Gr71/Gr72/ Gr73/18Ni1900馬氏體時效鋼牌號

Gr71/Gr72Gr73/18Ni1900馬氏體時效鋼00Ni18Co9Mo5TiAl/C300/022Ni18Co9Mo5TiAl/18Ni（300）為高強(qiáng)度、耐腐蝕合金鋼，含C、Ni、Co、Mo、Ti、Al等元素，經(jīng)精確控制化學(xué)成分和熱處理工藝，具有優(yōu)異機(jī)械性能和耐蝕性，廣泛用于航空、航天、石油化工等領(lǐng)域。

馬氏體時效鋼以無碳(或微碳)馬氏體為基體的，時效時能產(chǎn)生金屬間化合物沉淀硬化的超高強(qiáng)度鋼。與傳統(tǒng)高強(qiáng)度鋼不同，它不用碳而靠金屬間化合物的彌散析出來強(qiáng)化。這使其具有一些性能:高強(qiáng)韌性，低硬化指數(shù)，良好成形性，簡單的熱處理工藝，時效時幾乎不變形，以及很好的焊接性能。因而馬氏體時效鋼已在需要此種特性的部門獲得廣泛的應(yīng)用。

1961~1962年間該公司B0.F0.Decker等人，在鐵鎳馬氏體合金中加入不同含量的鈷、鉬、鈦，通過時效硬化得到屈服強(qiáng)度分別達(dá)到1400、1700、1900MPa的18Ni(200)、18Ni(250)和18Ni(300)鋼，并首先將18Ni(200)和18Ni(250)應(yīng)用于火箭發(fā)動機(jī)殼體。這類鋼種的出現(xiàn)，立即引起了各國冶金工作者的高度重視。60年代的中、后期是馬氏體時效鋼研究和開發(fā)的黃金時代。這期間，國際鎳公司和釩合金鋼公司(VasCo)又研制出了屈服強(qiáng)度達(dá)到2400MPa的18Ni(350)。研究工作者們還對馬氏體時效鋼的加工工藝、各種性能和強(qiáng)韌化機(jī)理進(jìn)行了大量工作，同時還探索了屈服強(qiáng)度高達(dá)2800和3500MPa的所謂400級和500級馬氏體時效鋼。不過這兩個級別的鋼種由于韌性太低，而且生產(chǎn)工藝過于復(fù)雜，沒有得到實際應(yīng)用。在此期間，馬氏體時效鋼在工模具領(lǐng)域也有了一定市場。與此同時，前蘇聯(lián)和聯(lián)邦德國等國也開始了馬氏體時效鋼的研究。到了70年代，日本因開發(fā)濃縮鈾離心機(jī)，對馬氏體時效鋼進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究。進(jìn)入80年代以來，由于鈷價不斷上漲，無鈷馬氏體時效鋼的開發(fā)取得了很大進(jìn)展，如美國的T一250(18Ni一3Mo一10.4Ti-0.1A1)、日本的14Ni一3Cr一3Mo一10.5Ti合金、韓國的w一250(18Ni一40.5w一10.4Ti-0.1A1)和前蘇聯(lián)的H161~6M6(16Ni一6V一6Mo)均相繼問世。這些鋼不僅使生產(chǎn)成本降低了20%~30%，而且性能也十分接近相應(yīng)強(qiáng)度水平的含鈷馬氏體時效鋼。

