18Ni350時(shí)效鋼 

馬氏體時(shí)效鋼是以無(wú)碳或超低碳Fe-Ni馬氏體為基體，經(jīng)過(guò)時(shí)效處理使金屬間化合物沉淀硬化的一種超高強(qiáng)度鋼。這類鋼的強(qiáng)度并不來(lái)自于碳，而來(lái)自于金屬間化合物的沉淀。

鋼種來(lái)源

美國(guó)18Ni鋼是馬氏體時(shí)效鋼的代表鋼種，按抗拉強(qiáng)度的數(shù)值(單位KSI，1KSI=6.89476MPa)分為四個(gè)等級(jí)：

00Ni18Co12Mo5Ti馬氏體時(shí)效鋼是鐵-鎳超低碳高合金超高強(qiáng)度鋼,其強(qiáng)韌化主要是通過(guò)在時(shí)效過(guò)程中從過(guò)飽和固溶體中析出金屬間化合物沉淀相而獲得的。馬氏體時(shí)效鋼不僅具有很高的強(qiáng)度,而且有很高的屈強(qiáng)比以及很好的塑性和韌性。但不足的是,在強(qiáng)度提高到2400MPa時(shí),該鋼的韌性急劇下降。如何提高該強(qiáng)度級(jí)別馬氏體時(shí)效鋼的強(qiáng)韌性已成為一個(gè)重要的研究方向。本文采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)等方法觀察了不同熱處理工藝下00Ni18Co12Mo5Ti鋼的顯微組織,研究了細(xì)晶強(qiáng)化對(duì)該鋼的強(qiáng)度和韌性作用程度：

AISI

Grade

UNS

中國(guó)牌號(hào)

18Ni(200)

Maraging 200

K92810

00Ni18Co8Mo3TiAl

18Ni(250)

Maraging 250

K92890

00Ni18Co8Mo5TiAl

18Ni(300)

Maraging 300

K93120

00Ni18Co9Mo5TiAl

18Ni(350)

Maraging 350

K93160

00Ni18Co12Mo4Ti2Al

18Ni350時(shí)效鋼 

利用正交試驗(yàn)法研究了不同固溶時(shí)間、固溶溫度、時(shí)效時(shí)間及時(shí)效溫度對(duì)00Ni18Co12Mo5Ti鋼組織和力學(xué)性能的影響,找出了獲得該鋼 力學(xué)性能的熱處理工藝；利用循環(huán)熱處理手段研究了循環(huán)次數(shù)及循環(huán)溫度對(duì)00Ni18Co12Mo5Ti鋼組織和力學(xué)性能的影響,探討了循環(huán)熱處理細(xì)晶強(qiáng)化的原理；此外還研究了固溶強(qiáng)化及時(shí)效強(qiáng)化等強(qiáng)化手段對(duì)00Ni18Co12Mo5Ti鋼力學(xué)性能的強(qiáng)化作用,并在此基礎(chǔ)上探討了該鋼相關(guān)的強(qiáng)化機(jī)理。 研究結(jié)果表明：18Ni馬氏體時(shí)效鋼的強(qiáng)韌性是固溶溫度、固溶時(shí)間、時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間綜合作用的結(jié)果。固溶處理顯著影響著鋼的組織,為時(shí)效處理做著組織上的準(zhǔn)備。隨著固溶溫度的升高,固溶時(shí)間的延長(zhǎng),鋼的晶粒尺寸增大,其中固溶時(shí)間對(duì)晶粒度的影響較大。18Ni馬氏體時(shí)效鋼的高強(qiáng)韌性主要是在時(shí)效處理時(shí)獲得的,和時(shí)效時(shí)間相比,時(shí)效溫度對(duì)強(qiáng)韌性的影響較為顯著。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在860℃×10min固溶+480℃×4h時(shí)效的熱處理工藝下,00Ni18Co12Mo5Ti鋼具有 力學(xué)性能。 循環(huán)熱處理工藝可顯著細(xì)化鋼的晶粒尺寸,使其獲得均勻而細(xì)小的等軸晶。860℃固溶溫度下,經(jīng)4次循環(huán)處理后,原始奧氏體晶粒度可細(xì)化到近11級(jí)水平,馬氏體時(shí)效鋼的強(qiáng)度可提高100MPa左右。研究發(fā)現(xiàn),提高循環(huán)處理溫度,雖然在一定程度上可以細(xì)化鋼的晶粒尺寸,但效果不大。循環(huán)溫度越高,細(xì)化效果越趨不明顯。 本文還探討了馬氏體時(shí)效鋼的固溶強(qiáng)化及時(shí)效強(qiáng)化機(jī)理。結(jié)果表明,18Ni馬氏體時(shí)效鋼的固溶強(qiáng)化效果不大,奧氏體的缺陷結(jié)構(gòu)對(duì)固溶態(tài)馬氏體時(shí)效鋼的力學(xué)性能的影響較為顯著。18Ni馬氏體時(shí)效鋼的強(qiáng)韌化手段以時(shí)效強(qiáng)化為主。馬氏體時(shí)效鋼在480℃時(shí)效時(shí)的主要強(qiáng)化相Ni3Ti、Ni3Mo及逆轉(zhuǎn)變奧氏體,在這一時(shí)效溫度下,18Ni馬氏體時(shí)效鋼具有 強(qiáng)韌性。