马氏体时效钢 超高强度钢18Ni250镍钴钼铁合金钢

18Ni250镍钴钼铁合金简称马氏体时效钢 超高强度钢

Ni18型马氏体时效钢时超高强度钢，是铁镍钴钼合金中含少量Ti和Al元素的一系列多元合金。C、Si、Mn和P、S被视为残余元素并限制其含量。主要用于航空航天工业。由于它具有优良的力学性能和工艺性能，也用于塑料模具压铸模具的重要零件。价格昂贵。

这一系列钢在美国被称为18Ni200、18Ni250、18Ni300、18Ni350，元素后的数字代表屈服强度/ksi

这一系列钢的热加工性能和焊接性能均好，焊后热处理。

18Ni250是常用典型马氏体时效钢。具有高延展性、高韧性和超高强度，该钢在高抗拉强度下仍具有优异的冲击韧性，并具有强化缺口的作用。

马氏体时效钢已广泛应用于火箭发动机外壳，导弹外壳、转轴、齿轮、轴承、高压传感器、紧固件、弹簧、铝合金挤压模具和铸件模具、精密模具、冷冲压模具等。

对应牌号：00Ni18Co13Mo4TiAl、C350、022Ni18Co13Mo4TiAl

马氏体时效钢18Ni250是高合金超高强度钢，时效处理前具有良好的成形性，时效处理几乎不变形，时效处理后具有高强韧性，广泛地用于弹，箭，宇航，压力容器，精密模具等，更是飞机上目前普遍采用测量气动载荷的应变天平材料。弹性模量和弹性滞后是影响应变天平测量精度和稳定的两个主要因素，而正确，合理的时效处理可改善材料的弹性模量和弹性滞后.为研究时效处理对弹性滞后误差的影响，本文开展了如下研究，并取得相应的结论:通过时效处理工艺研究，确定了马氏体时效钢18Ni250时效处理工艺.460℃，480℃和500℃时效下，时效温度越高，时效后硬度上升的越快，达到峰值所需时间越短，峰值硬度越低.峰时效下有Fe2Mo和Ni3Ti析出.Fe2Mo呈球状，数量少，大小不一，分布无规则.Ni3Ti呈条状，数量少，取向无规则.基体马氏体组织有一定的细化，晶格发生畸变.480℃时效时，强度较高，塑性较好，弹性模量较小且稳定.由此确定480℃保温8 h为峰时效状态.采用纵波衰减系数，峰值频率和峰值幅度三个参数表征了不同时效状态下材料的显微组织.用超声波法测定了杨氏模量并与拉伸法测量作了对比分析.460℃，480℃，500℃下，峰时效前后，由于时效时18Ni250晶内(包括晶界)大量的Fe2Mo析出相增强了超声波散射，导致纵波衰减系数不断增大.析出相尺寸越小，数量越多，干涉越严重。

18Ni250化学成分表：

C碳：≤0.03

Ni镍：≤17.5-18.5

Co钴：≤7-8

Mo钼：≤4.25-5.25

Ti钛：≤0.5

Al铝：≤015

P磷：≤0.01

S硫：≤0.01

Si硅：≤0.1

Mn锰：≤0.1

（18Ni250）机械性能：

固溶温度：815-830℃

时效温度：480±5℃

时效后硬度：50-52HRC

抗拉强度：1850

屈服强度：1800

断后伸长率：10-12

断面收缩率：48-58

钢种牌号：高强钢

锻造棒材：Φ80-400㎜

锻造板坯：厚度≤200㎜、宽度≤1000㎜

轧制棒材：Φ10-80㎜

热制板材：厚度2-6㎜

冷轧板材：厚度0.5-2㎜

母材、锻件：电渣棒材、钢锭、轴类锻件、饼类锻件、环形锻件、筒类锻件

应用行业：航空航天（606所、120所、122所、601所、172所、649所、609所等）、石油石化、电力、船舶等

00Ni18Co8Mo5AlTi高强度马氏体时效钢的气体渗氮工艺，具体为：对原材料进行固溶处理，然后将零件加工至成品尺寸，在渗氮箱底铺上经干燥并混合均匀的氯化铵与石英砂，将00Ni18Co8Mo5AlTi钢制零件洗净油污并吹干，对渗氮前的零件进行吹砂处理，零件装箱密封后通氨气赶尽箱内空气，当箱内的氨分解率为“零”时，随炉升温，进行二段法渗氮处理，渗氮保温终了时，断开加热炉电源，继续供气维持渗氮箱内正压，并随炉降温冷却至300℃以下时，将渗氮箱移出加热炉，在空气中进行冷却，待渗氮箱的温度降至150℃以下时，停止供气并取出渗氮零件。采用本发明，渗氮零件尺寸和形状的畸变小，心部具有优良的强度，塑性和韧性，且显著提高表面的耐磨性和抗疲劳性。

钢是典型的马氏体时效钢，是一种时效硬化型塑料模具钢，钢中含碳量较低，对时效硬化起作用的合金时Ti、Al、Co、Mo。杂质对马氏体时效硬化钢的性能影响很大，对屈服强度较高的钢影响效果更明显。这就要求该钢经过真空冶炼，减少杂质、偏析和钢锭中的含气量，以保证钢有较好的韧性和抗疲劳性能。

在18Ni钢中，碳对钢的强度影响很大，减少钢的含碳量，也会使马氏体强度显著提高。但在把碳的含量分数增至0.03%后，又会降低钢的屈服强度。所以马氐体时效钢碳的质量分数不宜超过0.03%。

18Ni钢中的S是有害的。S以硫化物存在于钢内，并沿热轧方向分布，导致钢的各向异性，因此要求尽量降低18Ni钢中的含硫量。18Ni钢中加入大量的Ni，主要作用是保证固溶体淬火后能获得单一的马氏体，其次Ni对Mo作用形成时效强化相Ni3Mo，当Ni的质量分数超过10%时，还能提高马氏体时效钢的断裂韧度。

18Ni钢固溶以后形成超低碳马氏体，硬度为28~3OHRC，时效处理以后，由于各种类型的金属间化台无的脱溶析出得到时效硬化，硬度可以上升到50HRC，这类钢在高强度、高韧性的条件下，仍具有良好的韧性、韧性和高的断裂韧度。同时，这类钢无冷作硬化，时效热处理变形小，焊接性能良好，表面还可以渗氮处理等。