952年研制的一种低合金超高强度钢，1964年开始用作美国C -5A大型军用运输机起落架，20世纪60年代后期推广应用战斗机、民航客机。美国目前在役的90%以上的军民用飞机起落架用300M钢制造，该钢也为欧盟国家广泛采用。
　　在全仿300M钢之初，工作并不顺利。由于缺乏美国冶炼300M钢的工艺技术资料，从1980年仿制工作在抚顺钢厂拉开帷幕至1983年，历时3年，熔炼了9批104t钢，韧性、塑性始终达不到美国军标要要求。经过课题组全面慎重考虑，提出按美国AMS 6417B和MIL-S-8844C标准仿制300M钢。
　　补充采用标准MIL-S--8844 C是因为该标准中有非金属夹杂物的金检查标准，加上AMS 6417B中的纯洁度检查标准，两种质量控制对保证300M仿制成功提供更高的可靠性。
　　采用全仿便于达成共识。按美标+补充要求，更适合我国当时的技术现状，全仿目标更明确，可以研制出与美国一样的300M钢。
      目标明确后，针对最初三年300M钢塑性、韧性不达标的情况进行了认真的分析和研究。塑性（包括纵向、横向塑性）是超高强度钢最重要的性能之一。提塑性最重要的方法是提高纯净度，降低S、P等杂质含量。因此，超高强度钢须采用电渣、真空熔炼以及其他高纯净熔炼工艺方法。韧性，包括冲击韧性、所裂韧度等，也是超高强度钢的重要性能，它们随抗拉强度的提高而降低，并随纯净度的提高而大为改善。因此必须采用高纯真空熔炼工艺。
     纯净度高、横向断面收缩率则高。硫化物与横向断面收缩率直接相关。沿棒材纵向拉长分布的硫化物，降低了横向断面收缩率，硫化物越少，横向断面收率越高。所以，技术关键在于降低S含量。钢锭尺寸较小时，若成材后的棒材尺寸较大，按传统做法很容易造成锻造比不够，从而导致材料组织不均匀及硫化物不破碎。
     基于对材料塑性、韧性的考虑，结合我国熔炼设备和技术现状，应用研究课题负责人创造性地提出“提纯原材料、降低S含量”和“多次镦一拔开坯”的工艺路。提纯原材料就是要使原材料的含S量降低到0.003%以下；多次镦一拨开坯就是提高锻比到10以上，解决材料组织不均匀问题。抚顺钢厂按照该工艺路线生产3OOM钢，首批300M钢即达到了美国标准要求和实物水平，多年来一定地生产供货。“九五”以来，抚顺钢厂将300M钢工艺路线及技术成果继续发并推广应用于更高纯度、高韧性、超细化的钢种，达到了世界先进水平，形成了适合我国国情的研究发展高纯、超纯航空超高强度钢的冶金技术线和体系。