主要生產(chǎn)工藝有冶煉、熱加工、冷加工、焊接、熱處理和表面處理。
折疊冶煉
一般采用真空感應(yīng)爐熔煉加真空自耗爐重熔的雙真空冶煉工藝。對于強(qiáng)度級別在1500MPa以下的鋼種，可以采用非真空冶煉，或非真空冶煉加電渣重熔的工藝。但對高強(qiáng)度級別和用途重要的鋼種，必須采用雙真空冶煉工藝。在真空自耗重熔時，應(yīng)嚴(yán)格控制電流和熔池溫度，以免鋼錠產(chǎn)生嚴(yán)重的枝狀偏析。
折疊熱加工
馬氏體時效鋼在高溫下具有良好的熱塑性，其熱加工性與1Crl8Ni9Ti大體相同。對于鈦、鉬含量較高的鋼種，鋼錠凝固時容易發(fā)生這些元素的微觀偏析，熱加工后形成各向異性的帶狀顯微結(jié)構(gòu)。減輕或消除微觀偏析的有效措施，是選擇合適的鋼錠尺寸和熱加工時進(jìn)行充分的高溫均質(zhì)化處理。為了防止由于Ti(C，N)等化合物沿奧氏體晶界析出引起的高溫緩冷脆性，熱加工后應(yīng)盡量避免工件在1100~750C溫度區(qū)間內(nèi)緩冷或停留。為了獲得細(xì)晶粒和較佳力學(xué)性能，終鍛應(yīng)在較低溫度下(950~850C)，以較大的變形量(大于25%)完成。
折疊冷加工
在固溶狀態(tài)下冷加工性非常好。拉拔、冷軋、彎曲、深沖等加工都容易進(jìn)行。鋼的加工硬化指數(shù)為0.02~0.03，與普通鋼相比低一個數(shù)量級。因此，加工過程中無需軟化退火即可進(jìn)行90%以上變形量的冷加工。
折疊焊接
良好的焊接性是馬氏體時效鋼的優(yōu)點之一。幾乎所有的焊接工藝都能適用。焊絲成分與被焊鋼成分基本相同，焊前不必預(yù)熱，焊后不處理也不會產(chǎn)生裂紋，直接時效后，接頭系數(shù)即可超過90%。
折疊熱處理
熱處理工藝簡單是馬氏體時效鋼的另一重要優(yōu)點。鋼經(jīng)熱加工后，在冷加工和時效強(qiáng)化之前應(yīng)進(jìn)行固溶處理。目的在于:溶解熱加工后余留的沉淀物;使基體溶有充足的強(qiáng)化元素;并獲得均勻的高位錯密度的全馬氏體組織。固溶溫度通常采用820~840℃，固溶時間為每25ram厚度1h，固溶后空冷，冷卻速度對組織和性能影響不大。馬氏體時效鋼的高強(qiáng)度是通過時效處理得到的。時效溫度一般為480℃，強(qiáng)度級別高的鋼種可采用510¨C，時效時間為3~6h，時效后空冷。時效后在馬氏體基體上，析出大量彌散的和超顯微的金屬間化合物質(zhì)點，使材料強(qiáng)度成倍提高而韌性損失較小。
馬氏體時效鋼的性能還可通過奧氏體形變，或馬氏體形變，或兩者結(jié)合得到提高。奧氏體形變處理使奧氏體晶粒尺寸減小到10um以下，從而得到具有一定延性的，強(qiáng)度大于3500MPa的馬氏體時效鋼。在固溶后和時效前進(jìn)行的馬氏體形變處理，由于產(chǎn)生更多的位錯，通?？墒箯?qiáng)度提高200MPa。固溶前的馬氏體形變，能細(xì)化奧氏體晶粒并增加鋼時效后的強(qiáng)度。
折疊表面處理
如果不進(jìn)行表面處理，馬氏體時效鋼的耐磨性和疲勞強(qiáng)度并不比普通高強(qiáng)鋼好。因此對于這種用途的零件，必須進(jìn)行表面處理(氣體滲氮、離子氮化或離子注入等)。離子氮化可使18Ni(250)鋼滾動軸承的接觸疲勞壽命提高1倍以上。
應(yīng)用馬氏體時效鋼已在包括火箭發(fā)動機(jī)殼體，殼體，鈾同位素離心分離機(jī)的高速轉(zhuǎn)簡，直升飛機(jī)起落架，高壓容器，轉(zhuǎn)軸，齒輪，軸承，高壓傳感器，緊固件，彈簧，以及鋁合金擠壓模和鑄件模，精密模具，冷沖模等工模具等方面獲得廣泛的應(yīng)用。