18Ni300馬氏體時效鋼
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18Ni300馬氏體時效鋼
18Ni300馬氏體時效鋼18Ni300不銹鋼18Ni馬氏體時效鋼的特性及用途：
18Ni300馬氏體時效鋼是以無碳或超低碳Fe-Ni馬氏體為基體，經(jīng)過時效處理使金屬間化合物沉淀硬化的一種超高強(qiáng)度鋼。這類鋼的強(qiáng)度并不來自于碳，而來自于金屬間化合物的沉淀。
主題內(nèi)容
鋼種牌號: 18Ni300 (C300)
本技術(shù)協(xié)議規(guī)定了馬氏體時效鋼 18Ni300 (C300) 鋼的技術(shù)要求、質(zhì)量保證規(guī)定、交貨準(zhǔn)備等內(nèi)容。
1.2冶煉工藝
真空感應(yīng)爐熔煉+真空自耗爐重熔冶煉。
2.引用文件
下列引用文件，在本技術(shù)條件所規(guī)定的范圍內(nèi)構(gòu)成本技術(shù)條件的一部分， 應(yīng)采用最新版本。
GB/T222 鋼的化學(xué)分析用試樣取樣法及化學(xué)分析允許偏差
GB/T223 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法
GB/T228 金屬拉伸試驗方法
GB/T229 金屬夏比缺口沖擊試驗法
GB/T230 金屬洛氏硬度試驗
GB/T702 熱軋圓鋼和方鋼尺寸、外形、重量及允許偏差
GB/T908 鍛制圓鋼和方鋼尺寸、外形、重量及允許偏差
GB/T1979 結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評級圖
GB/T2101 型鋼驗收、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書的一般規(guī)定
GB/T2975 鋼材力學(xué)及工藝性能式樣取樣規(guī)定
GB/T4162 鍛軋鋼棒超聲波檢驗方法
GB/T6394 金屬平均晶粒度檢測法
ASTM E45 鋼中非金屬夾雜物顯微評定方法
ASTM A604自耗電極再溶化鋼棒 與鋼坯的宏觀腐蝕試驗方法。
18Ni300馬氏體時效鋼要求
3.1化學(xué)成分
3.1.1鋼的化學(xué)成分應(yīng)符合表1的規(guī)定。
表1.化學(xué)成分(Wt%)
|
C |
Ni |
Co |
Mo |
Ti |
Al |
P |
S |
Si |
Mn |
|
≤0.003 |
18-19 |
8.5-9.5 |
4.6-5.2 |
0.5-0.8 |
0.05-0.15 |
≤0.01 |
≤0.01 |
≤0.1 |
≤0.1 |
A 注：以上各元素均不允許執(zhí)行偏差
3.2 交貨狀態(tài)
交貨狀態(tài)應(yīng)該在合同中注明，合同中未注明的按車光表面交貨，退火硬度不大于321HB。
|
力學(xué)性能試樣熱處理工藝 |
RM
MPa |
Rp0.2
MPa |
A
% |
Z
% |
AKV2
J |
|
固溶+實效 |
≥
1930 |
≥
1895 |
≥
9 |
≥
40 |
≥
15 |
3.3力學(xué)性能
3.3.1鋼棒和鍛件的力學(xué)性能應(yīng)符合表2的規(guī)定。
表2.力學(xué)性能
3.3.2由供方根據(jù)性能檢驗情況自行決定是否對成品材進(jìn)行熱處理,確18Ni鋼的代表鋼號有022Ni18Co8Mo3TiA[18Ni(200)]、022Ni18Co8Mo5TiA[18Ni300]、022Ni18Co9Mo5TiA[18Ni(300)]和00Ni18Co13Mo4TiA[18Ni(350)]鋼。
18Ni鋼是典型的馬氏體時效鋼，鋼中碳含量較低，對時效硬化起作用的合金元素是Ti、Al、Co、Mo，雜質(zhì)對馬氏體時效硬化鋼的性能影響很大，對屈服強(qiáng)度較高的鋼影響效果更明顯。這就要求該類鋼要經(jīng)過真空冶煉，減少雜質(zhì)、偏析和鋼錠中的含氣量，以保證鋼具有較好的韌性和抗疲勞性能。
在18Ni鋼中，碳對鋼的強(qiáng)度影響很大，即使碳含量極少，也會使馬氏體強(qiáng)度顯著提高。但在把碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至0.03%以后，又會降低鋼的屈服強(qiáng)度，所以18Ni馬氏體時效鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不宜超過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，因此要求盡量降低鋼的硫含量。
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Mo的作用是形成時效強(qiáng)化相Ni3Mo。當(dāng)Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過10%時，還能提高馬氏體時效鋼的斷裂韌度。
18Ni鋼固溶以后形成超低碳馬氏體，硬度為28~30HRC；時效處理后，由于各種類型的金屬間化合物的脫溶析出得到時效硬化，硬度可以上升到50HRC。這類鋼在高強(qiáng)度、高韌性的條件下，仍具有良好的韌性和高的斷裂韌度。同時，這類鋼無冷作硬化，時效熱處理變形小，焊接性良好，表面還可以滲氮處理等。
18Ni類低碳馬氏體時效鋼主要用于制造高精度、超鏡面、型腔復(fù)雜、大截面、大批量生產(chǎn)的機(jī)械零件和塑料模具，但由于價格昂貴，使用受到限制。
18Ni馬氏體時效鋼的化學(xué)成分：
18Ni鋼化學(xué)成分見表1。
表1 18Ni鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)
鋼號 C≤ Ni Co Mo Si≤ Mn≤ Ti Al P≤ S≤
18Ni(200) 0.03 18.00 8.50 3.30 0.12 0.12 0.20 0.10 0.01 0.01
18Ni300 0.03 17.50~18.50 7.00~8.00 4.25~5.25 0.12 0.10 0.30~0.50 0.05~0.15 0.01 0.01
18Ni(300) 0.03 18.00~19.00 8.50~9.50 4.60~5.20 0.12 0.10 0.50~0.80 0.05~0.15 0.01 0.01
18Ni(350) 0.03 17.00~19.00 11.00~12.75 4.00~5.00 0.10 0.10 1.20~1.45 0.05~0.15 0.01 0.01
18Ni馬氏體時效鋼的臨界點：
18Ni鋼的臨界點溫度見表2，其他鋼號可參考。
表2 18Ni鋼臨界點溫度
臨界點/℃ Ac1 Ac3 Ms Mf
溫度(近似值)/℃ 540~610 740~750 154~210 90~100
18Ni馬氏體時效鋼的熱處理：
固溶溫度為815~830℃，油冷或空冷(加熱時間，鹽浴爐1min/mm、空氣爐2~2.5min/mm)，硬度為28HRC。
18Ni馬氏體時效鋼的時效溫度：
18Ni300、18Ni(300)鋼的時效溫度為480℃，保溫時間3h，硬度為43HRC；
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