航天火箭用不銹鋼圓棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

S-06高強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、 核心定位與設計理念

S-06是一種專為滿足航空航天領域極端服役環境而設計的高性能特種不銹鋼。它通過沉淀硬化機制實現了高強度與良好耐腐蝕性的平衡，并能在500℃
以下的中溫環境穩定工作，是一種典型的“強度-耐蝕性-耐熱性”兼備的結構材料。

二、 化學成分與性能的內在聯系

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計（基于您提供的GJB 7960-2012標準）：

元素群組

核心元素與范圍

功能角色與性能貢獻

基體強化與耐蝕組

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度的同時，耐蝕性優于普通馬氏體鋼。

碳化物析出強化組

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%)

實現高強度與熱強性的關鍵：這些是強碳化物形成元素。在最終的熱處理（時效）過程中，它們與碳結合形成細小、彌散、穩定的MC型碳化物（如VC, NbC）
和M?C型碳化物（如W?C, Mo?C），產生強烈的析出強化效果。這是S-06獲得高屈服/抗拉強度、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%)

脫氧與微量強化：Mn、Si主要用于冶煉脫氧和控制；Cu的少量存在可能對耐蝕性和時效強化有微調作用。

化學設計總結：S-06的成分類似于一種改型的低碳馬氏體不銹鋼，通過“中等Cr-Ni保證耐蝕與基體 + 多種碳化物形成元素協同析出強化 + 超低雜質保證純凈度”
的復合設計，達成了性能目標。

三、 關鍵性能特點

航天火箭用不銹鋼圓棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

1. 高強度與高韌性：通過沉淀硬化處理，實現抗拉強度 (Rm) ≥ 1130 MPa，屈服強度 (Rp0.2) ≥ 980 MPa
   的同時，保持斷后伸長率 (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，其耐蝕性顯著優于普通馬氏體不銹鋼，能滿足航空航天多種介質環境。
3. 中溫穩定性：設計可在500℃
   下長期使用，碳化物的高溫穩定性保證了其熱強性。
4. 優異的工藝性能

• 熱加工性良好：供應狀態（退火態）棒材塑性好，便于進行鍛造等熱成型。
• 可加工性：退火狀態下易于進行機械加工。
• 熱處理響應穩定：通過標準的固溶+時效熱處理，性能重現性好。

四、 產品形態與供應狀態

• 主要產品棒材和鍛件
• 規格： 棒材公稱直徑20 - 450 mm
• 交貨狀態： 通常以退火態（鍛態或軋態后經退火，并磨光或車光）供應，以便于用戶進行后續加工。

五、 核心應用領域

作為航空航天關鍵結構材料，已成功并成熟應用于：

• 長壽命、高周次疲勞構件
• 火箭發動機：如高壓液氧泵、高壓燃氣發生器等關鍵旋轉和靜止部件。
• 其他：需要高強度、良好耐蝕性和中溫性能的航空結構件和動力系統部件。

六、 總結

航天火箭用不銹鋼圓棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

S-06合金
是中國自主研發的、滿足軍用標準（GJB）的一款高性能沉淀硬化不銹鋼。它通過獨特的多元微合金化成分設計，成功地將高強度、良好韌性、適度耐蝕性和中溫穩定性集于一身，完美契合了航空航天動力系統及關鍵結構件對材料在復雜應力、腐蝕環境和一定溫度下長期可靠服役的嚴苛要求。其化學成分是成就其綜合性能的基石。