18Ni(250級)、18Ni(300級)、18Ni(350級)鋼是典型的馬氏體時效鋼，是一種時效硬化型塑料模具鋼，鋼中含碳量較低，對時效硬化起作用的合金時Ti、Al、Co、Mo。雜質對馬氏體時效硬化鋼的性能影響很大，對屈服強度較高的鋼影響效果更明顯。這就要求該鋼經(jīng)過真空冶煉，減少雜質、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。
00Ni18Co13Mo4TiAl C350 022Ni18Co13Mo4TiAl 18Ni(350)馬氏體時效鋼 18Ni2400
C Ni Co Mo Ti Al P S Si Mn
00Ni18Co13Mo4TiAl ≤0.03 18-19 11.5-12.5 4.6-5.2 1.3-1.6 0.05-0.15 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.1 ≤0.1
機 械 性 能
固溶溫度 時效溫度 時效后硬度HRC 抗拉強度 屈服強度 斷后伸長率 斷面收縮率
815-830℃ 510±5℃ 57-60 2490 -- -- --
高溫合金：K211，K213，K214，K232，K273，K401，K403，K405，K406，K409，K412，K417，K417G，K418，K419，K438，K640，K423，K2136，K4002，DZ3，DZ5 K11，K13，K14，K32，K1，K3，K35，K6，K9，K12，K17，K17G，K18，K19，K38，K40 K23，K136，K2
NS111，NS112，NS113，NS131，NS141，NS142，NS143，NS311，NS312，NS313，NS314，NS315，NS321，NS322，NS331，NS332，NS333，NS334，NS335，NS336，NS337，NS341，NS411，OCr20Ni32AlTi，1Cr20Ni32AlTi，00Cr25Ni35AlTi，0Cr20Ni43Mo13，00Cr26Ni35Mo3Cu4Ti，0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti，0Cr20Ni35Mo3Cu4Nb，0Cr30Ni70，1Cr15Ni75Fe8，1Cr23Ni60Fe13Al，00Cr36Ni65Al，0Cr30Ni60Fe10，
0Ni65Mo28Fe5V，00Ni70Mo28，00Cr16Ni75Mo2Ti，00Cr18Ni60Mo17，0Cr15Ni60Mo16W5Fe5，00Cr15Ni60Mo16W5Fe5，00Cr16Ni65Mo16Ti，0Cr20Ni65Mo10Nb4，00Cr20Ni60Mo16，00Cr20Ni70Mo3Cu2Ti，0Cr20Ni65Ti2AlNbFe7
18ni350馬氏體時效鋼模具熱處理后變形是模具熱處理的三大難題之一(變形、開裂、淬硬)。預硬型塑料模具鋼解決了模具熱處理變形問題，但模具要求硬度高又給模具加工造成困難。熔化既保持模具的加工精度，又使模具具有較高硬度，對于復雜、精密、長壽命的塑料模具，是模具材料面臨的一個重要難題。為此發(fā)展了一系列的時效硬化型塑料模具鋼。模具零件在淬火（固溶）后變軟（硬度約為28~34HRC），便于切削加工成形，然后再進行時效硬化，獲得所需的綜合力學性能。
時效硬化型塑料模具鋼有馬氏體時效硬化鋼和析出（沉淀）硬化鋼兩大類。馬氏體時效鋼有高的屈強比、良好的切削加工性和焊接性能，熱處理工藝簡單等優(yōu)點。典型的高合金馬氏體時效硬化鋼有18Ni（200）（00Ni18Co8Mo3TiAl）鋼、18Ni（250）（00Ni18Co8Mo5TiAl）鋼、18Ni（300）（00Ni18Co9Mo5TiAl）鋼、18Ni（350）（00Ni18Co13Mo4TiAl）鋼等，固溶以后形成超低碳馬氏體，硬度約為30~32HRC；時效處理以后，由于各種類型的金屬間化合物的脫、析出，得到時效硬化，硬度可上升到50HRC以上。這類鋼在高強度、高韌性的條件下仍具有良好的塑性、韌性和高的斷裂韌度。
