马氏体时效钢

韧性好的马氏体钢材
以无碳(或微碳)马氏体为基体的,时效时能产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢。与传统高强度钢不同,它不用碳而靠金属间化合物的弥散析出来强化。这使其具有一些独特的性能:高强韧性,低硬化指数,良好成形性,简单的热处理工艺,时效时几乎不变形,以及很好的焊接性能。因而马氏体时效钢已在需要此种特性的部门获得广泛的应用。

简史

具有工业应用价值的马氏体时效钢,是20世纪60年代初由国际[niè]公司(INCO)首先开发出来的。1961~1962年间该公司B0.F0.Decker等人,在铁镍马氏体合金中加入不同含量的钴、[]、钛,通过时效硬化得到屈服强度分别达到1400、1700、1900MPa的18Ni(200)、18Ni(250)和18Ni(300)钢,并首先将18Ni(200)和18Ni(250)应用于火箭发动机壳体。这类钢种的出现,立即引起了各国冶金工作者的高度重视。60年代的中、后期是马氏体时效钢研究和开发的黄金时代。这期间,国际镍公司和钒合金钢公司(VasCo)又研制出了屈服强度达到2400MPa的18Ni(350)。研究工作者们还对马氏体时效钢的加工工艺、各种性能和强韧化机理进行了大量工作,同时还探索了屈服强度高达2800和3500MPa的所谓400级和500级马氏体时效钢。不过这两个级别的钢种由于韧性太低,而且生产工艺过于复杂,没有得到实际应用。在此期间,马氏体时效钢在工模具领域也有了一定市场。与此同时,前苏联联邦德国等国也开始了马氏体时效钢的研究。到了70年代,日本因开发浓缩[yóu]离心机,对马氏体时效钢进行了系统、深入的研究。进入80年代以来,由于钴价不断上涨,无钴马氏体时效钢的开发取得了很大进展,如美国的T一250(18Ni一3Mo一10.4Ti—0.1A1)、日本的14Ni一3Cr一3Mo一10.5Ti合金、韩国的w一250(18Ni一40.5w一10.4Ti—0.1A1)和前苏联的H161~6M6(16Ni一6V一6Mo)均相继问世。这些钢不仅使生产成本降低了20%~30%,而且性能也十分接近相应强度水平的含钴马氏体时效钢。

中国的发展

中国从20世纪60年代中期就开始研制马氏体时效钢。最初以仿制18Ni(250)和18Ni(300)为主。到70年代中期又开始研究强度级别更高的钢种和无钴或节镍钴马氏体时效钢,还开发出用于高速旋转体的超高纯、高强高韧的马氏体时效钢(cM一1钢),研制出高弹性的马氏体时效钢(TM210等)和低镍无钴马氏体时效钢(12Ni一3Mn3Mo—TiAlV)。