18Ni馬氏體時效鋼的特點和用途： 18Ni代表鋼的鋼號為00Ni18Co8Mo3TiAl[18Ni(200)]022Ni18Co8Mo3TiAl、00Ni18Co8Mo5TiAl[18Ni(250)]022Ni18Co8Mo5TiAl、00Ni18Co9Mo5TiAl[18Ni(300)]022Ni18Co9Mo5TiAl和00Ni18Co13Mo4TiAl[18Ni(350)]022Ni18Co13Mo4TiAl鋼。 18Ni鋼是典型的馬氏體時效鋼，碳含量低，對時效硬化起作用的合金元素是Ti、Al、Co、Mo，雜質(zhì)對馬氏體及時硬化鋼的性能影響很大，對屈服強度較高的鋼的影響更為明顯。 18Ni鋼是典型的馬氏體時效鋼，碳含量低，對時效硬化起作用的合金元素是Ti、Al、Co、Mo，雜質(zhì)對馬氏體及時硬化鋼的性能有很大影響，對屈服強度較高的鋼有更明顯的影響。這就要求這種鋼通過真空冶煉來降低鋼錠中的雜質(zhì)、偏析和氣體含量，以確保鋼具有良好的韌性和抗疲勞性。 在18Ni在鋼中，碳對鋼的強度影響很大，即使碳含量很小，也會顯著提高馬氏體的強度。但將碳的質(zhì)量分數(shù)提高到0.03%后，會降低鋼的屈服強度，因此18Ni馬氏體時效鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)不得超過0.03%。 18Ni鋼中的S是有害的。S硫化物存在于鋼中，并沿熱軋方向分布，導(dǎo)致鋼的各向異性，因此需要盡量減少鋼的硫含量。 18Ni在鋼中加入大量Ni，主要作用是確保固溶體淬火后能獲得單個馬氏體，其次是Ni對Mo形成時效強化相的作用Ni3Mo。當Ni當質(zhì)量分數(shù)超過10%時，也可以提高馬氏體時效鋼的斷裂韌性。 18Ni鋼固溶后形成超低碳馬氏體，硬度為28~30HRC；經(jīng)過時效處理后，由于各種金屬間化合物的脫溶析得到時效硬化，硬度可上升到50HRC。在高強度、高韌性的條件下，這類鋼仍具有良好的韌性和高斷裂韌性。同時，這種鋼沒有冷硬化，熱處理變形小，焊接性好，表面可滲氮。 18Ni低碳馬氏體時效鋼主要用于制造高精度、超鏡、復(fù)雜型腔、大截面、大批量生產(chǎn)的機械零件和塑料模具，但由于價格昂貴，使用有限。 18Ni馬氏體時效鋼的化學(xué)成分： 18Ni鋼化學(xué)成分見表1。 表1 18Ni鋼化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù)，%) 鋼號 C≤ Ni Co Mo Si≤ Mn≤ Ti Al P≤ S≤ 18Ni(200) 0.03 18.00 8.50 3.30 0.12 0.12 0.20 0.10 0.01 0.01 18Ni(250) 0.03 17.50~18.50 7.00~8.00 4.25~5.25 0.12 0.10 0.30~0.50 0.05~0.15 0.01 0.01 18Ni(300) 0.03 18.00~19.00 8.50~9.50 4.60~5.20 0.12 0.10 0.50~0.80 0.05~0.15 0.01 0.01 18Ni(350) 0.03 17.00~19.00 11.00~12.75 4.00~5.00 0.10 0.10 1.20~1.45 0.05~0.15 0.01 0.01 18Ni馬氏體時效鋼的臨界點： 18Ni鋼臨界點溫度見表2，其它鋼號可參考。 表2 18Ni鋼臨界點溫度 臨界點/℃ Ac1 Ac3 Ms Mf 溫度(近似值)/℃ 540~610 740~750 154~210 90~100 18Ni馬氏體時效鋼的熱處理： 固溶溫度為815~830℃，油冷或空冷(加熱時間，鹽浴爐1min/mm、空氣爐2~2.5min/mm)，硬度為28HRC。 18Ni馬氏體時效鋼的時效溫度： 18Ni(250)、18Ni(300)鋼的時效溫度為480℃，保溫時間3h，硬度為43HRC；保溫6h，硬度為52HRC。 18Ni馬氏體時效鋼的時效溫度： 18Ni(250)、18Ni(300)鋼的時效溫度為480℃，保溫時間3h，硬度為43HRC；保溫6h，硬度為52HRC。 18Ni(350)鋼的時效溫度為510℃，時效時間6h，硬度為57~60HRC。 18Ni馬氏體時效鋼滲氮處理： 18Ni(300)鋼氣體滲氮工藝: 滲氮溫度為(455)±10)℃，24~28h。 18Ni馬氏體時效鋼的力學(xué)性能： 18Ni類鋼機械性能見表3。 表3 18Ni類鋼的力學(xué)性能 鋼號 固溶溫度/℃ 時效溫度/℃ 時效后硬度HRC σb/MPa σs/MPa δ(%) ψ(%) 18Ni(250) 815~830 480±5 50~52 1850 1800 10~12 48~58 18Ni(300) 815~830 480±5 53~54 2060 2010 12 60 18Ni(350) 815~830 510±5 57~60 2490 - - - 馬氏體時效鋼包括高強度鋼的特殊類別，它們與傳統(tǒng)鋼的區(qū)別在于它們通過冶金反應(yīng)硬化，與C無關(guān)。