模具钢 18Ni300 宝钢

18Ni300以无碳（或微碳）马氏体为基体的，时效时能产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢。与传统高强度钢不同，它不用碳而靠金属间化合物的弥散析出来强化。这使其具有一些独特的性能：高强韧性，低硬化指数，良好成形性，简单的热处理工艺，时效时几乎不变形，以及很好的焊接性能。因而马氏体时效钢已在需要此种特性的部门获得广泛的应用。

生产工艺：

主要生产工艺有冶炼、热加工、冷加工、焊接、热处理和表面处理。

冶炼：

一般采用真空感应炉熔炼加真空自耗炉重熔的双真空冶炼工艺。对于强度级别在1500MPa以下的钢种，可以采用非真空冶炼，或非真空冶炼加电渣重熔的工艺。但对高强度级别和用途重要的钢种，必须采用双真空冶炼工艺。在真空自耗重熔时，应严格控制电流和熔池温度，以免钢锭产生严重的枝状偏析。

热加工：

马氏体时效钢在高温下具有良好的热塑性，其热加工性与1Crl8Ni9Ti大体相同。对于钛、钼含量较高的钢种，钢锭凝固时容易发生这些元素的微观偏析，热加工后形成各向异性的带状显微结构。减轻或消除微观偏析的有效措施，是选择合适的钢锭尺寸和热加工时进行充分的高温均质化处理。为了防止由于Ti(C，N)等化合物沿奥氏体晶界析出引起的高温缓冷脆性，热加工后应尽量避免工件在1100～750C温度区间内缓冷或停留。为了获得细晶粒和较佳力学性能，终锻应在较低温度下(950～850C)，以较大的变形量(大于25%)完成。

冷加工：

在固溶状态下冷加工性非常好。拉拔、冷轧、弯曲、深冲等加工都容易进行。钢的加工硬化指数为0.02～0.03，与普通钢相比低一个数量级。因此，加工过程中无需软化退火即可进行90%以上变形量的冷加工。

焊接：

良好的焊接性是马氏体时效钢的优点之一。几乎所有的焊接工艺都能适用。焊丝成分与被焊钢成分基本相同，焊前不必预热，焊后不处理也不会产生裂纹，直接时效后，接头系数即可超过90%。

热处理：

热处理工艺简单是马氏体时效钢的另一重要优点。钢经热加工后，在冷加工和时效强化之前应进行固溶处理。目的在于：溶解热加工后余留的沉淀物；使基体溶有充足的强化元素；并获得均匀的高位错密度的全马氏体组织。固溶温度通常采用820～840℃，固溶时间为每25ram厚度1h，固溶后空冷，冷却速度对组织和性能影响不大。马氏体时效钢的高强度是通过时效处理得到的。时效温度一般为480℃，强度级别高的钢种可采用510¨C，时效时间为3～6h，时效后空冷。时效后在马氏体基体上，析出大量弥散的和超显微的金属间化合物质点，使材料强度成倍提高而韧性损失较小。
马氏体时效钢的性能还可通过奥氏体形变，或马氏体形变，或两者结合得到提高。奥氏体形变处理使奥氏体晶粒尺寸减小到10um以下，从而得到具有一定延性的，强度大于3500MPa的马氏体时效钢。在固溶后和时效前进行的马氏体形变处理，由于产生更多的位错，通常可使强度提高200MPa。固溶前的马氏体形变，能细化奥氏体晶粒并增加钢时效后的强度。
表面处理

如果不进行表面处理，马氏体时效钢的耐磨性和疲劳强度并不比普通高强钢好。因此对于这种用途的零件，必须进行表面处理(气体渗氮、离子氮化或离子注入等)。离子氮化可使18Ni(250)钢滚动轴承的接触疲劳寿命提高1倍以上。
应用马氏体时效钢已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简，直升飞机起落架，高压容器，转轴，齿轮，轴承，高压传感器，紧固件，弹簧，以及铝合金挤压模和铸件模，精密模具，冷冲模等工模具等方面获得广泛的应用。

