Definicje stali maraging
Stal maraging to stal o ultrawysokiej wytrzymałości z bezwęglowym (lub ultraniskowęglowym) martenzytem żelazowo-niklowym jako osnową i utwardzaniem wydzieleniowym związków międzymetalicznych po starzeniu.
Stal ma dobrą formowalność przed obróbką starzeniową o wysokiej wytrzymałości, prawie bez odkształceń po obróbce starzeniowej oraz wysoką wytrzymałość i wiązkość po obróbce starzeniowej.
Obróbka cieplna stali Maraging
Generalnie obróbka cieplna stali maraging polega na wyżarzaniu rozpuszczającym w temperaturze 820℃, a czas przetrzymywania jest obliczany zgodnie z jej wielkością przekroju przez 1 h co 25 mm.
Szybkość chłodzenia po wyżarzaniu nie ma prawie żadnego wpływu na mikrostrukturę i właściwości stali.
Ale przed starzeniem stal maraging musi zostać schłodzona do temperatury pokojowej. Zwykle dojrzewa w temperaturze 480 ℃ przez 3 do 6 godzin.
Proces produkcji stali maraging
Stal maraging to stop Fe-Ni nie zawierający węgla, z dodatkiem kobaltu, molibdenu, tytanu i innych pierwiastków. Typowe gatunki stali, takie jak żelazo na bazie żelaza, zawierają 17% ~ 19% Ni, 7% ~ 9% Co, 4.5% ~ 5% Mo i 0.6% ~ 0.9% Ti. Ten rodzaj stopu jest hartowany w martenzycie, a następnie odpuszczany w temperaturze 480-500°C.
Podczas procesu odpuszczania pierwiastki stopowe ulegają przesyceniu w martenzycie, który wytrąca się z martenzytu tworząc wydzielenia międzymetaliczne, powodując silne wzmocnienie wydzieleniowe.
Zgodnie z analogią wzmacniania wydzieleniowego aluminium, miedzi i innych stopów metali nieżelaznych, proces ten można nazwać obróbką starzeniową. A ponieważ początkowa struktura to maraging, ten rodzaj stali nazywa się stalą maraging.
Stal maraging o wysokiej wytrzymałości może być uzyskana poprzez obróbkę starzeniową. Proces obróbki jest ogólnie: temperatura starzenia wynosi 480 ℃, stal o wysokiej wytrzymałości może być używana w temperaturze 510 ℃, czas starzenia wynosi od 3 do 6 godzin, a chłodzenie powietrzem po starzeniu. Po obróbce starzeniowej duża liczba rozproszonych ultradrobnych cząstek związku międzymetalicznego osadza się na matrycy martenzytu, podwajając w ten sposób wytrzymałość materiału przy niewielkiej utracie wiązkości.
Do czego służy stal maraging?
1) Stal Maraging ma wysoką wytrzymałość i wytrzymałość przed starzeniem, dlatego jest wykorzystywana do produkcji cienkich powłok rakiet i pocisków, stali konstrukcyjnych lotniczych, zbiorników ciśnieniowych i innych zaawansowanych technologicznie dziedzin, takich jak lotnictwo, lotnictwo i energia atomowa.
2) Wykorzystując stabilną mikrostrukturę stali maraging, nawet gdy temperatura jest zbyt wysoka i uśredniona, proces zmiękczania jest bardzo powolny i jest stosowany jako części silnika, takie jak korby, koła zębate, wały i automatyczne. broń.
3) Ze względu na równomierne rozszerzanie i łatwe cięcie przed starzeniem, stal maraging może być stosowana w jednostkach o wysokim zużyciu na liniach montażowych i do produkcji form, takich jak matryce kuźnicze, matryce do wytłaczania stopów aluminium i materiały narzędziowe.
4) Stal maraging stosowana jest w sprzęcie sportowym. Ostrze stosowane w szermierce jest zwykle wykonane ze stali maraging, ponieważ tempo rozwoju pęknięć w stali maraging jest 10 razy wolniejsze niż w stali węglowej, co ogranicza pękanie ostrza. Ludzie mają mniejsze szanse na krzywdę.
5) Stal maraging została wykorzystana w sprzęcie medycznym do produkcji narzędzi chirurgicznych i strzykawek podskórnych.
