Definities van Maragingstaal
Maragingstaal is ultrasterk staal met koolstofvrij (of ultralaag koolstofgehalte) ijzer-nikkelmartensiet als matrix en precipitatieverharding van intermetallische verbindingen na veroudering.
Het staal heeft een goede vervormbaarheid vóór verouderingsbehandeling met hoge sterkte, bijna geen vervorming na verouderingsbehandeling en hoge sterkte en taaiheid na verouderingsbehandeling.
Warmtebehandeling van Maraging staal
Over het algemeen wordt de warmtebehandeling van maragingstaal in oplossing gegloeid bij 820 ℃ en wordt de houdtijd berekend op basis van de dwarsdoorsnede voor 1 uur per 25 mm.
De afkoelsnelheid na uitgloeien heeft bijna geen invloed op de microstructuur en eigenschappen van het staal.
Maar vóór de verouderingsbehandeling moet het maragingstaal worden afgekoeld tot kamertemperatuur. Het wordt meestal 480 tot 3 uur gerijpt bij 6 ℃.
Productieproces van Maraging-staal
Maragingstaal is een Fe-Ni-legering die geen koolstof bevat en waaraan kobalt, molybdeen, titanium en andere elementen zijn toegevoegd. Typische staalsoorten zoals ijzerbasis bevatten 17% ~ 19% Ni, 7% ~ 9% Co, 4.5% ~ 5% Mo en 0.6% ~ 0.9% Ti. Dit type legering wordt afgeschrikt tot martensiet en vervolgens getemperd bij 480-500°C.
Tijdens het ontlaatproces zijn de legeringselementen oververzadigd in het martensiet, dat neerslaat uit het martensiet om intermetallische neerslagen te vormen, wat resulteert in een sterk neerslagversterkend effect.
Volgens de analogie van precipitatieversterking van aluminium, koper en andere non-ferrolegeringen, kan dit proces verouderingsbehandeling worden genoemd. En omdat de initiële structuur maraging is, wordt deze staalsoort maragingstaal genoemd.
Maragingstaal met hoge sterkte kan worden verkregen door verouderingsbehandeling. Het behandelingsproces is over het algemeen: verouderingstemperatuur is 480 ℃, hoogwaardig staal kan worden gebruikt bij 510 ℃, de verouderingstijd is 3 tot 6 uur en luchtkoeling na veroudering. Na verouderingsbehandeling wordt een groot aantal verspreide ultrafijne intermetallische samengestelde deeltjes afgezet op de martensietmatrix, waardoor de sterkte van het materiaal wordt verdubbeld met weinig verlies aan taaiheid.
Waar wordt maragingstaal voor gebruikt?
1) Maragingstaal heeft een hoge sterkte en taaiheid vóór veroudering, dus het wordt gebruikt om dunne schalen van raketten en raketten, ruimtevaartconstructiestaal, drukvaten en andere hightechgebieden zoals luchtvaart, ruimtevaart en atoomenergie te vervaardigen.
2) Gebruikmakend van de stabiele microstructuurprestaties van maragingstaal, zelfs nadat de temperatuur te hoog en gemiddeld is, is het verwekingsproces erg traag en wordt het gebruikt als motoronderdelen zoals krukken, tandwielen, assen en automatisch. wapen.
3) Vanwege de gelijkmatige uitzetting en het gemakkelijke snijden vóór veroudering, kan maragingstaal worden gebruikt voor slijtvaste eenheden op assemblagelijnen en voor het vervaardigen van matrijzen, zoals smeedmatrijzen, extrusiematrijzen van aluminiumlegeringen en gereedschapsmaterialen.
4) Maragingstaal wordt gebruikt in sportartikelen. Het mes dat bij schermen wordt gebruikt, is meestal gemaakt van maragingstaal, omdat de groeisnelheid van scheuren in maragingstaal 10 keer langzamer is dan die in koolstofstaal, en dit vermindert het breken van het mes. Mensen hebben minder kans op schade.
5) Maragingstaal is gebruikt in medische apparatuur om chirurgische instrumenten en injectiespuiten te maken.
Hoewel de prijs per kilogram maragingstaal duurder is dan gewoon staal, hebben de onderdelen van maragingstaal lagere kosten vanwege de hoge sterkte/massa-verhouding en zijn de verwerkingskosten aanzienlijk lager.
Maraging-staalspecificatie
| Rang | Chemische samenstellingen / % | Opbrengststerkte / 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 (gegoten) | 17 | 10 | 4.6 | 0.3 | 0.1 | 1650 |
| 400 legering | 13 | 15 | 10 | 0.2 | 0.1 | 2800 |
| 500 legering | 8 | 18 | 14 | 0.2 | 0.1 | 3500 |
Maraging staal eigenschappen
Hoge sterkte, goede taaiheid
Maragingstaal is het staal met de hoogste sterkte. Hoewel de sterkte hoog is, heeft het een hogere taaiheid dan andere ultrahogesterktestaalsoorten van hetzelfde sterkteniveau. Het is het staal met de hoogste sterkte en taaiheid van de bestaande materialen.
Het eenvoudige warmtebehandelingsproces
Het eenvoudige warmtebehandelingsproces is een ander voordeel van maragingstaal. Het traditionele proces is een solide oplossing bij 850~870 ℃, gevolgd door luchtkoeling of waterdoving. De koelsnelheid heeft weinig invloed op de structuur en prestaties. Daarna wordt het verwarmd tot 480 ℃ om te verouderen. Voor zeer sterke staalsoorten kan 510 ℃ worden gebruikt. De verouderingstijd is 3 tot 6 uur. Na veroudering wordt het luchtgekoeld.
Goede lasprestaties
Uitstekende lasprestaties zijn een van de belangrijke voordelen van maragingstaal. Met inert gas beschermd lassen is de meest gebruikte lasmethode. De lasprestaties van maragingstaal zijn anders dan die van het vorige ultrasterke martensitische staal. Voorverwarmen en naverwarmen is niet nodig en er ontstaan geen lasscheuren.
Goede koude en warme verwerkingsprestaties
Heet werken is gemakkelijker en de verwerkbaarheid is ongeveer hetzelfde als die van SU304-staalstaaf. Voor maragingstaal kunnen de meest gebruikte warmbewerkingstechnieken, zoals smeden en walsen, worden gebruikt.
Voordelen van maragingstaal
- Super hoge sterkte bij kamertemperatuur
- Eenvoudige warmtebehandeling om minimale vervorming door warmtebehandeling te garanderen
- Vergeleken met gehard staal op hetzelfde sterkteniveau, heeft het een uitstekende taaiheid
- Laag koolstofgehalte, waardoor ontkolingsproblemen worden geëlimineerd
- Sectiegrootte is een belangrijke factor in het verhardingsproces
- Makkelijk te verwerken
- Goede lasprestaties
- Heeft een hoge sterkte en hoge taaiheid
- Gemakkelijke snijverwerking, lage verwerkingsvervorming
- Uniforme en stabiele krimp tijdens warmtebehandeling
- Eenvoudig nitreren
- Heeft een goede weerstand tegen corrosie en scheurgroei
- Hooggepolijste afwerking
Conclusie
Maragingstaal heeft niet alleen een hoge sterkte, maar heeft ook een goede plasticiteit, breuktaaiheid, lasbaarheid, warme en koude verwerkbaarheid en weerstand tegen spanningscorrosie. Maragingstaal wordt veel gebruikt op het gebied van lucht- en ruimtevaart, scheepsbouwkunde, atoomenergie-industrie, structurele onderdelen en gereedschappen.
