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马氏体时效钢

马氏体时效钢

马氏体时效钢是一种极低碳的富镍合金,以其延展性和坚固的组织而闻名。

“马氏体时效”一词由“Mar”(强化固溶-马氏体)和“时效”(热处理-时效硬化)组成,时效有助于产生坚固而柔韧的组织。

马氏体时效钢与其他钢的区别在于,它的强度不是来自碳化合物,而是来自其他金属间化合物(如镍、钴、钛和钼)的沉淀(沉淀)。

由于马氏体时效钢是一种强韧性的合金,它有利于各种制造工艺。

在时效(热处理)之前,马氏体时效钢可以冷轧、表面硬化或氮化而不开裂。

马氏体时效钢是如何制成的

目前有两种制备马氏体时效钢的方法:传统方法和增材制造技术。

常规方法

传统的方法包括一个“时效”过程,结合冷轧和热处理周期将钢内部的颗粒状结构提炼成更耐用、更坚硬、更均匀的物质。

传统方法包括以下步骤:

  • 钢在850摄氏度左右被加热(奥氏体化)。
  • 加热钢通过空气冷却以形成马氏体(固溶体)微观结构。

这种冷却过程也可以利用水和油来更快地冷却钢。

  • 对于特定的最终产品和部件,马氏体时效钢可能需要进行进一步的时效过程,这需要在480-500摄氏度(896-932华氏度)的温度下进行几个小时的热处理。

额外的加热有助于在马氏体内部形成更细小的析出相弥散,使其组织更强。

虽然制造马氏体时效钢的传统工艺可能会因其预期用途而有所不同,但这种方法的主要组成部分总是涉及冷却和加热循环。它们使钢的强度足以承受恶劣的条件和环境,但又足够灵活,可以进行重塑和塑造,以适应各种制造应用。

加法制造

由于马氏体时效钢具有低碳、高镍结构,可焊接,因此是增材制造技术的合适候选材料。

选择性激光熔化(SLM)是一种可用于形成马氏体时效钢的方法。

当SLM添加剂制造制造制造的游行钢时,激光熔化和各种热处理组合以产生各种具有不同微观结构,沉淀特性和残留应力性能的各种合金变化,以满足行业特异性应用的需求。

最终,激光熔融和热处理的组合产生强大的微观结构,可缓解残余应力并消除机械变化,这与预期应用直接反对。

马氏体时效钢:独特的特性、性能和特点

有些材料坚固而坚韧。

其他人是可怕的和可行的。

然而,很少有双马氏体时效钢是例外。

与其他钢不同,马氏体时效钢不含强化合物,因此它具有延展性,易于使用。尽管其柔韧的特性,它仍然可以保持足够的强度,在各种特定的行业环境和制造过程中使用,只有最坚固的钢可以承受。

由于马氏体时效钢具有韧性和持久的显微组织和延展性,因此可以成功地在机械工程和制造工艺中使用马氏体时效钢。

这种合金的一些独特的特点、性能和特点如下:

机械性能

  • 高屈服强度
  • 高疲劳强度
  • 高的抗拉强度
  • 高冲击力量
  • 抗压强度高
  • 艰难的和持久的

延展性和可加工性

  • 高抗裂纹扩展能力(裂纹)
  • 焊接性好(无需预热或后加热)
  • 易成型(在冷、暖、热的温度下成形,无需工艺退火)
  • 高Polishability

热处理的特点

  • 需低温加热(可采用时效热处理)
  • 可预测和均匀收缩(在加热过程中保持相同的尺寸)
  • 最小扭曲(在治疗过程中保持它的形成)
  • 可以在不淬火的情况下进行硬化(可以使用沉淀硬化)
  • 不需要(热处理时不加碳)

应用优势

  • 最小热检查(低膨胀系数)
  • 良好的可焊接性和修复
  • 可以重新制作或退回(二级工具生活)
  • 优良的耐点蚀性(优于标准工具钢)
  • 更长的刀具寿命(优异的机械性能)

