S-06高強(qiáng)度沉淀硬化馬氏體不銹鋼全面介紹

航天火箭用不銹鋼圓棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

一、 核心定位與設(shè)計(jì)理念

S-06是一種專為滿足航空航天領(lǐng)域極端服役環(huán)境而設(shè)計(jì)的高性能特種不銹鋼。它通過(guò)沉淀硬化機(jī)制實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度與良好耐腐蝕性的平衡，并能在500℃
以下的中溫環(huán)境穩(wěn)定工作，是一種典型的“強(qiáng)度-耐蝕性-耐熱性”兼?zhèn)涞慕Y(jié)構(gòu)材料。

二、 化學(xué)成分與性能的內(nèi)在聯(lián)系

航天火箭用不銹鋼圓棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

其卓越的性能源于精密的合金成分設(shè)計(jì)（基于您提供的GJB 7960-2012標(biāo)準(zhǔn)）：

元素群組

核心元素與范圍

功能角色與性能貢獻(xiàn)

基體強(qiáng)化與耐蝕組

Cr (13.50~15.00%)
Ni (5.20~5.70%)

形成馬氏體基體并確保耐蝕性：Cr提供基本的耐腐蝕和抗氧化能力；Ni穩(wěn)定奧氏體，有助于保證材料的韌性和淬透性。兩者的配合使其在獲得馬氏體強(qiáng)度的同時(shí)，耐蝕性優(yōu)于普通馬氏體鋼。

碳化物析出強(qiáng)化組

W (0.70~1.00%)
Mo (0.80~1.00%)
V (0.15~0.25%)
Nb (0.08~0.15%)
C (0.05~0.08%)

實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度與熱強(qiáng)性的關(guān)鍵：這些是強(qiáng)碳化物形成元素。在最終的熱處理（時(shí)效）過(guò)程中，它們與碳結(jié)合形成細(xì)小、彌散、穩(wěn)定的MC型碳化物（如VC, NbC）
和M?C型碳化物（如W?C, Mo?C），產(chǎn)生強(qiáng)烈的析出強(qiáng)化效果。這是S-06獲得高屈服/抗拉強(qiáng)度、高硬度及高溫（500℃）抗軟化能力的根本原因。

純凈度與工藝控制組

S (≤0.010%)
P (≤0.015%)

保證高純凈度與良好韌性：極低的硫、磷含量最大限度地減少了有害夾雜物，提高了材料的韌性、疲勞性能和熱加工塑性，同時(shí)改善了耐蝕性。

輔助元素

Mn (≤0.60%)
Si (≤0.60%)
Cu (≤0.25%)

脫氧與微量強(qiáng)化：Mn、Si主要用于冶煉脫氧和控制；Cu的少量存在可能對(duì)耐蝕性和時(shí)效強(qiáng)化有微調(diào)作用。

化學(xué)設(shè)計(jì)總結(jié)：S-06的成分類似于一種改型的低碳馬氏體不銹鋼，通過(guò)“中等Cr-Ni保證耐蝕與基體 + 多種碳化物形成元素協(xié)同析出強(qiáng)化 + 超低雜質(zhì)保證純凈度”
的復(fù)合設(shè)計(jì)，達(dá)成了性能目標(biāo)。

三、 關(guān)鍵性能特點(diǎn)

航天火箭用不銹鋼圓棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

1. 高強(qiáng)度與高韌性：通過(guò)沉淀硬化處理，實(shí)現(xiàn)抗拉強(qiáng)度 (Rm) ≥ 1130 MPa，屈服強(qiáng)度 (Rp0.2) ≥ 980 MPa
   的同時(shí)，保持斷后伸長(zhǎng)率 (A) ≥ 12%，斷面收縮率 (Z) ≥ 60%
   的良好塑性韌性匹配。
2. 良好的耐腐蝕性：得益于較高的Cr和Mo含量，其耐蝕性顯著優(yōu)于普通馬氏體不銹鋼，能滿足航空航天多種介質(zhì)環(huán)境。
3. 中溫穩(wěn)定性：設(shè)計(jì)可在500℃
   下長(zhǎng)期使用，碳化物的高溫穩(wěn)定性保證了其熱強(qiáng)性。
4. 優(yōu)異的工藝性能

• 熱加工性良好：供應(yīng)狀態(tài)（退火態(tài)）棒材塑性好，便于進(jìn)行鍛造等熱成型。
• 可加工性：退火狀態(tài)下易于進(jìn)行機(jī)械加工。
• 熱處理響應(yīng)穩(wěn)定：通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的固溶+時(shí)效熱處理，性能重現(xiàn)性好。

四、 產(chǎn)品形態(tài)與供應(yīng)狀態(tài)

• 主要產(chǎn)品棒材和鍛件
• 規(guī)格： 棒材公稱直徑20 - 450 mm
• 交貨狀態(tài)： 通常以退火態(tài)（鍛態(tài)或軋態(tài)后經(jīng)退火，并磨光或車光）供應(yīng)，以便于用戶進(jìn)行后續(xù)加工。

五、 核心應(yīng)用領(lǐng)域

作為航空航天關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，已成功并成熟應(yīng)用于：

• 長(zhǎng)壽命、高周次疲勞構(gòu)件
• 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)：如高壓液氧泵、高壓燃?xì)獍l(fā)生器等關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)和靜止部件。
• 其他：需要高強(qiáng)度、良好耐蝕性和中溫性能的航空結(jié)構(gòu)件和動(dòng)力系統(tǒng)部件。

六、 總結(jié)

航天火箭用不銹鋼圓棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

S-06合金
是中國(guó)自主研發(fā)的、滿足軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJB）的一款高性能沉淀硬化不銹鋼。它通過(guò)獨(dú)特的多元微合金化成分設(shè)計(jì)，成功地將高強(qiáng)度、良好韌性、適度耐蝕性和中溫穩(wěn)定性集于一身，完美契合了航空航天動(dòng)力系統(tǒng)及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件對(duì)材料在復(fù)雜應(yīng)力、腐蝕環(huán)境和一定溫度下長(zhǎng)期可靠服役的嚴(yán)苛要求。其化學(xué)成分是成就其綜合性能的基石。