CM-1合金F162 00Ni18Co12Mo5TiAl馬氏體時效鋼性能詳述

馬氏體時效鋼通常是具有高韌性和相對高水平的延展性的強鐵鎳合金。與其他強合金相反，馬氏體時效鋼不包含任何碳分子，因為這會對它們的延展性產(chǎn)生負面影響。相反，它們富含諸如鈦，鉬，鋁和鈷的物質(zhì)。然后，將材料在820攝氏度左右的熱量下處理半小時，冷卻并在500攝氏度下再次加熱3個小時，然后在室溫下冷卻以硬化。還存在使用不同溫度的替代加熱方法，以實現(xiàn)其他類型的金屬間化合物沉淀。

馬氏體時效鋼九銘特鋼按等級分類，并按其鎳和上述次級成分中的不同成分分開。通常，鎳百分比為15％至25％。鈷的百分比范圍從5％到15％，鉬的范圍從2％到7％，鈦的范圍從0.1％到2％，鋁的范圍從0.05％到0.2％。在某些情況下，還添加了鉻，從而進一步提高了熱處理過程中鋼的淬透性，并為終產(chǎn)品提供了不銹鋼的耐腐蝕性。

18Ni(200)

C ≤0.03

Ni 17.5～18.5

Co 8.0～9.0

Mo 3.0～3.5

Ti 0.15～0.25

Al 0.05～0.15

18Ni(250)

C ≤0.03

Ni 17.5～18.5

Co  8.5～9.5

Mo 4.6～5.2

Ti 0.30～0.50

Al 0.05～0.15

18Ni(300)

C ≤0.03

Ni 17.5～18.5

Co 8.0～9.0

Mo 4.6～5.2

Ti 0.55～0.80

Al 0.05～0.15

18Ni(350)

C≤0.01

Ni17.5～18.5

Co 12.0～13.0

Mo 4.0～4.5

Ti  1.4～1.8

Al 0.05～0.15

18Ni馬氏體時效鋼是 典型的一種馬氏體時效

同時效工藝對18Ni（1700MPa）型馬氏體時效鋼硬度

鋼，一般通過固溶處理后淬火，在450~500℃進行時效

的影響規(guī)律，并通過該規(guī)律找出本實驗范圍內(nèi)的佳

處理，從而使金屬間化合物彌散析出而達到強化的效

時效工藝及對其它時效工藝進行性能對比測試。

馬氏體時效鋼的性能

?從馬氏體時效鋼的高強度開始，根據(jù)其等級，屈服強度的MPa為1500（200級）至2400（350級）。這是高S355等級的典型建筑鋼的大約7倍。

?馬氏體時效鋼的抗拉強度為2450 MPa，而S355鋼的抗拉強度僅為470 MPa，這意味著它可以承受非常強的拉力而不會變形。

?馬氏體時效鋼非常堅固，卻非常易延展/易碎，這兩個特性很難結(jié)合，在實踐中也非常有用。這意味著九銘特鋼馬氏體時效鋼可以容易地成型和軋制成形狀，而在其表面或主體上不會形成裂紋和斷裂。

?馬氏體時效鋼的另一個性能是其非常好的焊接性，這基本上意味著它可以輕松地與其他金屬結(jié)合，從而在焊接點上達到良好的集成度。

?加入鉻，鎘或磷化后，馬氏體時效鋼具有好的抗多種元素腐蝕的能力。即使未處理，馬氏體時效鋼仍具有較高的鎳濃度，因此仍具有抗腐蝕性能。

?馬氏體時效鋼的物理性能通常穩(wěn)定，并且在淬火處理后不會表現(xiàn)出明顯的熱膨脹或尺寸變化。這使得可以在執(zhí)行熱處理程序之前將其加工成終尺寸。

馬氏體時效鋼的常見用途

由于馬氏體時效鋼的特性能，結(jié)合了高抗拉強度和延展性，它被廣泛用于航空航天應(yīng)用，例如機翼配件，經(jīng)久耐用的各種工具，可靠地固定元件的緊固件組件以及機械零件。堅固耐用。特別是在燃料和燃料等至關(guān)重要的應(yīng)用中，例如重量和功率/推進比是關(guān)鍵考慮因素時，馬氏體時效鋼是，因為馬氏體鋼可以軋制成薄板，即使在高達400度的溫度下也能保持強度攝氏溫度