马氏体时效钢的上述特性、性能和应用使得它在金属零件制造商中非常受欢迎,这些制造商寻找的高强度钢可以被塑造成可操作和连接的零件。

不同等级的马氏体时效钢

不仅仅是一种形式的游行钢,而是根据合金组合物,性能和拉伸强度进行分类的各种等级。

您可以根据您需要的制造工艺和应用程序选择不同的钢合金成分。

大多数马氏体时效钢含有各种不同的合金,如钴、钼和但总是包括约15%-25%的百分比在其组成。

不同等级的马氏体时效钢的命名使用术语“马氏体时效”,后面跟着一个数字,这个数字用来分类它所包含的合金成分的百分比。

商用马氏体时效钢的等级从200到350。

下面是最流行的商用马氏体时效钢的列表,并对每一种进行简要说明。

马氏体时效钢200

以其柔软和较轻的抗拉强度而闻名,这种特殊等级的马氏体时效钢比其他等级的马氏体时效钢含有更低的钼,但仍保持18%的镍成分。

钢铁200通常提供退火和老化形式。

由于该等级更柔软,并且比其他形式的乘积钢更柔韧,可以很容易地加工和形成。但是,您不应该将其“柔软性”与弱点混淆,因为当它强化时,它变得非常艰难,足以支持制造商所需的大多数工具应用程序。

马氏体时效钢250

和马氏体时效钢200一样,马氏体时效钢250含有18%的镍,用钴进一步强化。

250马氏体时效钢与其他钢的区别在于它的强度和硬度非常高,这使得它能够在极端环境中保持其结构——这些环境可能会改变或对其他钢造成重大损害。

由于马氏体时效钢250可以承受高温环境,它是一种特别有用的材料,适用于飞机发动机、着陆和起飞装置、导弹和马达外壳。

虽然硬度和强度很高,但maraging 250仍然保持了很高的可加工性,这给了它足够的灵活性,可以重新塑造和形成运动部件和工具。

马氏体时效钢300

马氏体时效钢300主要由镍和铁组成,表现出与其他牌号相同的强度和韧性。但其特点是对裂纹扩展具有很强的阻力(即不易开裂)。

马氏时效300主要用于极端环境和需要抗断裂和开裂的应用,并且您需要最小化结构尺寸的变化。

由于其抗裂性,它在飞机和航空航天工业中获得了巨大的成功,也可以在生产赛车发动机零件

马氏体时效钢350

Mastraging Steel 350含有比其他级别的游行钢等级含有更高的钛和钴。这两个元素的高密度使得该级别能够承受速度和温度的突然和激烈变化。

它的强度和承受极端条件的能力使maraging 350成为生产火箭发动机外壳、国防公司弹药和飞机起飞和着陆装置的理想材料。

虽然利用350次使用的大多数公司在航空航天,飞机设计和国防行业内,但您也可以使用它来实现更多的商业和更少的剧烈应用,如高性能轴系和压铸。

马氏体时效钢:优点和缺点

钢铁的强度,耐用性和延展性可以为您提供许多优势。但是,在使用此材料时也存在一些缺点。

首先,让我们来看看它的优点。

优势

使用电磁部件,钢制钢锻炼良好,因为它们需要超强度材料和优异的尺寸稳定性。

这意味着它的特性具有足够的动态性,可用于需要连接和电气部件的大量工业生产中。

钢铁的其他优点如下:

  • 具有高强度和高拉伸强度的抗疲劳性能。
  • 容易制造,这意味着它可以成形为有用的部件和工具(例如,齿轮和心轴)。
  • 能接受焊接,所以它可以被焊接和连接。
  • 马氏体时效钢的时效过程需要低技术环境,使加热过程既简单又经济。
  • 简单的热处理使其微结构的变形最小,在温和的高温下保持稳定。
  • 优异的抗裂纹扩展性能——其断裂韧性远高于同等强度的调质钢。
  • 低碳含量可防止脱碳问题如腐蚀。

马氏体时效钢的可加工性、可塑性、强度、韧性、耐腐蚀性和抗裂性使其成为各种制造工艺和特定工业应用的理想金属。

缺点

使用马氏体时效钢有三个主要缺点:价格、供应和镍过敏。

定价

在马氏体时效钢中发现的合金通常相当昂贵,尤其是镍和钴。

镍费用约为每100克7.70美元,钴成本约为每100克21美元。

更重要的是,这两个金属元素发生在钢,镍(17-19%)和钴(8-12%)内的两个最高组合物。因此,它具有比其他不含这两个元素的其他金属更高的价格标签。

虽然马氏体时效钢是有用的和有利的原因有很多,但你应该知道这些优势是有代价的。

供应

小型金属公司通常不携带马氏体时效钢,因为它是为从事各种军事和太空项目的大型客户保留的。

如果你正在寻找购买马氏体时效钢,你可能必须通过在航空和航空航天行业工作的分销商。

即使你能找到并联系到这些经销商,他们也不能帮助你获得你需要的数量,除非你有一个大量的订单。

镍过敏(皮肤刺激)

