马氏体时效钢的研发动向

koeox

马氏体时效钢是以无碳或微碳铁钴镍马氏体为基体，通过时效产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢。马氏体时效钢的高强度是通过时效处理在马氏体基体上析出大量弥散的和超细微的金属间化合物质点而获得的，这种强化方法与以碳为主要强化因素的一般钢铁相比，可以使材料强度成倍提高而韧性却损失较小。

由于马氏体时效钢具有比强度大、屈强比高、强韧兼备、弹性性能优异、耐蚀性和热稳定性良好、热处理规范简便、加工成型性及焊接性能优良等一系列优点，已被广泛应用于原子能、航空、机械、化工等工业领域，特别是在包括火箭发动机壳体、导弹壳体、铀同位素离心分离机的高速转筒等高尖端领域显示出重要的应用前景。

目前马氏体时效钢研究热点主要在以下几个方面：

一，进一步解决高强度前提下的韧性问题。目前，在各类马氏体时效钢中，使用最广泛的是18Ni(200)、18Ni(250)，18Ni(300)钢，其中300型的强度为2100MPa，也是目前在综合性能方面都能满足使用要求的最高强度钢，其它更高强度钢如18Ni(350)强度达到2300MPa，但其塑韧性偏低，也有更高强度达到2800MPa级别的，但塑韧性极低，不能使用。也就是说，目前在马氏体时效钢中存在的主要问题是强度提高尚有潜力，但随之引起的塑韧性明显下降会导致材料无法使用。如何能够在大幅度提高钢材强度的同时保证其具有良好的韧性是目前令人困扰的问题之一。马氏体时效钢是体心立方结构，而体心立方结构类型金属材料的塑韧性对材料所含杂质含量极为敏感。因而，尽量降低马氏体时效钢中杂质元素C、P、S、O、H的含量是提高其塑韧性的有效途径。因此，生产超纯净马氏体时效钢，改进马氏体时效钢组织结构的均匀性，是目前研发工作的一大重点。

二，降低钴的用量。为了降低成本必须进一步开发无钴的马氏体时效钢。到目前为止，现有的无钴马氏体钢的强度还没有超过18Ni(300)钢的2100MPa级别，主要问题还在于塑韧性上。如何提高无钴马氏体的综合性能，使其能够最终替代含钴马氏体是重要的研究方向。目前，较为成功的无钴马氏体钢有美国的T-250(18Ni-3Mo-10.4Ti-0.1A1)、日本的14Ni-3Cr-3Mo-10.5Ti合金、韩国的W-250(18Ni-40.5W-10.4Ti-0.1A1)等。

三，稀土元素的利用。就目前的研究情况来看，微量稀土元素加入钢中对抑制高温晶粒长大有良好作用。稀土元素能细化晶粒，同时是很好的脱氧去硫剂，能减少钢中的非金属夹杂物，并改变其形态，从而使钢的综合力学性能有较大改善。中国是一个富产稀土的国家，研究稀土元素对马氏体时效钢性能的影响具有重要战略意义，需要在这方面加大研发力度。

四，热处理工艺的改进。例如，通过奥氏体形变处理使奥氏体晶粒尺寸减小到10微米以下，从而可得到具有一定延性的，强度大于3500MPa的马氏体时效钢。又如，通过马氏体形变处理，能细化奥氏体晶粒并增加钢时效后的强度，从而可使强度提高200MPa。

jaguarxj220

挺不错的文章，多谢楼主分享

纳多雷

好文章，谢谢楼主分享

luoxz1990

不错