18Ni250圓棒

  F141馬氏體時(shí)效鋼中加入C元素的成分應(yīng)控制在0.03%以內(nèi)，C元素與Mo、Ti元素形成穩(wěn)定的碳化物在晶界析出，使韌性和缺口強(qiáng)度降低，并減少M(fèi)o、Ti元素有效含量，使強(qiáng)化效應(yīng)減少。若C元素固溶于馬氏體中，會(huì)釘扎位錯(cuò)，降低馬氏體的韌性。少量的Si、Mn元素雖有強(qiáng)化作用，但對(duì)韌性有害。

馬氏體時(shí)效鋼是強(qiáng)度鋼中的一種。這種鋼突出的優(yōu)點(diǎn)是熱處理工藝簡(jiǎn)單方便，固溶后行機(jī)械加工再進(jìn)行時(shí)效，熱處理變形小，加工性能及焊接性能都很好。馬氏體時(shí)效鋼的熱處理工藝及性能見(jiàn)下表。近年來(lái)，國(guó)外用馬氏體時(shí)效鋼制作模具較為；但在，由于馬氏體時(shí)效鋼含Ni、Co等貴重金屬元素，且含量高，價(jià)格昂貴，尚難以應(yīng)用。該類鋼主要用于鍛模及塑料模具。   

F141鋼中加入Ni元素主要是保證鋼以任何冷卻度冷卻都能得到馬氏體組織。它是一種幾乎不含碳的立方晶格的Fe-Ni馬氏體，這種馬氏體含有相當(dāng)高的位錯(cuò)密度和某些因含Ni而出現(xiàn)的細(xì)小孿晶。鋼中加入Mo、Ti、Al元素主要是形成Ni元素的金屬間化合物（Ni3Al、Ni3Ti、Ni3Mo）和Fe元素與Mo元素的金屬化合物（Fe2Mo），在時(shí)效時(shí)從基體中析出。加入Co元素的主要作用是減少含Mo元素強(qiáng)化相的溶解度，促使更多強(qiáng)化相在時(shí)效時(shí)析出，使沉淀強(qiáng)化效應(yīng)進(jìn)一步。另外Mo元素還可降低鋼的回火脆性。

F141鋼經(jīng)固處理后形成馬氏體，硬度為28~30HRC。時(shí)效以后，因各種類型的金屬間化合物的脫溶析出得到時(shí)效強(qiáng)化，硬度回升到50HRC。

F141鋼在高強(qiáng)度、高韌性的條件下，仍有良好的塑性與斷裂韌性。此外，F(xiàn)141鋼無(wú)冷作硬化現(xiàn)象，時(shí)效熱處理變形小，焊接性能良好，表面進(jìn)行氮化處理。F141鋼主要常用來(lái)制造、超鏡碳、型腔復(fù)雜、大截面、大批量產(chǎn)生的塑料模具，但因價(jià)格昂貴，使用受到限制。

18Ni鋼主要有：

1）00Ni18Co8Mo5TiAl[18Ni(250)]

2）00Ni18Co9Mo5TiAl[18Ni(300)]]

3）00Ni18Co13Mo4TiAl[18Ni(350)]

18Ni(250)、18Ni(300)、18Ni(350)鋼是典型的馬氏體時(shí)效鋼，是一種時(shí)效硬化型塑料模具鋼，鋼中含碳量較低，對(duì)時(shí)效硬化起作用的合金時(shí)Ti、Al、Co、Mo。雜質(zhì)對(duì)馬氏體時(shí)效硬化鋼的性能影響很大，對(duì)屈服強(qiáng)度較高的鋼影響效果更明顯。這要求該鋼經(jīng)過(guò)真空冶煉，減少雜質(zhì)、偏析和鋼錠中的含氣量，以保證鋼有較好的韌性和抗疲勞性能。

在18Ni鋼中，碳對(duì)鋼的強(qiáng)度影響很大，減少含碳量極少，也會(huì)使馬氏體強(qiáng)度提高。但在把碳的含量分?jǐn)?shù)增至0.03%后，又會(huì)降低鋼的屈服強(qiáng)度。所以馬氏體時(shí)效鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不宜超過(guò)0.03%；18Ni鋼中的S是有害的。S 以硫化物存在于鋼內(nèi)，并沿?zé)彳埛较蚍植?，?dǎo)致鋼的各向異性，因此要求盡量降低18Ni鋼中的含硫量。18Ni鋼中加入大量的Ni，主要作用是保證固溶體淬火后能獲得單一的馬氏體，其次Ni對(duì)Mo作用形成時(shí)效強(qiáng)化相Ni3Mo，當(dāng)Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)10%時(shí)，還能提高馬氏體時(shí)效鋼的斷裂韌度。