有些人会对镍产生严重的皮肤反应,所以根据你使用它的目的,马氏体时效钢可能不适合用于你的特定应用或最终产品。

马氏体时效钢的应用程序

马氏体时效钢的独特性能使其特别适用于制造和形成几个主要行业的各种产品。

下面是一些使用马氏体时效钢生产各种产品的行业的例子,并简要说明为什么他们选择马氏体时效钢而不是其他形式的钢和金属。

航空航天

由于马氏体时效钢具有超高的抗拉强度水平和良好的延性,因此被广泛应用于许多领域航空航天应用程序。

这些应用程序包括以下内容:

  • 翼配件
  • 持久的航天工具
  • 可靠的连接组件
  • 长期的机械零件

航空航天应用,如火箭和导弹使用Mastring Steel,因为它可以成形为各种空气动力学尺寸,并且在恒定压力和恒温下保持强度。

导弹和火箭需要特定的重量与推进比。因此,航空航天制造商可以使用薄板形式的马氏体时效钢,在400摄氏度(752华氏度)左右的温度下保持其强度。

马氏体时效钢在许多飞机应用中也取得了巨大的成功,如起落架、火箭发动机外壳和直升机车厢,所有这些都需要高强度重量材料来保持结构的完整性。

马氏体时效钢独特的超高强度水平和韧性使其非常适合需要关键安全特性的飞机结构。

国防

由于马氏体时效钢中的合金在突然升高的温度下保持稳定,国防制造商将其用于多种应用。

这些应用程序包括以下内容:

  • 火箭
  • 导弹
  • 点火针

上述应用往往从高温循环到低温相当迅速。因此,必须使用一种在压力下不会断裂的稳定材料,如马氏体时效钢,来形成它们的工作部件。

虽然马氏体时效钢最初是为私人国防承包商制造和使用的,但由于其稳定和可延展性以及坚固和坚韧的结构,它在民用经济部门越来越受欢迎。

机械(模具)

机器往往在非常高的温度下运行,需要用能够承受高温环境的材料制造。

由于马氏体时效钢可以在轻微升高的温度下保持其性能和结构,你可以使用它制造各种机器

利用钢铁的机器的例子如下:

  • 发动机曲轴
  • 齿轮
  • 齿轮箱
  • 气体离心机单位
  • 流水线组件

当涉及到机械时,马氏体时效钢是比其他高强度钢更好的选择,因为它具有良好的可加工性和较高的损伤容忍度。

体育和娱乐

钢铁的抵抗力是当今许多运动器材使用的主要原因。

马氏体时效钢的断裂倾向比碳钢低10倍。

在击剑比赛中,使用马氏体时效钢制成的剑刃减少了比赛中剑刃断裂的情况,也减少了选手受伤和事故的数量。

Maraging Steel也用于自行车架和高尔夫球杆头等其他运动器材,因为其抗裂性和倾向,以防止由于故障引起的伤害。

医疗保健

医疗保健行业在各种应用中使用马氏体时效钢。

其中一些申请如下:

  • 目视检查工具
  • 应急设备
  • 外科组件
  • 皮下注射器

这类医疗设备需要在紧急情况下持续使用,因此由马氏体时效钢等耐用材料制成,构成其结构的基础。

然而,当涉及到马氏体时效钢和医疗设备时,你应该注意两件事:

首先,由马氏体时效钢制成的医疗设备可能不适合一些对镍敏感的人(前面讨论过)。

其次,马氏体时效钢不常用于手术刀,因为它的碳含量低,无法保持正确的切削刃。

艺术和娱乐

虽然马氏体时效钢还没有广泛应用,但它已被用于乐器,以提供更多的输出和更好的响应。

美国乐器琴弦制造商Ernie Ball用马氏体时效钢制造了一根电吉他琴弦,他声称这种琴弦能增强音调响应,并能产生更多的输出。

虽然这是我们目前所知道的唯一一个马氏体时效钢被用于乐器来增强声音的例子,但我们预计未来会有更多的例子出现在各种乐器及其应用中。

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