美国18Ni钢是马氏体时效钢的代表钢种,按抗拉强度的数值(单位KSI,1KSI=6.89476MPa)分为四个等级:
18Ni钢主要有:
1)00Ni18Co8Mo5TiAl[18Ni(250级)]
2)00Ni18Co9Mo5TiAl[18Ni(300级)]]
3)00Ni18Co13Mo4TiAl[18Ni(350级)]
高强度钢 18Ni马氏体时效钢
18Ni(250级)、18Ni(300级)、18Ni(350级)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,减少含碳量极少,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。所以马氏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。
AISI
|
Grade
|
UNS
|
中国牌号
|
18Ni(200)
|
Maraging 200
|
K92810
|
00Ni18Co8Mo3TiAl
|
18Ni(250)
|
Maraging 250
|
K92890
|
00Ni18Co8Mo5TiAl
|
18Ni(300)
|
Maraging 300
|
K93120
|
00Ni18Co9Mo5TiAl
|
18Ni(350)
|
Maraging 350
|
K93160
|
00Ni18Co12Mo4Ti2Al
|
其中,00Ni18Co8Mo5TiAl,即18Ni(250),已经纳入我国国标GB/T 1299-2014《工模具钢》中。
标准
|
MIL-S-46850D
|
级别
|
Grade 200
|
Grade 250
|
Grade 300
&300A
|
Grade 350
|
C
|
≤0.03
|
≤0.03
|
≤0.03
|
≤0.03
|
Si
|
≤0.10
|
≤0.10
|
≤0.10
|
≤0.10
|
Mn
|
≤0.10
|
≤0.10
|
≤0.10
|
≤0.10
|
P
|
≤0.01
|
≤0.01
|
≤0.01
|
≤0.01
|
S
|
≤0.01
|
≤0.01
|
≤0.01
|
≤0.01
|
Ni
|
17.0~19.0
|
17.0~19.0
|
18.0~19.0
|
18.0~19.0
|
Co
|
8.0~9.0
|
7.0~8.5
|
8.5~9.5
|
11.5~12.5
|
Mo
|
3.0~3.5
|
4.6~5.2
|
4.6~5.2
|
4.6~5.2
|
Ti
|
0.15~0.25
|
0.3~0.5
|
0.5~0.8
|
1.3~1.6
|
Al
|
0.05~0.15
|
0.05~0.15
|
0.05~0.15
|
0.05~0.15
|
高强度钢 18Ni马氏体时效钢性能特点
18Ni钢固溶以后形成超低碳马氏体,硬度为28~30HRC,时效处理以后,由于各种类型的金属间化合物的脱溶析出得到时效硬化,硬度可以上升到50HRC。18Ni钢突出的特点是,在超高强度、高硬度的条件下,仍具有良好的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。
18Ni马氏体时效钢具有较高的强度和硬度(超高抗拉强度,表面硬度50~54HRC),兼具良好的韧性和塑性,是制造航空航天和国防工业装备的一种关键材料,在航空、航天、精密模具等工业领域获得广泛应用,目前在国内外广泛用作制造火箭发动机壳体、导弹壳体、铀同位素离心分离机高速转筒等高精密承重零件的材料