T250马氏体时效钢的研究现状及应用

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1、技术交流航天制造技术．矗馕移毽乔交濂渣、o≯—‘T250马氏体时效钢的研究现状及应用范赵斌韩冬段述苍(西安航天动力机械厂，西安710025)摘要：从T250马氏体时效钢的发展和应用状况入手，分析合金元素对材料制造及工艺性能的影响，根据该材料热处理后的组织、性能及强化机理，提出了T250马氏体时效钢在工艺稳定和广泛应用技术方面的发展方向。关键词：T250马氏体时效钢；热处理；力学性能；强化机理ResearchandApplicationofT250MaragingSteelsFanZhaobinHanDongDuanShucang(Xi’anAerospacePow

2、erMachineFactory,Xi’all710025)Abstract：OnthebasisofthedevelopmentandapplicationofT250maraingsteels，theeffectsofthealloyelementsontheT250maraingsteelswereanalyzed．Themicrostructure，mechanicalpropertiesandstrengtheningmechanismweremtrouced．Atlast，thedevelopmenttendencyofT250maraingsteel

3、swasforecast．Keywords：T250maragingsteels：heattreatment；mechanicalproperty；strengtheningmechanism1引言马氏体时效钢是利用淬火后的时效处理，使金属间化合物在超低C的高Ni马氏体中弥散析出而强化的一类高合金超高强度钢，由于其具有高强度、高断裂韧性，热处理工艺简单，可焊性和冷、热加工性能良好等优点，广泛应用于航空、航天和精密模具等领域。早期的马氏体时效钢多为含Co钢，其成分中Co含量高达8％～12％，成本高，使其应用受到了限制。T250马氏体时效钢是近二十余年来开发较为成功的

4、一种新型马氏体时效钢，由于其成分中不含Co，因此成本较相应级别的含Co马氏体时效钢低，而力学性能相近，因而可用以替代含Co马氏体时效钢。本文对T250马氏体时效钢的发展、应用、合金元素的作用、组织结构、性能、强化机制等方面进行了论述，介绍了T250马氏体时效钢的研究发展状况。2T250马氏体时效钢的发展概况马氏体时效钢中研究最多、应用最广的是18Ni马氏体时效钢，它是由国际Ni公司(INCO)于上世纪60年代初研制成功的一种超高强度钢⋯，主要的合金元素为Ni、Co、Mo、Ti等。该公司通过调整Co、Mo、Ti的含量，先后又研制出了18Ni(200)、18Ni(25

5、0)、18Ni(300)、18Ni(350)等马氏体时效钢。这一时期前苏联、德国和日本也开始了马氏体时效钢的研究【2’3J。由于马氏体时效钢中含有较多的Ni、Co，材料价格昂贵。上世纪80年代后，随着Co金属的价格不断上涨，含Co马氏体时效钢的生产成本大幅度增加，其发展和应用受到了极大的限制，因此开发无Co马氏体时效钢越来越受到世界发达国家的重视。美国是最早开始研制无Co马氏体时效钢的国家，20世纪80年代INCO公司与TeledyneVasco公司合作成功开发出T250马氏体时效钢【4j，其成分中不含Co元素，增加了Ti含量，降低了Mo含量，而力学性能与相应级别

6、的含Col8Ni马氏体时效钢相近。该公司在T250基础上，通过调整Ti含量，进一步开发了T200和T300马氏体时效钢。同期日本、韩国、印度等国也研制出作者简介：范赵斌(1983-)，硕士，材料加工工程专业；研究方向：火箭发动机材料成型。收稿日期：2010-06—2241技术交流2010年10月第5期了一些无Co马氏体时效钢。韩国用W代替Mo研制出了W250无Co马氏体时效钢，其屈服强度与T250相当，而塑韧性较低pJ。日本的无Co马氏体时效钢强度与T250相当，而塑韧性要优于T250mJ。印度的无Co钢强韧性与T250相比，强韧性偏低¨j。我国从20世纪60年代

7、后期开始研制马氏体时效钢，最初以仿fl；=J18Ni系马氏体含Co时效钢为主，NT0年代中期开始了无Co或低Ni、co马氏体时效钢【81的研究。1994年我国研制出了T250马氏体时效钢，与其相应级别的含Co马氏体时效钢C250钢相比，塑韧性偏低【9】。近十多年来，通过超纯净化控制、均质化控制技术和钢的热处理工艺的优化，T250钢性能得到不断改善，其实物水平和使用性能己达Nc250马氏体时效水平‘1叫。3T250马氏体时效钢中合金元素的作用在含Co马氏体时效钢中，Co虽固溶于基体但并不形成金属间化合物，它主要是促进含Mo金属间化合物的析出【l¨，影响位错亚结构，为

8、析出相提供