Chociaż cena za kilogram stali maraging jest droższa niż zwykłej stali, części wykonane ze stali maraging mają niższy koszt ze względu na wysoki stosunek wytrzymałości do masy, a koszt przetwarzania jest znacznie niższy.
Specyfikacja stali Maraging
| Stopień | Skład chemiczny / % | Granica plastyczności/ MPa | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ni | Co | Mo | Ti | Al | ||
| 18Ni(200) | 18 | 8.5 | 3.3 | 0.2 | 0.11 | 1400 |
| 18Ni(250) | 18 | 8.5 | 5 | 0.4 | 0.1 | 1700 |
| 18Ni(300) | 18 | 9 | 5 | 0.7 | 0.1 | 2000 |
| 18Ni(350) | 18 | 12.5 | 4.2 | 1.6 | 0.1 | 2400 |
| 18Ni(odlew) | 17 | 10 | 4.6 | 0.3 | 0.1 | 1650 |
| 400 Alloy | 13 | 15 | 10 | 0.2 | 0.1 | 2800 |
| 500 Alloy | 8 | 18 | 14 | 0.2 | 0.1 | 3500 |
Właściwości stali maraging
Wysoka wytrzymałość, dobra wytrzymałość
Stal maraging to stal o najwyższej wytrzymałości. Chociaż jego wytrzymałość jest wysoka, ma wyższą wytrzymałość niż inne ultrawytrzymałe stale o tym samym poziomie wytrzymałości. Jest to stal o najwyższej wytrzymałości i ciągliwości spośród istniejących materiałów.
Prosty proces obróbki cieplnej
Kolejną zaletą stali maraging jest prosty proces obróbki cieplnej. Tradycyjny proces to roztwór stały o temperaturze 850～870 ℃, po którym następuje chłodzenie powietrzem lub hartowanie w wodzie. Szybkość chłodzenia ma niewielki wpływ na strukturę i wydajność. Następnie jest podgrzewany do 480 ℃ w celu starzenia. W przypadku gatunków stali o wysokiej wytrzymałości można stosować 510℃. Czas dojrzewania wynosi od 3 do 6 godzin. Po leżakowaniu jest chłodzony powietrzem.
Dobra wydajność spawania
Doskonała wydajność spawania to jedna z ważnych zalet stali maraging. Spawanie w osłonie gazu obojętnego jest najczęściej stosowaną metodą spawania. Wydajność spawania stali maraging różni się od poprzedniej ultrawysokowytrzymałej stali martenzytycznej. Nie wymaga podgrzewania wstępnego i końcowego, nie powoduje pęknięć spawalniczych.
Dobra wydajność przetwarzania na zimno i na gorąco
Obróbka na gorąco jest łatwiejsza, a obrabialność jest z grubsza taka sama jak w przypadku wlewka stalowego SU304. W przypadku stali maraging można stosować najczęściej stosowane techniki obróbki na gorąco, takie jak kucie i walcowanie.
Zalety stali maraging
- Super wysoka wytrzymałość w temperaturze pokojowej
- Prosta obróbka cieplna zapewniająca minimalne zniekształcenia obróbki cieplnej
- W porównaniu ze stalą hartowaną o tym samym poziomie wytrzymałości ma doskonałą wytrzymałość zmęczeniową
- Niska zawartość węgla, co eliminuje problemy z odwęgleniem
- Rozmiar przekroju jest ważnym czynnikiem w procesie hartowania
- Łatwe w obróbce
- Dobra wydajność spawania
- Ma wysoką wytrzymałość i wysoką wytrzymałość
- Łatwa obróbka skrawaniem, niskie odkształcenie przetwarzania
- Równomierny i stabilny skurcz podczas obróbki cieplnej
- Łatwe azotowanie
- Ma dobrą odporność na korozję i zdolność do wzrostu pęknięć
- Wykończenie na wysoki połysk
Wnioski
Stal maraging ma nie tylko wysoką wytrzymałość, ale także dobrą plastyczność, odporność na pękanie, spawalność, obrabialność na gorąco i na zimno oraz odporność na korozję naprężeniową. Stal maraging jest szeroko stosowana w przemyśle lotniczym, inżynierii morskiej, energetyce atomowej, częściach konstrukcyjnych i oprzyrządowaniu.
