300M 钢（改良型 4340）– UNS K44220
超高强度低合金钢：添加硅和钒的 4340
由 SAE 4340 衍生的 Ni-Cr-Mo 低合金钢，添加硅（1.45 – 1.80%）和钒（0.05 – 0.10%），经真空熔炼。油淬并在 ≈ 300 °C 回火后，抗拉强度可达 1,900 – 2,100 MPa，在相同强度水平下，韧性、塑性和疲劳强度均优于 4340。它是经典的起落架用钢。它不是碳素钢：合金元素总量约为 5%。
牌号与对应牌号
| 体系 | 牌号 |
|---|---|
| UNS | K44220 |
| W.Nr./EN | 无直接对应的EN牌号(英国为BS S155) |
| 商品名 | 300M, 改良型4340 (4340 Mod, E4340 Mod), 434M, Lescalloy 300M VAC-ARC |
| 其他 | AMS 6257, AMS 6417, AMS 6419; MIL-S-8844 Class 3 和 MIL-S-83135 (已被AMS取代); BMS 7-26; ASTM A646 |
各产品形态适用标准
| 形态 | 标准 |
|---|---|
| 棒材和锻件（正火并回火） | AMS 6257（取代 MIL-S-8844 Class 3） |
| 真空熔炼棒材、锻件和管材（VAR） | AMS 6417（取代 MIL-S-83135） |
| 棒材、锻件和管材 | AMS 6419 |
| 航空级洁净度 | AMS 2300 |
| 航空锻件用大方坯和钢坯 | ASTM A646 |
公差和 HS 编码
- 锻造棒材（圆棒和方棒）：直径方向加工余量从 2 mm（Ø 6–16 mm）到 24 mm（Ø 400–500 mm）。例如成品 Ø 100–125 mm：+7 mm，公差 +6 / −0（长度最大 3,500 mm）。
- 锻造圆盘：直径余量 4 至 9 mm，高度余量 3 至 11 mm，仅正公差。
- 切割和机加工：带锯长度 −0 / +5 至 +15 mm；水刀直径 +10 % 厚度（最小 2 mm）；机加工零件直径 −0 / +2 至 +5 mm。查看完整表格（INF 002 和 INF 003，适用于所有合金）。
| 形态 | NCM（巴西，8 位） | HS（国际，6 位） | HTS（美国，10 位）* | CN（欧盟，8 位）* |
|---|---|---|---|---|
| 锻造棒材 | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| 热轧棒材 | 7228.30.00 | 7228.30 | 7228.30.8041 | 7228 30 61 |
| 无缝管 | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| 焊接管 | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| 法兰和管件 | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
税则类别：合金钢（按化学成分，依据第 72 章注释和第十五类注释 5）。
管材：7304.19 和 7306.19 为油气管道用管线管；锅炉管、换热器管或工艺管归入 7304.39/7304.59（无缝）和 7306.30/7306.50（焊接）。
*：美国和欧盟编码仅供参考。NCM 依据现行法规（归类总规则、第 72、74 和 75 章注释及第十五类注释 5）。请根据物品尺寸和表面状态，向您的报关行确认最终编码。HS = NCM 的前 6 位。
化学成分 (%)
AMS 6417（UNS K44220）；AMS 6257 要求 C 0.40 – 0.44*，AMS 6419 要求 C 0.40 – 0.45
| 元素 | 范围 (%) |
|---|---|
| C | 0.38 – 0.43 |
| Mn | 0.65 – 0.90 |
| Si | 1.45 – 1.80 |
| Ni | 1.65 – 2.00 |
| Cr | 0.70 – 0.95 |
| Mo | 0.30 – 0.50 |
| V | 0.05 – 0.10 |
| P | ≤ 0.010 |
| S | ≤ 0.008 |
| Cu | ≤ 0.35 |