這些鋼在480左右℃金屬間化合物沉淀在溫度下加強。這些鋼在480左右℃金屬間化合物沉淀在溫度下加強。`maraging`是從`馬氏體及時硬化`它指的是低碳馬氏體的及時硬化。 在工業(yè)上，馬氏體時效鋼設(shè)計用于提供1030-2420兆帕屈服強度的特定水平。一些實驗性馬氏體時效鋼具有3450兆帕的屈服強度。鎳、鈷、鉬含量高，碳含量極低。事實上，碳是這些鋼中的雜質(zhì)，盡量保持工業(yè)水平盡可能低。開發(fā)了馬氏體時效鋼的其他變形作為特殊用途。馬氏體時效鋼已在美國和國外的許多鋼鐵公司大量生產(chǎn)。 VascoMax? C-300 Specialty Steel 是美國Allvac公司生產(chǎn)的特種高鎳合金鋼，在中國常被稱為馬氏體時效鋼。maraging steel意思是時效處理后金相組織為馬氏體。C300與國標：00Ni18Co9Mo5TiAl相似，價格更貴。 Applications: Missile components, jet engine shafts. Spring wire for valve springs in high-performance internal combustion engines。 Physical Properties Density 8.00 g/cc Mechanical Properties Hardness, Brinell 485 Hardness, Knoop 535 Hardness, Rockwell C 50 Hardness, Vickers 511 Tensile Strength, Ultimate 1966 MPa Tensile Strength, Yield 1897 MPa 0.2% Offset Elongation at Break 10.0 % Reduction of Area 47.0 % Component Elements Properties Aluminum, Al 0.10 Carbon, C 0.020 % Cobalt, Co 8.80 % Iron, Fe 67.0 % Manganese, Mn 0.050 % Molybdenum, Mo 4.80 % Nickel, Ni 18.5 % Phosphorous, P 0.0050% Silicon, Si 0.050 % Sulfur, S 0.0050 % Titanium, Ti 0.730 % 變形是模具熱處理的三大問題之一(變形、開裂、淬火)。預(yù)硬塑料模具鋼解決了模具熱處理變形問題，但模具要求硬度高，難以加工模具。預(yù)硬塑料模具鋼解決了模具熱處理變形的問題，但模具要求高硬度，難以加工模具。熔化不僅保持了模具的加工精度，而且使模具具有較高的硬度。對于復(fù)雜、精密、壽命長的塑料模具來說，這是模具材料面臨的一個重要問題。為此，開發(fā)了一系列時效硬化塑料模具鋼。淬火(固溶)后，模具零件變軟(硬度約為28~34)HRC），便于切割成型，然后及時硬化，獲得所需的綜合力學(xué)性能。 時效硬化塑料模具鋼包括馬氏體時效硬化鋼和沉淀（沉淀）硬化鋼。馬氏體時效鋼具有屈強比高、切削加工性好、焊接性能好、熱處理工藝簡單等優(yōu)點。典型的高合金馬氏體時效硬化鋼有18種Ni（200）（00Ni18Co8Mo3TiAl）鋼、18Ni（250）（00Ni18Co8Mo5TiAl）鋼、18Ni（300）（00Ni18Co9Mo5TiAl）鋼、18Ni（350）（00Ni18Co13Mo4TiAl）鋼等，固溶后形成超低碳馬氏體，硬度約為30~32HRC；時效處理后，由于各種金屬間化合物的脫落和沉淀，硬度可上升到50HRC以上。這種鋼在高強度、高韌性的條件下仍具有良好的塑性、韌性和高斷裂韌性。 為了降低材料成本，近年來開發(fā)了一種代表06的低鈷、無鈷、低鎳等馬氏體時效鋼Ni（06Ni6CrMoVTiAl）鋼、AFC-77（1Cr14Co13Mo5V）鋼；另一種是低合金時效硬化鋼，代表中國自主開發(fā)的25鋼號CrNi3MoAl鋼，PMS（1Ni3MnMoCuAl）鋼、PCR(0Cr16Ni4Cu3Nb)鋼、SM2（20CrNi3AlMnMo）此外，還有美國的鋼P2(20CrNi4AlV)日本大同特種鋼鐵公司的鋼鐵NAK80、NAK55（15Ni3MnMoAlCuS）鋼等鋼經(jīng)固溶處理后硬度為30HRC時效處理后，左右，由于金屬間化合Ni3Al硬度可上升到38~42HRC。如果進行滲氮處理，模具表面硬度可達110HV左右。