航天火箭用不锈钢圆棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

S-06高强度沉淀硬化马氏体不锈钢全面介绍

航天火箭用不锈钢圆棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

一、 核心定位与设计理念

S-06是一种专为满足航空航天领域极端服役环境而设计的高性能特种不锈钢。它通过沉淀硬化机制实现了高强度与良好耐腐蚀性的平衡，并能在500℃
以下的中温环境稳定工作，是一种典型的“强度-耐蚀性-耐热性”兼备的结构材料。

二、 化学成分与性能的内在联系

航天火箭用不锈钢圆棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

其卓越的性能源于精密的合金成分设计（基于您提供的GJB 7960-2012标准）：

元素群组

核心元素与范围

功能角色与性能贡献

基体强化与耐蚀组

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

形成马氏体基体并确保耐蚀性：Cr提供基本的耐腐蚀和抗氧化能力；Ni稳定奥氏体，有助于保证材料的韧性和淬透性。两者的配合使其在获得马氏体强度的同时，耐蚀性优于普通马氏体钢。

碳化物析出强化组

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%)

实现高强度与热强性的关键：这些是强碳化物形成元素。在最终的热处理（时效）过程中，它们与碳结合形成细小、弥散、稳定的MC型碳化物（如VC, NbC）
和M₂C型碳化物（如W₂C, Mo₂C），产生强烈的析出强化效果。这是S-06获得高屈服/抗拉强度、高硬度及高温（500℃）抗软化能力的根本原因。

纯净度与工艺控制组

S (≤0.010%)
P (≤0.015%)

保证高纯净度与良好韧性：极低的硫、磷含量最大限度地减少了有害夹杂物，提高了材料的韧性、疲劳性能和热加工塑性，同时改善了耐蚀性。

辅助元素

Mn (≤0.60%)
Si (≤0.60%)
Cu (≤0.25%)

脱氧与微量强化：Mn、Si主要用于冶炼脱氧和控制；Cu的少量存在可能对耐蚀性和时效强化有微调作用。

化学设计总结：S-06的成分类似于一种改型的低碳马氏体不锈钢，通过“中等Cr-Ni保证耐蚀与基体 + 多种碳化物形成元素协同析出强化 + 超低杂质保证纯净度”
的复合设计，达成了性能目标。

三、 关键性能特点

航天火箭用不锈钢圆棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

1. 高强度与高韧性：通过沉淀硬化处理，实现抗拉强度 (Rm) ≥ 1130 MPa，屈服强度 (Rp0.2) ≥ 980 MPa
   的同时，保持断后伸长率 (A) ≥ 12%，断面收缩率 (Z) ≥ 60%
   的良好塑性韧性匹配。
2. 良好的耐腐蚀性：得益于较高的Cr和Mo含量，其耐蚀性显著优于普通马氏体不锈钢，能满足航空航天多种介质环境。
3. 中温稳定性：设计可在500℃
   下长期使用，碳化物的高温稳定性保证了其热强性。
4. 优异的工艺性能

• 热加工性良好：供应状态（退火态）棒材塑性好，便于进行锻造等热成型。
• 可加工性：退火状态下易于进行机械加工。
• 热处理响应稳定：通过标准的固溶+时效热处理，性能重现性好。

四、 产品形态与供应状态

• 主要产品棒材和锻件
• 规格： 棒材公称直径20 - 450 mm
• 交货状态： 通常以退火态（锻态或轧态后经退火，并磨光或车光）供应，以便于用户进行后续加工。

五、 核心应用领域

作为航空航天关键结构材料，已成功并成熟应用于：

• 长寿命、高周次疲劳构件
• 火箭发动机：如高压液氧泵、高压燃气发生器等关键旋转和静止部件。
• 其他：需要高强度、良好耐蚀性和中温性能的航空结构件和动力系统部件。

六、 总结

航天火箭用不锈钢圆棒S-06（07Cr15Ni5MoWVNb）

S-06合金
是中国自主研发的、满足军用标准（GJB）的一款高性能沉淀硬化不锈钢。它通过独特的多元微合金化成分设计，成功地将高强度、良好韧性、适度耐蚀性和中温稳定性集于一身，完美契合了航空航天动力系统及关键结构件对材料在复杂应力、腐蚀环境和一定温度下长期可靠服役的严苛要求。其化学成分是成就其综合性能的基石。