| Fe | 余量 |
力学性能
871 °C 油淬并在 ≈ 302 °C（575 °F）二次回火 – AMS 6417 最小值（纵向）和 AMS 6257 范围
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 抗拉强度 | 1,900 – 2,100 MPa (AMS 6257); ≥ 1,862 MPa (270 ksi, AMS 6417) |
| 屈服强度（0.2%） | ≥ 1,555 MPa (AMS 6257); ≥ 1,517 MPa (220 ksi, AMS 6417) |
| 伸长率 | ≥ 8%（纵向）；≥ 5%（横向） |
| 断面收缩率 | ≥ 30%（纵向）；≥ 20%（横向） |
| 硬度，淬火并回火 | 心部 ≥ 52 HRC（截面最大 89 mm） |
| 交货硬度（正火并回火） | ≤ 311 HB |
典型物理性能
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 7.85 g/cm³ |
| 弹性模量 | ≈ 205 GPa* |
| 热膨胀（平均） | ≈ 11.5 µm/m·K* |
热处理、焊接和机加工
| 项目 | 常规做法 |
|---|---|
| 使用温度 | 用于室温和中等温度的结构件，使用温度必须始终远低于回火温度（≈ 300 °C）；超过该温度，零件会失去强度。它不是不锈钢：需要防腐保护（镀镉或镀锌镍，再加涂漆）。 |
| 热处理 | 927 °C（1,700 °F）正火，空冷。淬火：871 °C（1,600 °F）奥氏体化后油淬。在 ≈ 302 °C（575 °F）二次回火，2 h + 2 h，可得到 1,900 – 2,100 MPa 的强度范围；回火温度可在 204 至 649 °C 之间，视所需强度而定。为便于加工，在 ≈ 649 °C（1,200 °F）正火并回火。锻造温度 1,066 至 1,232 °C，终锻温度不低于 927 °C。截面最大 89 mm 可淬透（≥ 52 HRC）。 |
| 焊接 | 可用电弧或气焊工艺焊接，但关键零件很少焊接：碳含量高、淬透性大，有冷裂纹风险。不可避免时，须预热，使用低氢焊材，并在焊后重复完整的热处理，按经评定的工艺进行*。 |
| 机加工 | 在正火并回火状态下加工（≤ 311 HB），预留余量，然后再淬火和回火。淬火后（≥ 52 HRC）只能磨削，且参数应避免烧伤：磨削烧伤会产生未回火马氏体和表面裂纹*。 |
规划 300M 钢（改良型 4340）– UNS K44220 的自由锻：锻造比、细长比以及需要发送的材料量 →模拟钢锭或棒材的下料方案 →
典型应用
- 飞机起落架（作动筒、轴和连杆）
- 飞机结构件，如襟翼滑轨
- 超高强度传动轴
- 高强度螺栓和紧固件
- 高负荷齿轮
- 导弹和国防部件
- 赛车悬架和传动部件
替代材料： 强度 1,000 – 1,400 MPa 已够用且成本重要时，选用 SAE 4340；在相同强度下断裂韧性和抗应力腐蚀性能至关重要时，选用 AerMet 100*（Ni-Co，UNS K92580*）；需要无需淬火即可硬化、几乎无变形且更易焊接时，选用 Maraging 250；腐蚀比强度更重要时，选用 17-4PH 或 15-5PH。
300M 钢（改良型 4340）– UNS K44220：完整指南
300M 钢是什么
300M 是改良型 SAE 4340：保留 4340 的镍、铬和钼，将硅提高到 1.45 – 1.80%，并添加钒。它经真空电弧重熔（VAR），具有航空级洁净度（AMS 2300），以正火并回火状态交货，便于加工。淬火并回火后，抗拉强度可达 1,900 – 2,100 MPa，且无需提高碳含量。
按分类，它是低合金钢，而不是碳素钢。它归入 Dustre 产品目录中的碳钢和低合金钢组。
为什么要加硅和钒
硅使钢可在 ≈ 300 °C 回火并保持很高的强度，同时将回火马氏体脆性推向更高温度*。钒细化晶粒。结果是，在相同强度水平下，其疲劳强度、塑性、冲击强度和断裂韧性均优于 4340。
氢脆、电镀和表面处理
钢的强度越高，引起载荷下延迟开裂所需的氢量就越少。在 300M 起落架上，镀镉可防腐蚀，但清洗和电镀必须受控，以降低氢脆风险，随后还要进行除氢烘烤。
喷丸会在表面引入残余压应力，提高疲劳寿命；而喷砂则会使表面粗糙，可能降低疲劳强度。