18Ni250圓棒

近年來(lái)一些研制出許多馬氏體時(shí)效鋼的變異鋼種，特別是開(kāi)發(fā)出了不少具有良好性能的無(wú)鈷?cǎi)R氏體時(shí)效鋼。

既具有高的延性、韌性又能產(chǎn)生強(qiáng)度的鋼種是馬氏體時(shí)效鋼，研發(fā)這種鋼的材料學(xué)思路是高純凈、高鎳、超低碳的鋼。這樣，即使在較小的冷卻速度下也能淬火獲得馬氏體組織和具有優(yōu)良的沖擊抗力及斷裂韌性。三種主要馬氏體的時(shí)效鋼是：

Nil8馬氏體時(shí)效鋼

這種鋼有三種型號(hào)，其屈服強(qiáng)度分別為1350MPa、1650MPa和1950MPa，這類鋼的雜質(zhì)含量很低，需要經(jīng)一次或二次真空冶煉。并含有0.003%B、0.002%Zr和0.005%Ca以雜質(zhì)并幫助改善熱塑變加工性能。

熱處理工藝包括850℃～870℃固溶處理，空冷或水淬，再在480℃時(shí)效3h。除了Co之外，加入的合金元素都降低Ms點(diǎn)，但可保持Mf點(diǎn)高于室溫，這樣固溶化后淬冷下來(lái)都能*轉(zhuǎn)化為馬氏體。時(shí)效析出硬化相主要是小片狀，但也有一些。嚴(yán)重過(guò)時(shí)效也能生成，Co的作用是引起析出硬化，而Mo則是時(shí)效硬化的主要元素。

調(diào)整時(shí)效溫度、時(shí)間，可獲得不同的強(qiáng)度。時(shí)效溫度過(guò)高(>600℃)，因鋼的點(diǎn)低，會(huì)引起奧氏體形成，這種奧氏體由于高度合金化，使Ms點(diǎn)降低到室溫以下，而穩(wěn)定的保留下來(lái)。如果需要高強(qiáng)度，可以在時(shí)效前對(duì)原低碳馬氏體進(jìn)行50%形變量的冷塑性變形加工。

在高抗拉強(qiáng)度下，這種鋼仍具有優(yōu)良的沖擊韌性，而且具有強(qiáng)化缺口的作用，其缺口強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比在1．35～1．65之間。時(shí)效前進(jìn)行50%的冷變形加工，可將上述名義強(qiáng)度提高到1700 MPa、2000 MPa和2100MPa。

Ni20馬氏體時(shí)效鋼

鋼的雜質(zhì)含量與Nil8鋼相似，但Ni含量較高，時(shí)效硬化元素不用Mo和Co，而是用1．5%Ti、0．25%A1和0．5%Nb來(lái)產(chǎn)生。這種鋼的Ms點(diǎn)比Nil8鋼低，但固溶處理淬冷到室溫后仍可充分發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。如果相變不*，可在一78℃下冷卻處理或通過(guò)冷塑性變形(冷塑性變形可提高M(jìn)s點(diǎn))來(lái)完成，這種鋼正常的時(shí)效硬化相是和。

Ni25馬氏體時(shí)效鋼

這種鋼含25%Ni和1．5%Ti、0．25%A1或0．5%Nb(亦可Al、Nb并用)，Ms點(diǎn)低于或接近室溫。固溶處理后鋼的組織基本是奧氏體，所以應(yīng)在時(shí)效前將其轉(zhuǎn)化為馬氏體，為此可以采用兩種方法：

(1)奧氏體時(shí)效：加熱到700℃保持4h使其從奧氏體中析出或。于是奧氏體合金含量降低，Ms點(diǎn)上升，隨后冷卻時(shí)奧氏體大部分轉(zhuǎn)化為馬氏體。如在時(shí)效硬化處理(480℃，3h)之前進(jìn)行一78℃冷處理，即可保證馬氏體*轉(zhuǎn)變。700℃的奧氏體時(shí)效，由于形成，使奧氏體硬化。但相在相變時(shí)會(huì)失去共格性，而且在隨后馬氏體時(shí)效硬化時(shí)，可以利用的Ti，Al都減小了，所以強(qiáng)度要低些。馬氏體時(shí)效處理時(shí)的析出相是η-。

(2)冷塑變形加工加冷處理：奧氏體冷塑變形加工，變形量應(yīng)大于25%，才能提高M(jìn)s—的溫度區(qū)段，使該鋼在一78℃(干冰)或一196℃(液氮)冷處理時(shí)完成馬氏體轉(zhuǎn)變，這種加工處理充分發(fā)揮合金元素的析出硬化作用，可獲得強(qiáng)度高于奧氏體的時(shí)效處理。