AF1410/18ni350级 马氏体时效钢真空电渣工艺
AF1410/18ni350级 马氏体时效钢真空电渣工艺
18Ni钢固溶以后形成超低碳马氏体,硬度为28~30HRC,时效处理以后,由于各种类型的金属间化合物的脱溶析出得到时效硬化,硬度可以上升到50HRC。18Ni钢突出的特点是,在超高强度、高硬度的条件下,仍具有良好的韧性和高的断裂韧度。同时,这类钢无冷作硬化,时效热处理变形小,焊接性能良好,表面还可以渗氮处理等。
上海秉争实业有限公司18Ni马氏体时效钢具有较高的强度和硬度(超高抗拉强度,表面硬度50~54HRC),兼具良好的韧性和塑性,是制造航空航天和国防工业装备的一种关键材料,在航空、航天、精密模具等工业领域获得广泛应用,目前在国内外广泛用作制造火箭发动机壳体、导弹壳体、铀同位素离心分离机高速转筒等高精密承重零件的材料。
18Ni(250)、18Ni(300)、18Ni(350)钢是典型的马氏体时效钢,是一种时效硬化型塑料模具钢,钢中含碳量较低,对时效硬化起作用的合金时Ti、Al、Co、Mo。杂质对马氏体时效硬化钢的性能影响很大,对屈服强度较高的钢影响效果更明显。这就要求该钢经过真空冶炼,减少杂质、偏析和钢锭中的含气量,以保证钢有较好的韧性和抗疲劳性能。
在18Ni钢中,碳对钢的强度影响很大,减少含碳量极少,也会使马氏体强度显著提高。但在把碳的含量分数增至0.03%后,又会降低钢的屈服强度。所以马氏体时效钢碳的质量分数不宜超过0.03%.
18Ni钢中的S是有害的。S 以硫化物存在于钢内,并沿热轧方向分布,导致钢的各向异性,因此要求尽量降低18Ni钢中的含硫量。
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对Mo作用形成时效强化相Ni3Mo,当Ni的质量分数超过10%时,还能提高马氏体时效钢的断裂韧度。
18Ni钢固溶以后形成超低碳马氏体,硬度为28~30HRC,时效处理以后,由于各种类型的金属间化合无的脱溶析出得到时效硬化,硬度可以上升到50HRC,这类钢在高强度、高韧性的条件下,仍具有良好的韧性、韧性和高的断裂韧度。同时,这类钢无冷作硬化,时效热处理变形小,焊接性能良好,表面还可以渗氮处理等。
东莞市弘超模具科技有限公司推荐18Ni类低碳马氏体时效钢用于制造高精度、超镜面、型腔复杂、大截面、大批量生产的塑料模具,但由于加工昂贵,使应用受到限制。同系列的进口高品质模具钢包括:日本大同模具钢NAK101、MASIC、G-STAR、NAK80、NAK-PRM或瑞典Uddeholm工模具钢NIMAX、CORRAX、UNIMAX等。
18Ni钢的化学成分:
化学成分见表1。
表1 18Ni钢[18Ni(250)、18Ni(300)、18Ni(350)]化学成分(质量分数,%)
钢号 | C | Si | Mn | Mo | Ni | Co | Ti | Al | P | S |
18Ni(250) | ≤0.03 | ≤0.10 | ≤0.10 | 4.25~5.25 | 17.50~18.50 | 7.00~8.00 | 0.30~0.50 | 0.05~0.15 | ≤0.01 | ≤0.01 |
18Ni(300) | ≤0.03 | ≤0.10 | ≤0.10 | 4.60~5.20 | 18.00~19.00 | 8.50~9.50 | 0.50~0.80 | 0.05~0.15 | ≤0.01 | ≤0.01 |
18Ni(350) | ≤0.03 | ≤0.10 | ≤0.10 | 4.00~5.00 | 17.00~19.00 | 11.00~12.75 | 1.20~1.45 | 0.05~0.15 | ≤0.01 | ≤0.01 |
18Ni钢的热处理:
固溶温度为815~830℃,油冷或空冷(加热时间、盐炉 1min/mm,空气炉2~2.5min/mm),固溶硬度为28HRC。时效温度为480℃[18Ni(250)]、[18Ni(300)],时间3h,硬度为43HRC;时间6h,硬度为52HRC。时效温度为510℃[18Ni(350)],时效时间6h,硬度为57~60HRC。
18Ni钢的渗氮处理:
18Ni(300)钢气体渗氮工艺:渗氮温度为(455±10)℃,时间24~28h。
18Ni钢的力学性能:
18Ni类钢力学性能见表2。
表2 18Ni类钢[18Ni(250)、18Ni(300)、18Ni(350)]力学性能
钢号 | 固溶温度/℃ | 时效温度/℃ | 时效硬度/HRC | σb/MPa | σs/MPa | δ(%) | ψ(%) |
18Ni(250) | 815~830 | 480±5 | 50~52 | 1850 | 1800 | 10~12 | 48~58 |
18Ni(300) | 815~830 | 480±5 | 53~54 | 2060 | 2010 | 12 | 60 |
18Ni(350) | 815~830 | 510±5 | 57~60 | 2490 | - | - | - |
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