為了降低材料費用，近年來開發(fā)了一類低鈷、無鈷、低鎳的馬氏體時效鋼，其代表鋼種如06Ni（06Ni6CrMoVTiAl）鋼、AFC-77（1Cr14Co13Mo5V）鋼；另一類為低合金時效硬化鋼，代表鋼號如我國自行開發(fā)的25CrNi3MoAl鋼，PMS（1Ni3MnMoCuAl）鋼、PCR(0Cr16Ni4Cu3Nb)鋼、SM2（20CrNi3AlMnMo）鋼等，另外還有美國的P2(20CrNi4AlV)鋼，日本大同特殊鋼公司的NAK80、NAK55（15Ni3MnMoAlCuS）鋼等，這類鋼經(jīng)固溶處理后，硬度為30HRC左右，時效處理后，由于金屬間化合Ni3Al析出而強化，硬度可以上升到38~42HRC。如再進行滲氮處理，可以使模具表面硬度達到110HV左右。
在18Ni鋼中，碳對鋼的強度影響很大，減少含碳量極少，也會使馬氏體強度顯著提高。但在把碳的含量分數(shù)增至0.03%后，又會降低鋼的屈服強度。所以馬氏體時效鋼碳的質量分數(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，并沿熱軋方向分布，導致鋼的各向異性，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Mo作用形成時效強化相Ni3Mo，當Ni的質量分數(shù)超過10%時，還能提高馬氏體時效鋼的斷裂韌度。模具熱處理后變形是模具熱處理的三大難題之一(變形、開裂、淬硬)。預硬型塑料模具鋼解決了模具熱處理變形問題，但模具要求硬度高又給模具加工造成困難。熔化既保持模具的加工精度，又使模具具有較高硬度，對于復雜、精密、長壽命的塑料模具，是模具材料面臨的一個重要難題。為此發(fā)展了一系列的時效硬化型塑料模具鋼。模具零件在淬火（固溶）后變軟（硬度約為28~34HRC），便于切削加工成形，然后再進行時效硬化，獲得所需的綜合力學性能。
時效硬化型塑料模具鋼有馬氏體時效硬化鋼和析出（沉淀）硬化鋼兩大類。馬氏體時效鋼有高的屈強比、良好的切削加工性和焊接性能，熱處理工藝簡單等優(yōu)點。典型的高合金馬氏體時效硬化鋼有18Ni（200）（00Ni18Co8Mo3TiAl）鋼、18Ni（250）（00Ni18Co8Mo5TiAl）鋼、18Ni（300）（00Ni18Co9Mo5TiAl）鋼、18Ni（350）（00Ni18Co13Mo4TiAl）鋼等，固溶以后形成超低碳馬氏體，硬度約為30~32HRC；時效處理以后，由于各種類型的金屬間化合物的脫、析出，得到時效硬化，硬度可上升到50HRC以上。這類鋼在高強度、高韌性的條件下仍具有良好的塑性、韌性和高的斷裂韌度。
為了降低材料費用，近年來開發(fā)了一類低鈷、無鈷、低鎳的馬氏體時效鋼，其代表鋼種如06Ni（06Ni6CrMoVTiAl）鋼、AFC-77（1Cr14Co13Mo5V）鋼；另一類為低合金時效硬化鋼，代表鋼號如我國自行開發(fā)的25CrNi3MoAl鋼，PMS（1Ni3MnMoCuAl）鋼、PCR(0Cr16Ni4Cu3Nb)鋼、SM2（20CrNi3AlMnMo）鋼等，另外還有美國的P2(20CrNi4AlV)鋼，日本大同特殊鋼公司的NAK80、NAK55（15Ni3MnMoAlCuS）鋼等，這類鋼經(jīng)固溶處理后，硬度為30HRC左右，時效處理后，由于金屬間化合Ni3Al析出而強化，硬度可以上升到38~42HRC。如再進行滲氮處理，可以使模具表面硬度達到110HV左右。
