CM-1合金F162 00Ni18Co12Mo5TiAl马氏体时效钢性能详述

马氏体时效钢通常是具有高韧性和相对高水平的延展性的强铁镍合金。与其他强合金相反，马氏体时效钢不包含任何碳分子，因为这会对它们的延展性产生负面影响。相反，它们富含诸如钛，钼，铝和钴的物质。然后，将材料在820摄氏度左右的热量下处理半小时，冷却并在500摄氏度下再次加热3个小时，然后在室温下冷却以硬化。还存在使用不同温度的替代加热方法，以实现其他类型的金属间化合物沉淀。

马氏体时效钢九铭特钢按等级分类，并按其镍和上述次级成分中的不同成分分开。通常，镍百分比为15％至25％。钴的百分比范围从5％到15％，钼的范围从2％到7％，钛的范围从0.1％到2％，铝的范围从0.05％到0.2％。在某些情况下，还添加了铬，从而进一步提高了热处理过程中钢的淬透性，并为终产品提供了不锈钢的耐腐蚀性。

18Ni(200)

C ≤0.03

Ni 17.5～18.5

Co 8.0～9.0

Mo 3.0～3.5

Ti 0.15～0.25

Al 0.05～0.15

18Ni(250)

C ≤0.03

Ni 17.5～18.5

Co  8.5～9.5

Mo 4.6～5.2

Ti 0.30～0.50

Al 0.05～0.15

18Ni(300)

C ≤0.03

Ni 17.5～18.5

Co 8.0～9.0

Mo 4.6～5.2

Ti 0.55～0.80

Al 0.05～0.15

18Ni(350)

C≤0.01

Ni17.5～18.5

Co 12.0～13.0

Mo 4.0～4.5

Ti  1.4～1.8

Al 0.05～0.15

18Ni马氏体时效钢是 典型的一种马氏体时效

同时效工艺对18Ni（1700MPa）型马氏体时效钢硬度

钢，一般通过固溶处理后淬火，在450~500℃进行时效

的影响规律，并通过该规律找出本实验范围内的佳

处理，从而使金属间化合物弥散析出而达到强化的效

时效工艺及对其它时效工艺进行性能对比测试。

马氏体时效钢的性能

∙从马氏体时效钢的高强度开始，根据其等级，屈服强度的MPa为1500（200级）至2400（350级）。这是高S355等级的典型建筑钢的大约7倍。

∙马氏体时效钢的抗拉强度为2450 MPa，而S355钢的抗拉强度仅为470 MPa，这意味着它可以承受非常强的拉力而不会变形。

∙马氏体时效钢非常坚固，却非常易延展/易碎，这两个特性很难结合，在实践中也非常有用。这意味着九铭特钢马氏体时效钢可以容易地成型和轧制成形状，而在其表面或主体上不会形成裂纹和断裂。

∙马氏体时效钢的另一个性能是其非常好的焊接性，这基本上意味着它可以轻松地与其他金属结合，从而在焊接点上达到良好的集成度。

∙加入铬，镉或磷化后，马氏体时效钢具有好的抗多种元素腐蚀的能力。即使未处理，马氏体时效钢仍具有较高的镍浓度，因此仍具有抗腐蚀性能。

∙马氏体时效钢的物理性能通常稳定，并且在淬火处理后不会表现出明显的热膨胀或尺寸变化。这使得可以在执行热处理程序之前将其加工成终尺寸。

马氏体时效钢的常见用途

由于马氏体时效钢的特性能，结合了高抗拉强度和延展性，它被广泛用于航空航天应用，例如机翼配件，经久耐用的各种工具，可靠地固定元件的紧固件组件以及机械零件。坚固耐用。特别是在燃料和燃料等至关重要的应用中，例如重量和功率/推进比是关键考虑因素时，马氏体时效钢是，因为马氏体钢可以轧制成薄板，即使在高达400度的温度下也能保持强度摄氏温度

物理性能的稳定性使马氏体时效钢非常适合在冷热之间快速转换的机械，因此可用于发动机曲轴，撞针，齿轮箱和气体离心机。由于这种材料具有很高的抗断裂性，因此在击剑运动中也使用了马氏体钢，以避免事故，高尔夫球杆头和自行车架。后，由于裂纹的蔓延非常缓慢，因此可用于经常进行目视检查且零件能够在紧急情况下使用并有时间更换零件的应用中。

马氏体时效钢是一种以超低碳马氏体为基体，通过时效产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢。与传统的高强度钢不同，它不是用碳而是靠金属间化合物的弥散析出来强化，这使其具有一个突出的优点：热处理工艺简单方便，这是由于马氏体转变不受冷却速度的影响，不会出现像淬火回火钢中常出现的淬透性问题，热处理变形小，加工性能及焊接性能都很好。

　　马氏体时效钢的显著特点是在超高强度下仍具有良好的塑性和优异的断裂韧性，这使它不仅可以取代传统的高强度钢，而且在一些重要领域内获得别的材料难以替代的应用。如可用于制备火箭与的薄壳，在保持满足应用要求的强度前提下提高有效载荷；它具有非常稳定的组织性能，即使在温度过高而发生过时效后，软化过程也非常缓慢。这些合金在相当高的工作温度下仍保持良好的性能，高工作温度超过400℃。这可以保证火箭或弹头外薄壳在飞行的过程中保持良好的强度。

　　马氏体时效钢的强化工艺是固溶强化、相变强化、时效强化等因素综合作用的结果。固溶强化使马氏体时效钢的强度提高100~250MPa，贡献较小。但通过固溶处理可以消除锻轧的残余应力和成分偏析，同时溶解沉淀相，为随后的时效强化打下基础。相变强化，即组织发生奥氏体向马氏体的转变时所发生的硬化，可使强度提高500~600MPa，相变得到的马氏体组织中具有高密度的位错亚结构，是提高强度的主要原因，同时也为随后的沉淀强化创造了有利条件。时效强化是提高马氏体时效钢强度主要的手段，可使其强度提高约1100MPa。在热处理过程中通过Co，Mo，Ti等合金元素从过饱和固溶体(马氏体)中析出金属间化合物作为第二相质点来实现强韧化。在时效过程中，在晶界、相界及位错线等缺陷处析出细小弥散的金属间化合物。

　　特别应该指出的是，细晶强化是一种对马氏体时效钢既能提高强度又能改善韧性的强化方法。在晶粒细化的方式上，主要有循环相变细化工艺和形变热处理工艺。

　　循环相变热处理工艺是将奥氏体转变产物反复加热、重结晶、奥氏体化、循环相变，使奥氏体晶粒充分细化，进而转变得到细小的板条马氏体组织，从而提高强度、塑性和韧性。例如，对3J33马氏体时效钢进行4次循环热处理后，晶粒尺寸由220μm减小到15μm左右，形成细小的马氏体组织。实验证明，在相同的时效规程下，将高温固溶+时效处理的合金与经过高温固溶+变温循环相变+时效处理的合金进行性能比较，后者的力学特性明显优于前者。

　　马氏体形变处理可在固溶和时效处理之间进行，也可在固溶处理之前进行，前者增加了位错密度，后者能细化奥氏体晶粒。据报道，对18Ni7Co5Mo0.1Ti进行90％冷轧变形再时效处理可使屈服强度提高约547MPa，同时保持材料的韧塑性。