马氏体时效钢知识:318Ni型优化全解析

18Ni型马氏体时效钢（00Ni18Co8Mo3TiAl、00Ni18Co8Mo5TiAl、00Ni18Co9Mo5TiAl、00Ni18Co12Mo4Ti2Al都是超高强度钢）实际上是一系列低碳马氏体时效钢，含少量Ti和Al的Fe、Ni、Co、Mo的多元合金。在18Ni钢中，加入大量的Ni，主要作用是保证固溶体淬火后能获得单一的马氏体，其次Ni与Mo作用形成时效强化相Ni₃ Mo，Ni还能提高马氏体时效钢的断裂韧度。

碳对钢的强度影响很大，即使含极少量碳元素，也会使马氏体强度显著提高。例如，加入质量分数为0.02%的碳元素后，马氏体的屈服强度会急增至700MPa，当碳的质量分数增至0.03%以后，又会降低钢的屈服强度。所以，马氏体时效钢的碳质量分数不宜超过0.03%。

18Ni型钢中的硫元素是有害的。硫以硫化物形式存在于钢内，并沿热轧方向分布，导致钢的各向异性，因此要求控制Ni18型钢中的含硫量≤0.010%。

1.化学成分

见表4-22。

表4-22 18Ni类钢化学成分

临界温度（近似值）：Ac₁540～610℃，Ac₃740～750℃，Ms154～210℃。

2.性能及应用

（1）性能 钢的高强度和硬度来自无碳或微碳Fe-Ni板条马氏体基体和时效析出的弥散度大且颗粒极小的金属间化合物，如Fe₂Mo，NiMo，Ni₃Ti等。为了保证质量，这一组钢都应采用电炉熔炼后再用真空电弧炉重熔或电渣重熔等精炼。这一组钢的热加工性能和焊接性能均好。焊接应采用气体保护焊，热处理应在带控制气氛的炉内进行以保证处理质量。

在固溶处理后，钢的金相组织是板条状态马氏体，硬度为35HRC左右，有很好的冷变形加工和被切削加工性。这一组钢，也可采用渗氮处理进一步强化。

（2）应用 钢中含有贵重金属价格昂贵，主要应用于航空航天工业。但由于它具有优良的力学性能、优良的工艺性能，主要制造塑料模具的重要零件如高精度、超镜面、型腔复杂、大截面、大批量生产的塑料模具。

3.常规处理方法(www.xing528.com)

（1）锻造 锻造工艺规范见表4-23，锻后不需要退火处理。

表4-23 锻造工艺规范

（2）热处理

1）固溶处理。固溶温度见表4-24。

表4-24 固溶温度

2）时效处理。图4-7所示为00Ni18Co8Mo5TiAl钢固溶后时效温度及时间的影响。时效处理规范见表4-25。时效处理方法对钢的成分和生产工艺颇敏感，用同一时效工艺，由于成分和生产工艺的微小差异，对时效结果将产生明显的影响，要特别注意过时效现象的发生。具体钢种和批次要事先调整好最佳处理温度和时间，从时效时间来考虑，时间不足，不可能获得最好效果，但时间过长，由于析出沉淀颗粒的聚集粗化，同时在原奥氏体晶体上和板条状马氏体晶间也将有较多的逆转变奥氏体颗粒形成，从而使钢的宏观硬度和强度降低。

图4-7 00Ni18Co8Mo5TiAl钢固溶后时效温度及时间的影响

表4-25 时效处理规范