Definitionen von Maraging-Stahl
Maraging-Stahl ist ein ultrahochfester Stahl mit kohlenstofffreiem (oder ultraniedrigem Kohlenstoff) Eisen-Nickel-Martensit als Matrix und Ausscheidungshärtung von intermetallischen Verbindungen nach dem Altern.
Der Stahl hat eine gute Formbarkeit vor der hochfesten Alterungsbehandlung, nahezu keine Verformung nach der Alterungsbehandlung und eine hohe Festigkeit und Zähigkeit nach der Alterungsbehandlung.
Wärmebehandlung von Maraging-Stahl
Im Allgemeinen wird die Wärmebehandlung von Maraging-Stahl bei 820 ° C lösungsgeglüht, und die Haltezeit wird gemäß seiner Querschnittsgröße für 1 h alle 25 mm berechnet.
Die Abkühlgeschwindigkeit nach dem Glühen hat nahezu keinen Einfluss auf das Gefüge und die Eigenschaften des Stahls.
Aber vor der Alterungsbehandlung muss der Maraging-Stahl auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Es wird normalerweise 480 bis 3 Stunden lang bei 6 ℃ gealtert.
Produktionsprozess von Maraging-Stahl
Maraging-Stahl ist eine Fe-Ni-Legierung, die keinen Kohlenstoff enthält und mit Kobalt, Molybdän, Titan und anderen Elementen versetzt ist. Typische Stahlsorten wie Eisenbasis enthalten 17 %–19 % Ni, 7 %–9 % Co, 4.5 %–5 % Mo und 0.6 %–0.9 % Ti. Diese Art von Legierung wird zu Martensit abgeschreckt und dann bei 480-500°C angelassen.
Während des Anlassprozesses werden die Legierungselemente im Martensit übersättigt, der aus dem Martensit unter Bildung von intermetallischen Ausscheidungen ausscheidet, was zu einer starken Ausscheidungsverfestigungswirkung führt.
In Anlehnung an die Ausscheidungshärtung von Aluminium, Kupfer und anderen Nichteisenlegierungen kann dieser Prozess als Alterungsbehandlung bezeichnet werden. Und weil die Ausgangsstruktur maraging ist, wird diese Art von Stahl Maraging-Stahl genannt.
Hochfester Maraging-Stahl kann durch Alterungsbehandlung erhalten werden. Der Behandlungsprozess ist im Allgemeinen: Alterungstemperatur beträgt 480 ℃, hochfester Stahl kann bei 510 ℃ verwendet werden, die Alterungszeit beträgt 3 bis 6 Stunden und Luftkühlung nach dem Altern. Nach der Alterungsbehandlung wird eine große Anzahl dispergierter ultrafeiner intermetallischer Verbindungspartikel auf der Martensitmatrix abgeschieden, wodurch die Festigkeit des Materials bei geringem Zähigkeitsverlust verdoppelt wird.
Wofür wird Maraging-Stahl verwendet?
1) Maraging-Stahl hat vor dem Altern eine hohe Festigkeit und Zähigkeit, daher wird er zur Herstellung dünner Schalen von Raketen und Flugkörpern, Baustählen für die Luft- und Raumfahrt, Druckbehältern und anderen High-Tech-Bereichen wie Luft- und Raumfahrt und Atomenergie verwendet.
2) Unter Verwendung der stabilen Mikrostrukturleistung von Maraging-Stahl ist der Erweichungsprozess selbst nach zu hoher Temperatur und Mittelung sehr langsam und wird als Motorteile wie Kurbeln, Zahnräder, Wellen und automatisch verwendet. Der Schlagbolzen des Waffe.
3) Aufgrund seiner gleichmäßigen Ausdehnung und leichten Schneidbarkeit vor dem Altern kann Maraging-Stahl für stark verschleißende Einheiten an Fließbändern und für die Formenherstellung wie Schmiedegesenke, Extrusionsgesenke aus Aluminiumlegierungen und Werkzeugmaterialien verwendet werden.
4) Maraging-Stahl wird in Sportgeräten verwendet. Die beim Fechten verwendete Klinge besteht normalerweise aus Maraging-Stahl, da die Wachstumsrate von Rissen in Maraging-Stahl 10-mal langsamer ist als bei Kohlenstoffstahl, und dies den Bruch der Klinge verringert. Menschen haben weniger Chancen, Schaden zu nehmen.
5) Maraging-Stahl wurde in medizinischen Geräten zur Herstellung von chirurgischen Instrumenten und subkutanen Spritzen verwendet.
