Ni18型馬氏體時效模具鋼

00Ni18Co8Mo3TiAU、00Ni18Co8Mo5TiAl、00Ni18Co9Mo5TiAl、00Ni18Co12Mo4Ti2Al

Ni18型馬氏體時效鋼是超高強度鋼，實際上是一系列含少量Ti和Al的的Fe、Ni、Co、Mo的多元合金。C、Si、Mn和P、S被視為殘剩元素而限制其含量，特別是C和S是有害元素，其含量應(yīng)不大于0.03%和0.010%。主要應(yīng)用于

航空航天工業(yè)。由于它具有優(yōu)良的力學性能和工藝性能，現(xiàn)在也應(yīng)用于塑料模具壓鑄模具的重要零件，能獲得很好的技術(shù)經(jīng)濟效果。但價格昂貴。

這一組鋼在國外(美國）被命名為18Ni(200)、18Ni(250)、18Ni(285)、

18Ni(300)、18Ni(350)，括號內(nèi)的數(shù)值是以ksi(每平方英寸的千磅數(shù)Kilopoundspersquareinch)為單位的屈服強度值，如18Ni的屈服強度為250ksi，約相當于_1720MPa(J76kgf/mn2)。國外類型鋼號有日本日立金屬公司(YSS)的YAG系列4個鋼號(YAG250、YAG300、YAG350YAG285)。

鋼的高強度和硬度來自無碳或微碳Fe-Ni板條馬氏體基體和時效析出的彌散度大且顆粒極小的金屬間化合物，如Fe2Mo、NiMo、Ni3Ti等。

為了保證質(zhì)量，這一組鋼都應(yīng)采用電爐熔煉后再用真空電弧爐重熔或電渣重溶等精煉。這一組鋼的熱加工性能和焊接性能均好。焊接應(yīng)采用氣體保護焊。焊后熱處理。

在固溶處理后，時效處理前，鋼的金相組織是板條狀態(tài)馬氏體，硬度為350HV左右，有很好的冷變形加工和被切削加工性。熱處理均應(yīng)在帶控制氣氛的爐內(nèi)進行。這一組鋼，也可采用滲氮處理進一步強化

1.化學成分

鋼號^①	C	Si	Mn	Ni	Co	Mo	Ti	Al
00Nil8Co8Mo3TiAl	≤0.03	≤0.12	≤0.12	18	8.5	3.3	0.2	0.1
00Nil8Co8Mo5TiAl	≤0.03	≤0.12	≤0.10	18	8.5	5.0	0.4	0.1
00Nil8Co9Mo5TiAl	≤0.03	≤0.12	≤0.10	18	9.0	5.0	0.7	0.1
00Nil8Col2Mo4Ti2Al	≤0.03	≤0.10	≤0.10	18	12.5	4.2^②	1.6^②	0.1

①4個鋼號的P、S含量均勻不大于0.010%。 ②此鋼Mo、Ti含量也有分別定為4.8%及1.40%。

2.物理性能

3.熱加工

4.熱處理

如表所示，這一組馬氏體時效鋼的熱處理似頗簡單，實際卻不盡然。這一方面是由于時效結(jié)果與時效溫度和時間有密切的關(guān)系，以圖4-54所示00Ni18Co8Mo5TiAl鋼固溶處理后在不同溫度下和時間內(nèi)時效后硬度變化為例，可以看出，時效溫度偏低(如370℃)，可以獲得較高的硬度，但所需要的時間

圖4-54 00Ni18Co8Mo5TiAl馬氏體時效固溶處理后時效溫度及時間對硬度的影響

甚長；反之，如時效溫度較髙，則可在較短時間內(nèi)達到在該溫度時效所可能達到的最高硬度，如480℃或540℃時效結(jié)果。從時效時間來考慮，時間不足，不可能獲得最好效果，但時間過長，由于析出沉淀顆粒的聚集粗化，同時在原奧氏體晶體上和板條狀馬氏體晶間也將有較多的逆轉(zhuǎn)變奧氏全顆粒形成，從而使鋼的宏觀硬度和強度降低。這就是過時效現(xiàn)象。另一方面，時效對鋼的成分和生產(chǎn)工藝頗敏感，用同一時效工藝，由于成分和生產(chǎn)工藝的微小差異，對時效結(jié)果將產(chǎn)生明顯的影響.。為了可靠起見，常須對性能要求嚴格的工件，在制定熱處理工藝前，在同一爐(或批）鋼材中取小樣進行試驗，然后根據(jù)試驗結(jié)果確定熱處理工藝。

過時效處理雖使硬度及強度有所降低，但對鋼的斷裂力學性能，特別是K_1C及K_ISCC有利，因此有時為了獲得較高的斷裂軔度，不得不犧牲些微強度而采用過時效的工藝處理。

5.力學性能

(見表4-92，圖4-55~圖4-57)

(1)具有代表性的室溫抗拉性能及斷裂韌度

圖4-55室溫轉(zhuǎn)梁彎曲疲勞性能曲線

a) 00Ni18Co8Mo3TiAl、00Ni18Co8Mo5TiAl、00Ni18Co9Mo5TiAl鋼

b) 00Ni18Col2Mo4Ti2Al鋼，800℃固溶處理，480℃10h時效

圖4-56 高溫抗拉性能

a) 00Ni18Co8Mo3TiAl鋼

b) 00Ni18Co8Mo5TiAl及00Ni18Co9Mo5TiAl鋼

c) 00Ni18Col2Mo4Ti2Al鋼

表4-92 室溫力學性能

鋼號	熱處理	HJMPa	RJMPn	A4 (%)	Ψ (%>	KlcZMPa，mm
00Ni18Co8Mo3TiAl	820VW固溶，空冷480*C3h時效，空冷	1499	1401	10	60	155-198(500-640)
00Ni18Co8Mo5TiAl		1793	1705	8	55	121(390)
00Ni18Co9Ma5TiAl		2048	1999	7	40	80.6(260)
00Ni18Col2Mo4Ti2Al	820℃Ih固溶，空冷480℃3h時效，空冷	2450	2401	5	25	35.0-49.6(113-160)