物理性能的穩(wěn)定性使馬氏體時效鋼非常適合在冷熱之間快速轉(zhuǎn)換的機械，因此可用于發(fā)動機曲軸，撞針，齒輪箱和氣體離心機。由于這種材料具有很高的抗斷裂性，因此在擊劍運動中也使用了馬氏體鋼，以避免事故，高爾夫球桿頭和自行車架。后，由于裂紋的蔓延非常緩慢，因此可用于經(jīng)常進行目視檢查且零件能夠在緊急情況下使用并有時間更換零件的應(yīng)用中。

馬氏體時效鋼是一種以超低碳馬氏體為基體，通過時效產(chǎn)生金屬間化合物沉淀硬化的超高強度鋼。與傳統(tǒng)的高強度鋼不同，它不是用碳而是靠金屬間化合物的彌散析出來強化，這使其具有一個突出的優(yōu)點：熱處理工藝簡單方便，這是由于馬氏體轉(zhuǎn)變不受冷卻速度的影響，不會出現(xiàn)像淬火回火鋼中常出現(xiàn)的淬透性問題，熱處理變形小，加工性能及焊接性能都很好。

　　馬氏體時效鋼的顯著特點是在超高強度下仍具有良好的塑性和優(yōu)異的斷裂韌性，這使它不僅可以取代傳統(tǒng)的高強度鋼，而且在一些重要領(lǐng)域內(nèi)獲得別的材料難以替代的應(yīng)用。如可用于制備火箭與的薄殼，在保持滿足應(yīng)用要求的強度前提下提高有效載荷；它具有非常穩(wěn)定的組織性能，即使在溫度過高而發(fā)生過時效后，軟化過程也非常緩慢。這些合金在相當高的工作溫度下仍保持良好的性能，高工作溫度超過400℃。這可以保證火箭或彈頭外薄殼在飛行的過程中保持良好的強度。

　　馬氏體時效鋼的強化工藝是固溶強化、相變強化、時效強化等因素綜合作用的結(jié)果。固溶強化使馬氏體時效鋼的強度提高100~250MPa，貢獻較小。但通過固溶處理可以消除鍛軋的殘余應(yīng)力和成分偏析，同時溶解沉淀相，為隨后的時效強化打下基礎(chǔ)。相變強化，即組織發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變時所發(fā)生的硬化，可使強度提高500~600MPa，相變得到的馬氏體組織中具有高密度的位錯亞結(jié)構(gòu)，是提高強度的主要原因，同時也為隨后的沉淀強化創(chuàng)造了有利條件。時效強化是提高馬氏體時效鋼強度主要的手段，可使其強度提高約1100MPa。在熱處理過程中通過Co，Mo，Ti等合金元素從過飽和固溶體(馬氏體)中析出金屬間化合物作為第二相質(zhì)點來實現(xiàn)強韌化。在時效過程中，在晶界、相界及位錯線等缺陷處析出細小彌散的金屬間化合物。

　　特別應(yīng)該指出的是，細晶強化是一種對馬氏體時效鋼既能提高強度又能改善韌性的強化方法。在晶粒細化的方式上，主要有循環(huán)相變細化工藝和形變熱處理工藝。

　　循環(huán)相變熱處理工藝是將奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物反復(fù)加熱、重結(jié)晶、奧氏體化、循環(huán)相變，使奧氏體晶粒充分細化，進而轉(zhuǎn)變得到細小的板條馬氏體組織，從而提高強度、塑性和韌性。例如，對3J33馬氏體時效鋼進行4次循環(huán)熱處理后，晶粒尺寸由220μm減小到15μm左右，形成細小的馬氏體組織。實驗證明，在相同的時效規(guī)程下，將高溫固溶+時效處理的合金與經(jīng)過高溫固溶+變溫循環(huán)相變+時效處理的合金進行性能比較，后者的力學(xué)特性明顯優(yōu)于前者。

　　馬氏體形變處理可在固溶和時效處理之間進行，也可在固溶處理之前進行，前者增加了位錯密度，后者能細化奧氏體晶粒。據(jù)報道，對18Ni7Co5Mo0.1Ti進行90％冷軋變形再時效處理可使屈服強度提高約547MPa，同時保持材料的韌塑性。