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Ni18型马氏体时效模具钢

Ni18型马氏体时效钢是超高强度钢，实际上是一系列含少量Ti和Al的的Fe、Ni、Co、Mo的多元合金。C、Si、Mn和P、S被视为残剩元素而限制其含量，特别是C和S是有害元素，其含量应不大于0.03%和0.010%。主要应用于

航空航天工业。由于它具有优良的力学性能和工艺性能，现在也应用于塑料模具压铸模具的重要零件，能获得很好的技术经济效果。但价格昂贵。

这一组钢在国外(美国）被命名为18Ni(200)、18Ni(250)、18Ni(285)、

18Ni(300)、18Ni(350)，括号内的数值是以ksi(每平方英寸的千磅数Kilopoundspersquareinch)为单位的屈服强度值，如18Ni的屈服强度为250ksi，约相当于_1720MPa(J76kgf/mn2)。国外类型钢号有日本日立金属公司(YSS)的YAG系列4个钢号(YAG250、YAG300、YAG350YAG285)。

钢的高强度和硬度来自无碳或微碳Fe-Ni板条马氏体基体和时效析出的弥散度大且颗粒极小的金属间化合物，如Fe2Mo、NiMo、Ni3Ti等。

为了保证质量，这一组钢都应采用电炉熔炼后再用真空电弧炉重熔或电渣重溶等精炼。这一组钢的热加工性能和焊接性能均好。焊接应采用气体保护焊。焊后热处理。

在固溶处理后，时效处理前，钢的金相组织是板条状态马氏体，硬度为350HV左右，有很好的冷变形加工和被切削加工性。热处理均应在带控制气氛的炉内进行。这一组钢，也可采用渗氮处理进一步强化

1.化学成分

①4个钢号的P、S含量均匀不大于0.010%。 ②此钢Mo、Ti含量也有分别定为4.8%及1.40%。

2.物理性能

3.热加工

4.热处理

如表所示，这一组马氏体时效钢的热处理似颇简单，实际却不尽然。这一方面是由于时效结果与时效温度和时间有密切的关系，以图4-54所示00Ni18Co8Mo5TiAl钢固溶处理后在不同温度下和时间内时效后硬度变化为例，可以看出，时效温度偏低(如370℃)，可以获得较高的硬度，但所需要的时间

图4-54 00Ni18Co8Mo5TiAl马氏体时效固溶处理后时效温度及时间对硬度的影响

甚长；反之，如时效温度较髙，则可在较短时间内达到在该温度时效所可能达到的最高硬度，如480℃或540℃时效结果。从时效时间来考虑，时间不足，不可能获得最好效果，但时间过长，由于析出沉淀颗粒的聚集粗化，同时在原奥氏体晶体上和板条状马氏体晶间也将有较多的逆转变奥氏全颗粒形成，从而使钢的宏观硬度和强度降低。这就是过时效现象。另一方面，时效对钢的成分和生产工艺颇敏感，用同一时效工艺，由于成分和生产工艺的微小差异，对时效结果将产生明显的影响.。为了可靠起见，常须对性能要求严格的工件，在制定热处理工艺前，在同一炉(或批）钢材中取小样进行试验，然后根据试验结果确定热处理工艺。

过时效处理虽使硬度及强度有所降低，但对钢的断裂力学性能，特别是K_1C及K_ISCC有利，因此有时为了获得较高的断裂軔度，不得不牺牲些微强度而采用过时效的工艺处理。

5.力学性能

(见表4-92，图4-55~图4-57)

(1)具有代表性的室温抗拉性能及断裂韧度

 图4-55室温转梁弯曲疲劳性能曲线

a) 00Ni18Co8Mo3TiAl、00Ni18Co8Mo5TiAl、00Ni18Co9Mo5TiAl钢

b) 00Ni18Col2Mo4Ti2Al钢，800℃固溶处理，480℃10h时效

图4-56 高温抗拉性能

a) 00Ni18Co8Mo3TiAl钢

b) 00Ni18Co8Mo5TiAl及00Ni18Co9Mo5TiAl钢

c) 00Ni18Col2Mo4Ti2Al钢

表4-92 室温力学性能

(2)室温转梁弯曲疲劳性能(见图4-55)

(3)高温抗拉性能(见图4-56)

6.渗氮

图4-57 渗氮温度和时间对马氏体时效钢00Ni18Co9Mo5TiAl钢硬度的影响