T250馬氏體時(shí)效鋼的研制及應(yīng)用

馬氏體時(shí)效鋼是利用淬火后的時(shí)效處理，使金屬間化合物在超低碳的高鎳馬氏體中彌散析出而強(qiáng)化的一類高合金超高強(qiáng)度鋼，由于其具有高強(qiáng)度、高斷裂韌性，熱處理工藝簡(jiǎn)單，可焊性和冷、熱加工性能良好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空、航天和精密模具領(lǐng)域。早期的馬氏體時(shí)效鋼多為含Co鋼，成本高，應(yīng)用受到限制。T250馬氏體時(shí)效鋼是近二十余年來(lái)開發(fā)較為成功的一種新型馬氏體時(shí)效鋼，由于其成分中不含Co，因此成本較相應(yīng)級(jí)別的含Co馬氏體時(shí)效鋼低，而力學(xué)性能相近，因而可以替代含Co馬氏體時(shí)效鋼。

美國(guó)是最早開始研制無(wú)Co馬氏體時(shí)效鋼的國(guó)家，20世紀(jì)80年代INCO公司與TeledyneVasco公司合作成功開發(fā)出T250馬氏體時(shí)效鋼，其成分中不含Co元素，增加了Ti含量，降低了Mo含量，而力學(xué)性能與相應(yīng)級(jí)別的Co18Ni馬氏體時(shí)效鋼相近。該公司在T250基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)整Ti含量，進(jìn)一步開發(fā)了T200和T300馬氏體時(shí)效鋼。

T250馬氏體時(shí)效鋼中C、S、P、O、N和夾雜物含量對(duì)材料韌性影響較大，為了減少雜質(zhì)的含量，T250馬氏體時(shí)效鋼冶煉時(shí)一般采用真空感應(yīng)熔煉加真空電弧重熔的雙真空冶煉工藝。

研究表明，T250馬氏體時(shí)效鋼由于其高比強(qiáng)，高斷裂韌性，工藝性能好，在航空、航天、海洋、模具等高技術(shù)領(lǐng)域迅速得到了廣泛應(yīng)用。美國(guó)已將該材料用于TOW、Stinger、AMRAAM等導(dǎo)彈的殼體、軍用輕型攻擊橋、壓鑄模、注塑模、風(fēng)洞設(shè)備材料等。T250馬氏體時(shí)效鋼在國(guó)內(nèi)已用于核工業(yè)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、海洋工程、高精密模具等高精度承力零部件。

目前國(guó)內(nèi)的T250馬氏體時(shí)效鋼與C250含Co馬氏體時(shí)效鋼相比，在加工工藝和材料性能穩(wěn)定性方面還存在一定的差距，這也限制了T250馬氏體時(shí)效鋼在更廣范圍的應(yīng)用。因此對(duì)該材料還需進(jìn)一步研究，發(fā)展方向如下：

進(jìn)一步改進(jìn)熔煉工藝，降低鋼中氣體、夾雜物和有害元素含量。通過(guò)超純凈化控制和熱處理技術(shù)，改進(jìn)材料組織結(jié)構(gòu)的均勻性，提高材料韌性和塑性；

優(yōu)化加工工藝，深入研究固溶、時(shí)效和塑性變形等工藝對(duì)材料強(qiáng)韌化的影響，以達(dá)到高強(qiáng)度、塑性和韌性的最佳配合；

開展對(duì)T250馬氏體時(shí)效鋼組織和性能的精細(xì)控制研究，降低不利因素對(duì)鋼性能影響；

對(duì)T250馬氏體時(shí)效鋼加工過(guò)程中的變形機(jī)理進(jìn)行研究，控制制品在成形、熱處理等工藝過(guò)程的變形。