18Ni馬氏體時(shí)效鋼的性能和用途

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1、維普資訊http://www.cqvip.com牛卜駟栩I葉鶘蘭嗲第16卷1995益國(guó)外金屬熱處理VJoULN161№9935中國(guó)航天工業(yè)總公司四川銅江機(jī)械廠(chǎng)童曼匱l戴翌編譯／42上1前言超高強(qiáng)鋼。近年來(lái)，隨著尖端技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)在當(dāng)今開(kāi)發(fā)的所有材料中，它是強(qiáng)韌性高性能的設(shè)備和機(jī)器都有新的要求，進(jìn)而對(duì)最高的鋼種。用于這些高性能設(shè)備和機(jī)器上的零部件的馬氏體時(shí)效鋼有個(gè)典型類(lèi)別，即：強(qiáng)度也有更高的要求，同時(shí)還要求具有高韌18Ni、20Ni、25N1,其中以18NI銅崩造最容性。馬氏體時(shí)效鋼就是為適應(yīng)這些新的要求易且應(yīng)用也最廣．本文主要針對(duì)18Ni馬氏而發(fā)展起來(lái)的新鋼種。體時(shí)效鋼的

2、特性和用途加以論述。馬氏體時(shí)效鋼的用途很廣，與2組織和機(jī)械性能AISI4340高強(qiáng)鋼和17—7PH不銹銅相比，2．1成分和組織它具有更高的強(qiáng)度和優(yōu)良的韌性，崩造加工18Ni馬氏體時(shí)效鋼具代表性的成分如容易，焊接性能優(yōu)良等諸多的優(yōu)點(diǎn)勝于其他表1。寰I18Ni毀嗣化學(xué)虛丹霸磊日鼉疊匪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可見(jiàn)，8Ni馬氏體時(shí)效銅的化析出、細(xì)化、彌散，使銅得以強(qiáng)化，材料的強(qiáng)學(xué)成分是

3、在Fe一18Ni臺(tái)金中瀑加co、MO、度、塑性及韌性匹配優(yōu)良。關(guān)于時(shí)被處理過(guò)n、Al等元素的一種鋼。屈服強(qiáng)度主要是通程組織變化的研究頗多，有人認(rèn)為是沉淀鈞過(guò)Tj元素的添加量來(lái)進(jìn)行調(diào)整．在18Ni馬細(xì)化(～100A)的說(shuō)法比較合理，但至今仍氏體時(shí)效銅中，C、Si、Mn等元素被視為雜質(zhì)無(wú)定論。盡管如此。但對(duì)Ni~Mo．IF~Mo、NlmTi元素，P、S含量同樣也板低，故銅的純度很等金屬問(wèn)化合物沆淀強(qiáng)化仍是普追的說(shuō)法。高。Mo、TI作為沉淀相生成元素t給予材料18Nl馬氏體時(shí)效銅不僅有優(yōu)良的機(jī)械直接強(qiáng)化，co在嗣溶狀態(tài)下提高馬氏體的性能，而且淬火性能好，在同溶處理(820~韌性，隨

4、著Mo的同溶虞降低，使時(shí)被況淀空冷)后，其組織為超低碳高Nj的單相馬氏過(guò)程加快。但co是高價(jià)元索，我l們將考慮完體，將它再進(jìn)行時(shí)效處理(49O～510℃，空全不添加co來(lái)開(kāi)發(fā)這類(lèi)新銅酋I。冷)后，在馬氏體區(qū)域的金屬問(wèn)化臺(tái)物沉淀2．2制造方法·41·維普資訊http://www.cqvip.com馬氏體時(shí)效鋼的熔煉方法有真空感應(yīng)290)，一般情況下，馬氏體轉(zhuǎn)變不會(huì)受到熔煉(VIM)，真空電弧重熔(VAR)，以及電冷卻速度的影響。18Nl馬氏體時(shí)效鋼所以渣重熔(ESR)-次或兩次組合的方法。各種能進(jìn)行熱處理的簡(jiǎn)單理由是它具有AM熔煉方法與斷裂韌性《Ⅺc)的關(guān)系如圖1所可逆轉(zhuǎn)變。示

5、。。從圖中可以清楚地肴薊采用真空雙重一般出售馬氏體時(shí)效鋼都已經(jīng)進(jìn)行過(guò)^_l．．j、童II熔煉可使鋼的韌性得到大幅度的改善，而且還能抑制在熔煉時(shí)混入的各種雜質(zhì)元素和非金屬雜質(zhì)的殘存量。因此，對(duì)于象飛機(jī)那樣要求零部件具有高強(qiáng)度、高韌性和高可靠性的材料來(lái)說(shuō)，就可以采用VIM+VAR組合的真空雙重熔煉方法。

6、．■工度(，‘)皤2冷加工對(duì)18Ni-200相抗拉曩量的辱畸固溶處理，用戶(hù)一般都是進(jìn)行機(jī)械加工后，f點(diǎn)委v4-再施以時(shí)效處理。園它在時(shí)效處理中尺寸變化非常小(18Ni一170的收縮率僅^-為委0．)0_毋6～．“．霉0．07)}所以，在整個(gè)加工工藝流程中可省去精加工，這是馬氏體時(shí)

7、效鋼的最大優(yōu)點(diǎn)。2．3物理性能對(duì)J8Ni馬氏體時(shí)效鋼按標(biāo)準(zhǔn)的熱處理·2·ab(MN，m1)規(guī)范處理后其物理性能列于表2。皤l18N1馬氏體時(shí)鼓相的K2．4時(shí)效組織和機(jī)械性能馬氏體時(shí)效鋼容易進(jìn)行熱加工．其加工性同SUS304鋼}冷加工性也非常優(yōu)良，進(jìn)行拉撥加工、冷軋、彎曲和深拉伸等都非常容易。在冷加工過(guò)程中90以上可安捧軟化退火。加工硬化指數(shù)同一般鋼材相比僅為0．02～0．03，約比一般鋼材低一位敬。l8Ni鋼冷加工度對(duì)機(jī)械性能的影響如圖2所示。隨著冷加工度l的提高，強(qiáng)度也隨之增加，伸長(zhǎng)率卻因冷加工而稍有降低，韌性也有所下降。因此，馬氏體時(shí)效鋼l：{冷加工作為強(qiáng)化手段，雷要靈活

8、有效地應(yīng)用，才能使材料達(dá)到超高強(qiáng)與高塑韌性相匹配的要求?！?8Ni鋼，Nl的臺(tái)量較高，固溶處理時(shí)在奧氏體化后，干通幫的冷卻速度(空氣或水)時(shí)蓑一度(℃×3h)下，臭氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體(18NiMs≈啊s18Ni-200一時(shí)藏量度與機(jī)械畦麓的美囊．42．維普資訊http://www.cqvip.com18Nt馬氏體時(shí)效鋼的時(shí)效溫度與機(jī)械高，析出物粗化，選不到提高強(qiáng)度的目的，即性能的關(guān)系如圖3所示．當(dāng)時(shí)效溫度偏為過(guò)時(shí)效其最佳時(shí)效溫度為490~510"C。低，沉淀不完全，即為亞時(shí)效，當(dāng)時(shí)效溫度偏在固溶狀態(tài)下以及