18ni(300)馬氏體時(shí)效鋼的特點(diǎn)及應(yīng)用

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1、18Ni(300)馬氏體時(shí)效鋼的特點(diǎn)及應(yīng)用摘要從18Ni馬氏體時(shí)效鋼的化學(xué)成分對(duì)該材料的的物理性能、、抗拉強(qiáng)度、拉伸性能、斷裂韌性、疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕性、焊接性、磁滯特性、時(shí)效機(jī)理、時(shí)效組織以及力學(xué)性能的特點(diǎn)進(jìn)行的分析。同時(shí)18Ni馬氏體時(shí)效鋼具有優(yōu)良的特性，用途很廣，本文對(duì)它的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單的總結(jié)。關(guān)鍵詞：18Ni馬氏體時(shí)效鋼，機(jī)械性能，磁滯特性、時(shí)效機(jī)理、力學(xué)性能FEATURESANDAPPLICATIONOF18Ni(300)MARAGINGSTEELAbstractBythechemicalco

2、mpositionof18Nimaragingsteel,thephysicalproperties,tensilestrength,tensileproperties,fracturetoughness,fatiguestrength,corrosionresistance,eldability,hysteresischaracteristics,mechanismofaging,agingandmechanicalpropertiesareanalysd.Atthesametime,18Nima

3、ragingsteelhasexcellentpropertiesanduseswidely.It，sapplicationsaresummarizedbrieflyinthisarticleKeyword：18Nimaragingsteel,Mechanicalproperties,Hysteresisproperties,AgingMechanism,mechanicalproperty馬氏體時(shí)效鋼自問(wèn)世以來(lái)，以其高強(qiáng)度、高韌性和良好的工藝性能在航天航空等領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用，與AISI4

4、340高強(qiáng)鋼和17-7PH不銹鋼相比，它具有更高的強(qiáng)度和優(yōu)良的韌性，制造加工容易，焊接性能優(yōu)良等諸多的優(yōu)點(diǎn)勝于其他超高強(qiáng)鋼。在當(dāng)今開(kāi)發(fā)的所有材料中，它是強(qiáng)韌性最高的鋼種。1.成分和組織18Ni馬氏體時(shí)效鋼的化學(xué)成分是在Fe—18Ni合金中添加Co、Mo、Ti、Al等元素一種鋼，如表1。表1:18Ni馬氏體時(shí)效鋼的化學(xué)成分Table1:Chemicalcompositionof18Nimaragingsteel屈服強(qiáng)度主要是通過(guò)Ti元素的添加量來(lái)進(jìn)行調(diào)整。在18Ni馬氏體時(shí)效鋼中,C、Si、Mn等元素

5、被視為雜質(zhì)元素,P、S含量同樣也極低,故鋼的純度很高。18Ni馬氏體時(shí)效鋼不僅有優(yōu)良的機(jī)械性能,而且淬火性能好,在固溶處理（820℃）空冷后,其組織為超低碳Ni高主的單相馬氏體,將它再進(jìn)行時(shí)效處理(490-510℃,空冷)后,在馬氏體區(qū)域的金屬間化合物沉淀析出、細(xì)化、彌散,使鋼得以強(qiáng)化,材料的強(qiáng)度、塑性及韌性匹配優(yōu)良。關(guān)于時(shí)效處理過(guò)程組織變化的研究頗多,有人認(rèn)為是沉淀物細(xì)化(-100A)的說(shuō)法比較合理,但至今仍無(wú)定論。盡管如此,但對(duì)Ni3Mo、Fe2Mo、Ni3Ti等金屬間化合物沉淀強(qiáng)化仍是普遍的說(shuō)

6、法［1］。2.組織和機(jī)械性能2.1制造方法：馬氏體時(shí)效鋼的熔煉方法有真空感應(yīng)熔煉（VIM）,真空電弧重熔(VAR),以及電渣重熔(ESR)一次或兩次組合的方法。各種熔煉方法與斷裂韌性(KIC)的關(guān)系如圖1所示。從圖中可以清楚地看到,采用真空雙重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十VAR組合的真空雙重熔煉方法［1］。圖1：18Ni馬氏體時(shí)效鋼的KICFig1

7、:KICofthe18Nimaragingsteel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%以上可安排軟化退火。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數(shù)。18Ni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,韌性也有所卞降。因此,馬氏體時(shí)效鋼以冷加工作為強(qiáng)化手段,需要靈活有效地應(yīng)用,才能使材料達(dá)到超高強(qiáng)與高塑韌性相匹配

8、的要求［1］。18Ni鋼,Ni的含量較高,固溶處理時(shí)在奧氏體化后,于通常的冷卻速度空氣或水下,奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體、(18NiMs=290℃),一般情況下,馬氏體轉(zhuǎn)變不會(huì)受到冷卻速度的影響。18Ni馬氏體時(shí)效鋼所以能進(jìn)行熱處理的簡(jiǎn)單理由是它具有A=M可逆轉(zhuǎn)變。一般出售馬氏體時(shí)效鋼都已經(jīng)進(jìn)行固溶處理。圖2：冷加工對(duì)18Ni-200鋼抗拉強(qiáng)度的影響Fig2:ImpactofColdProcessingfor18Ni-200SteelTensilestrength用戶一般都是