混合鋼（Hybrid steel）作為用于發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)過程的1種新型鋼材，能滿足高應(yīng)力、高溫條件下的內(nèi)燃機(jī)工況需求。近年來，現(xiàn)代鋼材被分為工具鋼（tool steel）、不銹鋼（stainless steel）和低合金工程鋼（engineering steel），還有更加復(fù)雜的馬氏體實(shí)效鋼（maraging steel）。研究人員針對(duì)混合鋼的開發(fā)過程進(jìn)行研究，并對(duì)鋼材的材料界限提出了挑戰(zhàn)，從而將各類特性合并成1種高性能鋼，結(jié)果形成了1個(gè)全新的鋼材體系，由此可滿足高應(yīng)力和高溫條件下的強(qiáng)度要求，且無需刻意滿足昂貴的小批量過程需求。同時(shí)，這些鋼材也具有良好的抗腐蝕性、抗氧化性和可焊性。該類材料被稱為混合鋼，是因?yàn)樵擃惒牧贤ㄟ^2種析出相（precipitate phases）結(jié)合而成。
先進(jìn)的零部件需要通過高性能鋼制成，不僅能承受較高負(fù)荷，而且也應(yīng)有著較高的可靠性。對(duì)于通過超高強(qiáng)度鋼制成的任何零部件而言，抗疲勞性是1個(gè)非常重要的因素，在開發(fā)和生產(chǎn)混合鋼的過程中都應(yīng)對(duì)此進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化。
奧沃科（Ovako）是純凈鋼材生產(chǎn)領(lǐng)域的知名企業(yè)，同時(shí)作為軸承行業(yè)的供應(yīng)商，其具有超過上百年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。其旗下的研究人員認(rèn)為，提高抗疲勞性的最重要標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)材料在高溫和高負(fù)荷環(huán)境中，微觀組織不應(yīng)出現(xiàn)弱化現(xiàn)象。由于發(fā)動(dòng)機(jī)長期在高負(fù)荷和高溫條件下運(yùn)行，有效地提供了1個(gè)能量輸入過程，從而引起了鋼材的微觀結(jié)構(gòu)降解?；旌箱撏ㄟ^高溫回火后具有較高強(qiáng)度，其結(jié)果是微觀組織極其穩(wěn)定。這種鋼材因此在高溫條件下實(shí)現(xiàn)了更高的抗疲勞性。
除了較長的疲勞周期，混合鋼還具有許多其他優(yōu)勢(shì)。包括較高的抗腐蝕性，同時(shí)適合進(jìn)行滲氮處理。此外，此類鋼材具有較高的硬度，所以不需要進(jìn)行淬火處理，經(jīng)熱處理后的零件也僅會(huì)出現(xiàn)輕微的變形現(xiàn)象。研究人員通過技術(shù)優(yōu)化使該制造過程得以簡化，從而有效降低了成本。
在品種持續(xù)增長的混合鋼系列中，混合鋼60、55和50是首次投入市場(chǎng)銷售的3種鋼材級(jí)別。第1個(gè)設(shè)計(jì)級(jí)別為60 洛氏硬度（HRC），這是1種獨(dú)特的軸承鋼，可用于增加材料強(qiáng)度。第2個(gè)設(shè)計(jì)級(jí)別為55和50 HRC硬度，由此提供了1個(gè)工程鋼的能力排序。所有3種級(jí)別的鋼材能通過大型自動(dòng)化鑄錠過程生產(chǎn)，1次熔化可以生產(chǎn)約100噸混合鋼，比重熔工具鋼的規(guī)模大10～100倍。目前，混合鋼已成功交付于全球范圍的客戶、試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)和研究機(jī)構(gòu)。
試驗(yàn)表明，相比經(jīng)過高溫回火處理后的標(biāo)準(zhǔn)工程鋼和工具鋼，混合鋼具有更高的強(qiáng)度?；旌箱撍３值母邚?qiáng)度水平是1個(gè)重要的技術(shù)特性。對(duì)于1個(gè)經(jīng)歷了高溫工藝的零部件而言，在短期接觸的情形下，研究人員首先應(yīng)考慮的性能就是強(qiáng)度。對(duì)于鋼制零部件的機(jī)械設(shè)計(jì)過程而言，短時(shí)間的抗拉性能通?？蓾M足要求?；旌箱撚性S多有趣的潛在用途。部分混合鋼應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)附件中，因?yàn)槭芨邷?、氧化、腐蝕（corrosion）和疲勞（fatigue）等過程影響，環(huán)境較為惡劣?；旌箱撎峁┑母邚?qiáng)度和抗腐蝕性的結(jié)合有利于緩解上述問題。
由于經(jīng)常承受高溫和高燃燒壓力，活塞頂應(yīng)采用特殊材料，從而需要通過42CrMo4鋼或鋁合金進(jìn)行鍛造或鑄造。高強(qiáng)度的混合鋼在高溫條件下，能實(shí)現(xiàn)更輕量化的活塞設(shè)計(jì)方案，并有效提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
Ovako方面期望混合鋼可應(yīng)用于具有較高要求的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件中，讓其成為未來提升發(fā)動(dòng)機(jī)效率方案的1個(gè)關(guān)鍵部分。由于新材料具有一系列良好性能，包括高溫下的強(qiáng)度、有利于降低變形的高淬透性與高潔凈性、高溫下的高疲勞性、顯微組織偏析的高均勻性、良好的可焊性、優(yōu)質(zhì)的表面處理可能性，以及良好的抗腐蝕性。
（轉(zhuǎn)載）
