无钴马氏体时效钢的研究与应用

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1、无钴马氏体时效钢的研究与应用无钴马氏体时效钢的研究与应用刘福广,席守谋,张建国,施延龄,郑淑丽(1.西北工业大学材料科学与工程学院,陕西西安710072;2.航天二院210所,陕西西安710065)摘要:从无钴马氏体时效钢的种类,合金化,热处理对该材料力学性能的影响及强化机理等方面综述了无钴马氏体时效钢的研究和应用概况.无钴马氏体时效钢中不含昂贵的钴元素,利用板条马氏体基体上析出的Ni(Ti,Mo)等沉淀相来实现强化,在低于2100MPa的强度范围内,与同级别的含钴的18Ni马氏体时效钢相比,有相近的强韧性.关键词:无钴马氏体时效钢;固溶处理;时效处理;强

2、化机制;力学性能中图分类号:TG142.24文献标识码:A文章编号:0254-6051(2007)02-0007-05ResearchandApplicationsofCobalt.FreeMaragingSteelsLIUFu—guang,XIShou—mou,ZHANGJian—guo,SHIYan-ling,ZHENGShu—li(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,XianShaanxi710072,China;2.The210Re

3、searchInstituteofCASIC,XianShaanxi710065,China)Abstract:ResearchandapplicationsofCo-fleemaragingsteelswereintroducedinmanyrespects,includingtheirkinds,alloying,influenceofsolutionandagingtreatmentsonmechanicalpropertiesandthestrengtheningmechanismoftheal—loys.Co—freemaragingsteels

4、haveagoodcombinationofultra—highstrengthandmoderatetoughness,closetothatofthe18NimaragingsteelcontainingCowiththesamestrengthlevelbelow2100MPa.ThesuperiorperformanceisachievedbyagingprecipitationssuchasNi3(Ti,Mo)inlathmartensitematrix.Keywords:cobalt—freemaragingsteels;solutiontre

5、atment;agingtreatment;strengtheningmechanism;mechanicalproper-ties马氏体时效钢以其超高强度,高韧性,优异的加工和焊接性能而广泛应用在航空,航天等尖端领域J.目前应用较多的是含钴的18Ni型马氏体时效钢,其co含量高达8%～12%,过高的成本限制其进一步发展和应用.因此发展高性能无钴马氏体时效钢,降低成本是超高强度钢研究中的一个重要方向.目前国外已开发出多种无钴马氏体时效钢,并已有部分无钴钢成功应用于关键部件,例如,美国已将I250无钴马氏体时效钢成功应用于TOW,Stinger,AMRAAM

6、导弹,军用轻型攻击桥,压铸模,注塑模,风洞设备等.我国对无钴马氏体时效钢的研究和应用还很少,本文通过概述分析现有无钴马氏体时效钢的研究成果,希望能够推动无钴马氏体时效钢在我国高技术领域的应用.1无钴马氏体时效钢的种类表1列出了一些典型马氏体时效钢的成分及其力学性能¨.开发成功最早的无钴马氏体时效钢是含18%Ni的I250型无钴马氏体时效钢J,由国际镍公司(INCO)与TeledyneVasco公司合作研制,其中T表示增强元素为Ti.与c型含钴的18Ni(250)马氏体作者简介:刘福广(1981.o4一),男,河北献县人,硕士研究生,主要从事马氏体时效钢强韧

7、化机理研究.联系电话:029—88488023E—mail:lfuguang@163.com收稿日期:2006.10-28时效钢相比,它们的力学性能相近,而T250无钴马氏体时效钢的成分中不含钴元素,降低了钼含量,增加了钛含量.通过调整钛含量,又研制出了00及..接近2000MPa的00无钴马氏体时效钢.与此同时,韩国研制出了用w代替Mo的W250无钴马氏体时效钢,其与I250相当,而塑韧性则较低.日本71挖],印度也开发了用部分铬代替镍的无钴马氏体时效钢.日本的无钴马氏体时效钢强度与I250相当,而塑韧性要优于I250.印度的无钴钢强韧性与I250相比强

8、韧性偏低.从表1可以看出,无钴钢的力学性能可以与相同级别的含钴钢相