18Ni马氏体时效钢的特性及用途：
        18Ni钢的代表钢号有022Ni18Co8Mo3TiA[18Ni(200)]、022Ni18Co8Mo5TiA[18Ni(250)]、022Ni18Co9Mo5TiA[18Ni(300)]和00Ni18Co13Mo4TiA[18Ni(350)]钢。

        18Ni钢是典型的马氏体时效钢，钢中碳含量较低，对时效硬化起作用的合金元素是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。这就要求该类钢要经过真空冶炼，减少杂质、偏析和钢锭中的含气量，以保证钢具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，即使碳含量极少，也会使马氏体强度显著提高。但在把碳的质量分数增至0.03%以后，又会降低钢的屈服强度，所以18Ni马氏体时效钢中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，因此要求尽量降低钢的硫含量。
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的作用是形成时效强化相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。这类钢在高强度、高韧性的条件下，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，焊接性良好，表面还可以渗氮处理等。
        18Ni类低碳马氏体时效钢主要用于制造高精度、超镜面、型腔复杂、大截面、大批量生产的机械零件和塑料模具，但由于价格昂贵，使用受到限制。

18Ni马氏体时效钢的化学成分：
        18Ni钢化学成分见表1。
         表1  18Ni钢的化学成分(质量分数，%)
         钢号 C≤ Ni Co Mo Si≤ Mn≤ Ti Al P≤ S≤
        18Ni(200) 0.03 18.00 8.50 3.30 0.12 0.12 0.20 0.10 0.01 0.01
        18Ni(250) 0.03 17.50~18.50 7.00~8.00 4.25~5.25 0.12 0.10 0.30~0.50 0.05~0.15 0.01 0.01
        18Ni(300) 0.03 18.00~19.00 8.50~9.50 4.60~5.20 0.12 0.10 0.50~0.80 0.05~0.15 0.01 0.01
        18Ni(350) 0.03 17.00~19.00 11.00~12.75 4.00~5.00 0.10 0.10 1.20~1.45 0.05~0.15 0.01 0.01

18Ni马氏体时效钢的临界点：
        18Ni钢的临界点温度见表2，其他钢号可参考。
        18Ni钢临界点温度
        临界点/℃ Ac1 Ac3 Ms Mf
       温度(近似值)/℃ 540~610 740~750 154~210 90~100

18Ni马氏体时效钢的热处理：
      固溶温度为815~830℃，油冷或空冷(加热时间，盐浴炉1min/mm、空气炉2~2.5min/mm)，硬度为28HRC。

18Ni马氏体时效钢的时效温度：
      18Ni(250)、18Ni(300)钢的时效温度为480℃，保温时间3h，硬度为43HRC；保温6h，硬度为52HRC。
      18Ni(350)钢的时效温度为510℃，时效时间6h，硬度为57~60HRC。

18Ni马氏体时效钢的渗氮处理：
18Ni(300)钢气体渗氮工艺：
       渗氮温度为(455±10)℃，保温时间为24~28h。

18Ni马氏体时效钢的力学性能：
      18Ni类钢的力学性能见表3。

18Ni类钢的力学性能  ：
       钢号 固溶温度/℃ 时效温度/℃ 时效后硬度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 - - -

热处理工艺及性能

主要成分及其作用：

经营板材厚度0.3MM- 300MM，圆棒直径3.2-320MM 规格 齐全

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1.模具钢材毛料公差范围：

模具钢材机轧板厚度(圆钢）：+0.0mm ~ +1.5mm;

模具钢材锻打板厚度（圆钢）：+1.5mm~ +5mm;

2.加      工：

光板：1.5元/公斤,不足5公斤直接收10元/件.公差：+0.5MM ~ -0.5MMmm(铣四面、研磨二面)，

精板：2.0元/公斤.不足5公斤直接收12元/件.公差：+0.05MM ~ -0.05mm (研磨六面)。

3.加工日期：1—2个工作日（如有特殊要求，订货时请说明）
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