300M、4340、AerMet 100 和 Maraging 250
4340 成本较低，可满足强度达 ≈ 1,400 MPa 的轴和齿轮。Maraging 250 通过时效即可达到 ≥ 1,724 MPa 的屈服强度，无需淬火且几乎无变形，但成本高得多。AerMet 100*（Ni-Co）以成本换取更高的韧性和抗应力腐蚀性能。当腐蚀是主要问题时，应转向沉淀硬化不锈钢，如 17-4PH 和 15-5PH。
供货形式和 Dustre 服务
自由锻圆棒和方块，带锯定尺切割，粗加工或精加工，在自有炉中进行热处理，以及硬度、拉伸和冲击试验。所有材料均附 3.1 检验证书，并可追溯炉号。
常见问题
300M 钢（改良型 4340）– UNS K44220 的化学成分是什么？
依据 AMS 6417（UNS K44220）；AMS 6257 要求 C 0.40 – 0.44*，AMS 6419 要求 C 0.40 – 0.45：C 0.38 – 0.43; Mn 0.65 – 0.90; Si 1.45 – 1.80; Ni 1.65 – 2.00; Cr 0.70 – 0.95; Mo 0.30 – 0.50。
哪些标准涵盖 300M 钢（改良型 4340）– UNS K44220？
棒材和锻件（正火并回火）: AMS 6257（取代 MIL-S-8844 Class 3）. 真空熔炼棒材、锻件和管材（VAR）: AMS 6417（取代 MIL-S-83135）. 棒材、锻件和管材: AMS 6419. 航空级洁净度: AMS 2300. 航空锻件用大方坯和钢坯: ASTM A646.
300M 钢（改良型 4340）– UNS K44220 最高可在多少温度下使用？
用于室温和中等温度的结构件，使用温度必须始终远低于回火温度（≈ 300 °C）；超过该温度，零件会失去强度。它不是不锈钢：需要防腐保护（镀镉或镀锌镍，再加涂漆）。
哪些材料可以替代 300M 钢（改良型 4340）– UNS K44220？
强度 1,000 – 1,400 MPa 已够用且成本重要时，选用 SAE 4340；在相同强度下断裂韧性和抗应力腐蚀性能至关重要时，选用 AerMet 100*（Ni-Co，UNS K92580*）；需要无需淬火即可硬化、几乎无变形且更易焊接时，选用 Maraging 250；腐蚀比强度更重要时，选用 17-4PH 或 15-5PH。
300M 是碳素钢吗？
不是。它是低合金钢：除约 0.40% 的碳外，还含有总量约 5% 的合金元素（Ni 1.65 – 2.00%、Si 1.45 – 1.80%、Cr、Mo、Mn 和 V）。在产品目录中，它归入碳钢和低合金钢组，与 4340 相邻。
300M 与 4340 有何区别？
300M 是添加了硅（1.45 – 1.80%，4340 为 0.15 – 0.35%）、钒（0.05 – 0.10%）和略多钼的 4340，经真空熔炼。在 ≈ 300 °C 回火后，抗拉强度可达 1,900 – 2,100 MPa，韧性和疲劳强度更好。商用调质 4340 的强度范围为 930 – 1,080 MPa。
为什么 300M 电镀时需要特别小心？
在约 1,900 MPa 的强度下，极微量的氢（4340 在 1,790 – 1,930 MPa 时，可移动氢低于 0.1 ppm）就可能使零件在载荷下开裂。酸洗并镀镉或镀锌镍后，零件须进行除氢烘烤；美国海军引用的做法是，对最高强度钢在 190 °C 下烘烤 24 h。务必遵循客户的工艺规范。
300M 的回火温度是多少？
871 °C 油淬后，在 ≈ 302 °C（575 °F）二次回火，2 h + 2 h。此工艺可得到 1,900 – 2,100 MPa 的抗拉强度。更高的回火温度（最高 649 °C）会降低强度。
在巴西哪里可以购买 300M 钢（改良型 4340）– UNS K44220？
Dustre 供应棒材、板材、管材、块料以及锻造或机加工零件形态的 300M 钢（改良型 4340）– UNS K44220，视库存情况而定，并附质量证书。总部位于 Osasco/SP，分公司位于 Joinville/SC 和 Baixo Guandu/ES，可发货至巴西全国。如需报价，请通过 WhatsApp +55 11 98649-0075 联系我们的助理 Helena，或发送邮件至 [email protected]。
