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00Ni18CO10MO5TiAL馬氏體時效鋼GJB9663-2019
以下是關(guān)于 00Ni18Co10Mo5TiAl馬氏體時效鋼(GJB 9663-2019標準) 的完整技術(shù)解析,涵蓋成分、熱處理工藝、性能指標及標準要求:
元素 | 質(zhì)量分數(shù)(%) | 作用 |
---|---|---|
Ni | 17.0~19.0 | 基體元素,穩(wěn)定奧氏體并參與時效強化 |
Co | 8.5~9.5 | 抑制逆轉(zhuǎn)變奧氏體形成,提升強度與韌性平衡 |
Mo | 4.5~5.2 | 形成Mo-rich析出相(如Ni?Mo),增強二次硬化效果 |
Ti | 0.50~0.90 | 與Al協(xié)同形成γ'相(Ni?(Al,Ti)),主強化相 |
Al | 0.50~0.90 | 協(xié)同Ti析出納米級γ'相,提高硬度和熱穩(wěn)定性 |
C | ≤0.03 | 超低碳設(shè)計,減少晶界碳化物脆性 |
雜質(zhì) | S≤0.01, P≤0.01 | 嚴格控制,防止熱脆性 |
注:Co+Mo含量需≥13.5%,Ti+Al含量需≥1.4%,確保強化相充分析出。
步驟 | 參數(shù) | 目的 |
---|---|---|
固溶處理 | 830~850℃ × 1h → 空冷 | 形成過飽和馬氏體,溶解原始析出相 |
深冷處理 | -73℃ × 3h → 回溫至室溫 | 促進馬氏體轉(zhuǎn)變,減少殘余奧氏體 |
時效處理 | 480~500℃ × 3~6h → 空冷 | 析出γ'相(Ni?(Al,Ti))和Mo-rich相,實現(xiàn)峰值強化 |
過時效處理:550~580℃ × 4h → 空冷(犧牲部分強度,提升韌性,適用于沖擊部件)
形變熱處理:固溶后冷變形(變形量30%)+時效 → 強度提升15~20%
性能指標 | 標準值(GJB 9663-2019) | 實測典型值 |
---|---|---|
抗拉強度 (σb) | ≥1860 MPa | 1920~2050 MPa |
屈服強度 (σ0.2) | ≥1790 MPa | 1800~1950 MPa |
延伸率 (δ5) | ≥8% | 10~12% |
斷面收縮率 (ψ) | ≥35% | 40~45% |
沖擊功 (AKV) | ≥30 J(室溫) | 45~55 J |
硬度 (HRC) | 50~54 | 52~55 |
斷裂韌性 (KIC) | ≥70 MPa·m1/2 | 75~85 MPa·m1/2 |
高溫性能:600℃下抗拉強度≥1200 MPa,長期使用溫度≤450℃(>500℃析出相粗化)。
強度-韌性平衡:
高Co含量抑制脆性相,沖擊韌性優(yōu)于傳統(tǒng)馬氏體時效鋼(如18Ni250)。
抗氫脆性:
在H?環(huán)境(10 MPa)中延遲斷裂時間≥200 h(18Ni250僅50 h)。
耐蝕性:
耐鹽霧腐蝕≥500 h(優(yōu)于17-4PH),適用海洋環(huán)境。
焊接性:
TIG焊后經(jīng)480℃×4h時效,接頭效率≥90%。
航空航天:火箭發(fā)動機殼體、超高強度緊固件(抗拉≥1900 MPa);
艦船裝備:魚動力艙結(jié)構(gòu)件、潛艇耐壓殼體;
核工業(yè):乏燃料處理設(shè)備承力部件(抗輻射蠕變);
精密模具:高載荷注塑模具(硬度HRC 52+,壽命提升3倍)。
純凈度要求:
氧含量≤15 ppm,氮含量≤30 ppm(真空感應(yīng)+電渣重熔冶煉);
無損檢測:
超聲波探傷(Φ1.2mm平底孔,無缺陷);
組織驗證:
時效后基體為板條馬氏體,γ'相尺寸≤20 nm(TEM檢測)。
替代材料對比:
材料 | 抗拉強度 (MPa) | 沖擊功 (J) | 本 |
---|---|---|---|
00Ni18Co10Mo5TiAl | 1920~2050 | 45~55 | 高 |
18Ni250 (AMS 6512) | 1800~1950 | 35~45 | 中高 |
17-4PH (H900) | 1310 | 10~15 | 低 |
優(yōu)先選擇場景:需同時滿足 ≥1800 MPa強度 + 抗氫脆 + 焊接性 的關(guān)鍵件。
總結(jié):00Ni18Co10Mo5TiAl 通過 “高Co-Mo協(xié)同強化+納米γ'相" 設(shè)計,在GJB 9663-2019框架下實現(xiàn)超高強度與韌性的平衡,是航天裝備的理想材料。其核心瓶頸在于成本(鈷價波動)及熱加工工藝窗口窄(需嚴格溫控)。
國內(nèi)供應(yīng)商:江蘇九銘特鋼有限公司 定制交貨周期約40-50天。
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