18Ni马氏体时效钢的性能和用途

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1、维普资讯http://www.cqvip.com牛卜驷栩I叶鹕兰嗲第16卷1995益国外金属热处理VJoULN161№9935中国航天工业总公司四川铜江机械厂童曼匮l戴翌编译／42上1前言超高强钢。近年来，随着尖端技术的高速发展，对在当今开发的所有材料中，它是强韧性高性能的设备和机器都有新的要求，进而对最高的钢种。用于这些高性能设备和机器上的零部件的马氏体时效钢有个典型类别，即：强度也有更高的要求，同时还要求具有高韧18Ni、20Ni、25N1,其中以18NI铜崩造最容性。马氏体时效钢就是为适应这些新的要求易且应用也最广．本文主要针对18Ni马氏而发展起来的新钢种。体时效钢的

2、特性和用途加以论述。马氏体时效钢的用途很广，与2组织和机械性能AISI4340高强钢和17—7PH不锈铜相比，2．1成分和组织它具有更高的强度和优良的韧性，崩造加工18Ni马氏体时效钢具代表性的成分如容易，焊接性能优良等诸多的优点胜于其他表1。寰I18Ni毁嗣化学虚丹霸磊日鼍叠匪NtCOMoTi·^lat(／h)l8M一14O1883．2O．2n．11400l8NI—lTO1805．OO．1n．11750l8Ni一2ool895．OO．6n．12100l引m一24018l23．81．Tl2460由表1可见，8Ni马氏体时效铜的化析出、细化、弥散，使铜得以强化，材料的强学成分是

3、在Fe一18Ni台金中瀑加co、MO、度、塑性及韧性匹配优良。关于时被处理过n、Al等元素的一种钢。屈服强度主要是通程组织变化的研究颇多，有人认为是沉淀钧过Tj元素的添加量来进行调整．在18Ni马细化(～100A)的说法比较合理，但至今仍氏体时效铜中，C、Si、Mn等元素被视为杂质无定论。尽管如此。但对Ni~Mo．IF~Mo、NlmTi元素，P、S含量同样也板低，故铜的纯度很等金属问化合物沆淀强化仍是普追的说法。高。Mo、TI作为沉淀相生成元素t给予材料18Nl马氏体时效铜不仅有优良的机械直接强化，co在嗣溶状态下提高马氏体的性能，而且淬火性能好，在同溶处理(820~韧性，随

4、着Mo的同溶虞降低，使时被况淀空冷)后，其组织为超低碳高Nj的单相马氏过程加快。但co是高价元索，我l们将考虑完体，将它再进行时效处理(49O～510℃，空全不添加co来开发这类新铜酋I。冷)后，在马氏体区域的金属问化台物沉淀2．2制造方法·41·维普资讯http://www.cqvip.com马氏体时效钢的熔炼方法有真空感应290)，一般情况下，马氏体转变不会受到熔炼(VIM)，真空电弧重熔(VAR)，以及电冷却速度的影响。18Nl马氏体时效钢所以渣重熔(ESR)-次或两次组合的方法。各种能进行热处理的简单理由是它具有AM熔炼方法与断裂韧性《Ⅺc)的关系如图1所可逆转变。示

5、。。从图中可以清楚地肴蓟采用真空双重一般出售马氏体时效钢都已经进行过^_l．．j、童II熔炼可使钢的韧性得到大幅度的改善，而且还能抑制在熔炼时混入的各种杂质元素和非金属杂质的残存量。因此，对于象飞机那样要求零部件具有高强度、高韧性和高可靠性的材料来说，就可以采用VIM+VAR组合的真空双重熔炼方法。

6、．■工度(，‘)皤2冷加工对18Ni-200相抗拉曩量的辱畸固溶处理，用户一般都是进行机械加工后，f点委v4-再施以时效处理。园它在时效处理中尺寸变化非常小(18Ni一170的收缩率仅^-为委0．)0_毋6～．“．霉0．07)}所以，在整个加工工艺流程中可省去精加工，这是马氏体时

7、效钢的最大优点。2．3物理性能对J8Ni马氏体时效钢按标准的热处理·2·ab(MN，m1)规范处理后其物理性能列于表2。皤l18N1马氏体时鼓相的K2．4时效组织和机械性能马氏体时效钢容易进行热加工．其加工性同SUS304钢}冷加工性也非常优良，进行拉拨加工、冷轧、弯曲和深拉伸等都非常容易。在冷加工过程中90以上可安捧软化退火。加工硬化指数同一般钢材相比仅为0．02～0．03，约比一般钢材低一位敬。l8Ni钢冷加工度对机械性能的影响如图2所示。随着冷加工度l的提高，强度也随之增加，伸长率却因冷加工而稍有降低，韧性也有所下降。因此，马氏体时效钢l：{冷加工作为强化手段，雷要灵活

8、有效地应用，才能使材料达到超高强与高塑韧性相匹配的要求。’18Ni钢，Nl的台量较高，固溶处理时在奥氏体化后，干通帮的冷却速度(空气或水)时蓑一度(℃×3h)下，臭氏体转变为马氏体(18NiMs≈啊s18Ni-200一时藏量度与机械畦麓的美囊．42．维普资讯http://www.cqvip.com18Nt马氏体时效钢的时效温度与机械高，析出物粗化，选不到提高强度的目的，即性能的关系如图3所示．当时效温度偏为过时效其最佳时效温度为490~510"C。低，沉淀不完全，即为亚时效，当时效温度偏在固溶状态下以及