Obwohl der Preis pro Kilogramm Maraging-Stahl höher ist als bei gewöhnlichem Stahl, sind die Teile aus Maraging-Stahl aufgrund des hohen Festigkeits-Masse-Verhältnisses kostengünstiger und die Verarbeitungskosten sind deutlich geringer.
Spezifikation für martensitaushärtenden Stahl
| Klasse | Chemische Zusammensetzung / % | Streckgrenze/MPa | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ni | Co | Mo | Ti | Al | ||
| 18 Ni (200) | 18 | 8.5 | 3.3 | 0.2 | 0.11 | 1400 |
| 18 Ni (250) | 18 | 8.5 | 5 | 0.4 | 0.1 | 1700 |
| 18 Ni (300) | 18 | 9 | 5 | 0.7 | 0.1 | 2000 |
| 18 Ni (350) | 18 | 12.5 | 4.2 | 1.6 | 0.1 | 2400 |
| 18Ni (gegossen) | 17 | 10 | 4.6 | 0.3 | 0.1 | 1650 |
| 400Legierung | 13 | 15 | 10 | 0.2 | 0.1 | 2800 |
| 500Legierung | 8 | 18 | 14 | 0.2 | 0.1 | 3500 |
Eigenschaften von Maraging-Stahl
Hohe Festigkeit, gute Zähigkeit
Maraging-Stahl ist der Stahl mit der höchsten Festigkeit. Obwohl seine Festigkeit hoch ist, hat er eine höhere Zähigkeit als andere ultrahochfeste Stähle des gleichen Festigkeitsniveaus. Es ist der Stahl mit der höchsten Festigkeit und Zähigkeit unter den bestehenden Materialien.
Der einfache Wärmebehandlungsprozess
Der einfache Wärmebehandlungsprozess ist ein weiterer Vorteil von Maraging-Stahl. Das traditionelle Verfahren ist eine feste Lösung bei 850 ~ 870 ℃, gefolgt von Luftkühlung oder Wasserabschreckung. Die Abkühlgeschwindigkeit hat wenig Einfluss auf die Struktur und Leistung. Dann wird es zum Altern auf 480 ℃ erhitzt. Für hochfeste Stahlsorten können 510 ℃ verwendet werden. Die Reifezeit beträgt 3 bis 6 Stunden. Nach der Alterung wird es luftgekühlt.
Gute Schweißleistung
Eine hervorragende Schweißleistung ist einer der wichtigsten Vorteile von Maraging-Stahl. Das Schutzgasschweißen ist das am häufigsten verwendete Schweißverfahren. Die Schweißleistung von martensitischem Stahl unterscheidet sich von der des bisherigen ultrahochfesten martensitischen Stahls. Es erfordert kein Vorwärmen und Nachwärmen und erzeugt keine Schweißrisse.
Gute Kalt- und Warmverarbeitungsleistung
Die Warmumformung ist einfacher und die Bearbeitbarkeit ist ungefähr die gleiche wie bei SU304-Stahlbarren. Für martensitausgehärteten Stahl können die am häufigsten verwendeten Warmumformtechniken wie Schmieden und Walzen verwendet werden.
Vorteile von Maraging-Stahl
- Super hohe Festigkeit bei Raumtemperatur
- Einfache Wärmebehandlung, um minimalen Wärmebehandlungsverzug zu gewährleisten
- Verglichen mit gehärtetem Stahl bei gleichem Festigkeitsniveau weist es eine hervorragende Ermüdungszähigkeit auf
- Niedriger Kohlenstoffgehalt, wodurch Entkohlungsprobleme beseitigt werden
- Die Schnittgröße ist ein wichtiger Faktor im Härtungsprozess
- Einfach zu verarbeiten
- Gute Schweißleistung
- Hat eine hohe Festigkeit und hohe Zähigkeit
- Einfache Schneidverarbeitung, geringe Verarbeitungsverformung
- Gleichmäßige und stabile Schrumpfung während der Wärmebehandlung
- Einfaches Nitrieren
- Hat eine gute Korrosionsbeständigkeit und Risswachstumsfähigkeit
- Hochglanzpoliert
Zusammenfassung
Maraging-Stahl hat nicht nur eine hohe Festigkeit, sondern auch eine gute Plastizität, Bruchzähigkeit, Schweißbarkeit, Heiß- und Kaltbearbeitbarkeit und Beständigkeit gegen Spannungskorrosion. Maraging-Stahl ist in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Schiffstechnik, Atomenergieindustrie, Strukturteile und Werkzeuge weit verbreitet.
