18ni馬氏體鋼的性能和應(yīng)用

《18ni馬氏體鋼的性能和應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、18Ni(300)馬氏體時效鋼的特點及應(yīng)用··admin引用·摘要:從18Ni馬氏體時效鋼的化學成分對該材料的的物理特點、、抗拉強度、拉伸性能、斷裂韌性、疲勞強度、耐腐蝕性、焊接性、磁滯特性、時效機理、時效組織以及力學性能的性能進行的分析。同時18Ni馬氏體時效鋼具有優(yōu)...··從18Ni馬氏體時效鋼的化學成分對該材料的的物理特點、、抗拉強度、拉伸性能、斷裂韌性、疲勞強度、耐腐蝕性、焊接性、磁滯特性、時效機理、時效組織以及力學性能的性能進行的分析。同時18Ni馬氏體時效鋼具有優(yōu)良的特性，用途很廣，本文對它的應(yīng)用進行簡樸的總結(jié)。要馬氏體時效

2、鋼自問世以來，以其高強度、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AISI4340高強鋼和17-7PH不銹鋼相比，它具有更高的強度和優(yōu)良的韌性，制造加工容易，焊接性能優(yōu)良等諸多的長處勝于其他超高強鋼。在當今開發(fā)的所有材料中，它是強韌性最高的鋼種。1.成分和組織18Ni馬氏體時效鋼的化學成分是在Fe—18Ni合金中添加Co、Mo、Ti、Al等元素一種鋼，如表1。屈服強度主要是通過Ti元素的添加量來進行調(diào)整。在18Ni馬氏體時效鋼中C、Si、Mn等元素被視為雜質(zhì)元素P、S含量同樣也極低故鋼的純度很高。18Ni馬氏體時效

3、鋼不僅有優(yōu)良的機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行時效處理(490-510℃空冷)后在馬氏體區(qū)域的金屬間化合物沉淀析出、細化、彌散使鋼得以強化材料的強度、塑性及韌性匹配優(yōu)良。關(guān)于時效處理過程組織變化的研究頗多有人認為是沉淀物細化(-100A)的說法比較合理但至今仍無定論。盡管如此但對Ni3Mo、Fe2Mo、Ni3Ti等金屬間化合物沉淀強化仍是普遍的說法［1］。2.組織和機械性能2.1制造方法：馬氏體時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)

4、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混入的各種雜質(zhì)元素和非金屬雜質(zhì)的殘存量。因此對于象飛機那樣要求零部件具有高強度、高韌性和高可靠性的材料來說就可以采用VIM十VAR組合的真空雙重熔煉方法［1］。馬氏體時效鋼輕易進行熱加工其加工性同SUS304鋼冷加工性也非常優(yōu)良進行拉撥加工、冷軋、彎曲和深拉伸等都非常容易。在冷加工過程中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)。18

5、Ni鋼冷加工度對機械性能的影響如圖2所示。隨著冷加工度的提高強度也隨之增加伸長率卻因冷加工而稍有降低韌性也有所卞降。因此馬氏體時效鋼以冷加工作為強化手段需要靈活有效地應(yīng)用才能使材料達到超高強與高塑韌性相匹配的要求［1］。18Ni鋼Ni的含量較高固溶處理時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)變不會受(ma3shi4ti3zhuan3bian4bu4hui4shou4)到冷卻速度的影響。18Ni馬氏體時效鋼所以能進行熱處理的簡單理由是它具有A=M可逆轉(zhuǎn)變。一般出售馬氏體時效鋼都

6、已經(jīng)進行固溶處理。用戶一般都是進行機械加工后再施以時效處理。因它在時效處理中尺寸變化非常小（18Ni一170的收縮率僅為0.07%)所以在整個加工工藝流程中可省去精加工這是馬氏體時效鋼的最大優(yōu)點。2.2物理性能：2.3抗拉強度：18Ni馬氏體時效鋼的抗拉強度。雖然在固溶處理后硬度(HRC)為27--34，抗拉強度高達960--1120MN/m2，伸長率和斷面收縮率也相稱高，易進行冷加工，但同時出現(xiàn)韌性差、切削性能不好等若干問題。在時效處理后其屈服強度與抗拉強度相差很小，大體為50--100MN/m2，由于加工硬化率小，均勻伸長率不大，但Ψ

7、值仍然很大，故其延伸性仍很好，還能夠得到很大的斷面收縮率。表4為應(yīng)力集中系數(shù)為3.5時18Ni個鋼的缺漏強度。由表可以知道，18Ni馬氏體時效鋼的缺口敏感性非常小，具有很高的缺口強度。可以認為馬氏體時效鋼具有緩解裂紋行核地點或裂紋形成后裂紋尖端應(yīng)力集中的很高能力［1］。2.4拉伸性能的影響：固溶處理溫度對固溶態(tài)18Ni馬氏體時效性能的影響如圖4所示，由圖可見，在固溶狀態(tài)下，18Ni馬氏體時效鋼的強度隨固溶態(tài)狀態(tài)下，18Ni馬氏體時效鋼的強度隨固(mashitishixiaogangdeqiangdusuigu)溶溫度的升高變化較小，同時，

8、延伸率δ和面縮率φ也并未隨著固溶溫度的升高而減小，即分別保持在16%和70%以上。試樣經(jīng)1083K固溶處理后平均晶粒尺寸為5.2μm，強度保持較高值［2］。當試樣經(jīng)α/γ循環(huán)相變處理后，晶粒進