Эглин сталь - Eglin steel
Эглин стали ( ES-1 ) является высокой прочности , высокой производительности, низколегированных, низкая стоимость стали , разработанная для нового поколения Бункер Buster бомб типа, например, массивной Ordnance Penetrator и улучшенной версии GBU-28 бомба известна как ЭГБУ-28 . Он был разработан в сотрудничестве между ВВС США и Ellwood National Forge Company.
Разработка стали Eglin была заказана с целью найти недорогую замену прочным и прочным, но дорогим суперлегированным сталям, таким как AF-1410 , Aermet-100 , HY-180 и HP9-4-20 / 30 . Для того, чтобы оружие выдержало высокие скорости удара, необходимые для глубокого проникновения, требуется высококачественный материал корпуса. Материал имеет широкий спектр других применений, от деталей ракет и корпусов танков до деталей машин.
Материал может быть менее дорогим, поскольку его можно рафинировать в ковше . Не требует вакуумной обработки. В отличие от некоторых других высокоэффективных сплавов, сталь Eglin легко поддается сварке , что расширяет область ее применения. Кроме того , он использует примерно в два раза меньше никеля , как и другие суперсплавов , заменив кремний , чтобы помочь с вязкостью и частицами карбида ванадия и карбида вольфрама для дополнительной прочности и твердости при высокой температуре. Материал также содержит хром , вольфрам и небольшое или среднее количество углерода , которые способствуют прочности и твердости материала .
Свойства
При комнатной температуре, ES-1 выход ( предел прочности на разрыв до деформации) является 224500 PSI (1547 МПа), предел прочности (предел прочности) является 263700 PSI (1818 МПа). При 900 ° C предел текучести составляет 193 900 фунтов на квадратный дюйм (1337 МПа), а предел прочности составляет 246 700 (1701 МПа). Твердость по Роквеллу составляет 45,6 (455 HV 10 ). Для прочности удар по Шарпи составляет 56,2 фут-фунта (76 Дж) при комнатной температуре и 42,7 фут-фунта (58 Дж) при -40 ° F (-40 ° C).
ES-1 - это баланс стоимости, прочности на разрыв, прочности на разрыв при высоких температурах и ударной вязкости. Изменяя термическую обработку, включая закалку в воде или жидком азоте, или исключая термическую обработку нормализацией для обеспечения деформационного упрочнения , можно улучшить свойства. ES-5 с экономичным охлаждением воздухом и водой обеспечивает выход 244 800 фунтов на квадратный дюйм и конечный выход 291 900 фунтов на квадратный дюйм.
Для сравнения: обычная конструкционная сталь дает давление 36 000 фунтов на квадратный дюйм, а сталь 4150 «боеприпасов» (используется в высококачественных оружейных стволах) - 75 000.
подробности
Весовой состав материала:
- Железо (84,463–90%)
- Углерод (0,16–0,35%)
- Марганец (0,85%)
- Кремний (макс. 1,25%), стабилизирует аустенитную фазу, повышает ударную вязкость
- Хром (макс. 1,50–3,25%), повышает прочность и закаливаемость.
- Молибден (макс. 0,55%), повышает прокаливаемость
- Никель (5,00%), увеличивает прочность
- Вольфрам (0.70-3.25%), повышает прочность и износостойкость сопротивление
- Ванадий (0,05–0,3%) повышает ударную вязкость
- Медь (0,50%)
- Фосфор (примеси, макс. 0,015%)
- Сера (примесь, макс. 0,012%)
- Кальций (макс. 0,02%), агент контроля серы
- Азот (примесь, макс. 0,14%)
- Алюминий (макс. 0,05%)
Материал обладает необычайно широким спектром способов производства суперсплава: электродуговая, ковшовая очистка с вакуумной обработкой; вакуумно-индукционная плавка; вакуумно-дуговый переплав и даже электрошлаковый переплав. Вакуумные процедуры рекомендуются для максимальной прочности и премиального использования.
Материал должен пройти термическую обработку, включающую нормализацию , закалку и отпуск, чтобы получить необходимую аустенитную микроструктуру , с последующим отпуском. Пластины для испытаний были размером 1 дюйм. Сначала они были нормализованы. Их загружали в печь при 500 ° F. Нагревается от 125F в час до 1625–1725F. Выдерживают при 1750F в течение часа на дюйм размера секции, а затем охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Затем образцы аустенизировали, повторяя процесс до 1700 ° F, и выдерживали в течение часа на дюйм размера сечения, затем закаливали в масле до температуры ниже 125 ° F. Наконец, они были отпущены в печи, которая начинала с температуры ниже 500 ° F, увеличивалась со скоростью 100 ° F в час на дюйм размера секции и позволяла остыть на воздухе до комнатной температуры.
Кредит
В патенте указаны Моррис Дилмор и Джеймс Рулман как изобретатели.
Смотрите также
- USAF-96 Более поздний материал, разработанный для тех же целей, также в Эглине.
- Aermet (Высокоэффективные стали.)
- Мартенситностареющая сталь (Высокоэффективная дисперсионно-упрочненная сталь, чем-то похожая на сталь Eglin.)
- База ВВС Эглин