18Ni鋼的代表鋼號有00Ni18Co8Mo3TiAl[18Ni(200)]022Ni18Co8Mo3TiAl、00Ni18Co8Mo5TiAl[18Ni(250)]022Ni18Co8Mo5TiAl、00Ni18Co9Mo5TiAl[18Ni(300)]022Ni18Co9Mo5TiAl和00Ni18Co13Mo4TiAl[18Ni(350)]022Ni18Co13Mo4TiAl鋼。
Ni18型馬氏體時(shí)效鋼是超高強(qiáng)度鋼，實(shí)際上是一系列含少量Ti和Al的的Fe、Ni、Co、Mo的多元合金。C、Si、Mn和P、S被視為殘剩元素而限制其含量，特別是C和S是有害元素，其含量應(yīng)不大于0.03%和0.010%。主要應(yīng)用于航空航天工業(yè)。由于它具有優(yōu)良的力學(xué)性能和工藝性能，現(xiàn)在也應(yīng)用于塑料模具壓鑄模具的重要零件，能獲得很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。但價(jià)格昂貴。
這一組鋼在國外（美國）被命名為18Ni(200)、18Ni(250)、18Ni(285)、18Ni(300)、18Ni(350)，括號內(nèi)的數(shù)值是以ksi(每平方英寸的千磅數(shù)Kilopoundspersquareinch)為單位的屈服強(qiáng)度值，如18Ni的屈服強(qiáng)度為250ksi，約相當(dāng)于_1720MPa(J76kgf/mn2)。國外類型鋼號有日本日立金屬公司(YSS)的YAG系列4個(gè)鋼號(YAG250、YAG300、YAG350、YAG285)。
鋼的高強(qiáng)度和硬度來自無碳或微碳Fe-Ni板條馬氏體基體和時(shí)效析出的彌散度大且顆粒極小的金屬間化合物，如Fe2Mo、NiMo、Ni3Ti等。
為了保證質(zhì)量，這一組鋼都應(yīng)采用電爐熔煉后再用真空電弧爐重熔或電渣重溶等精煉。這一組鋼的熱加工性能和焊接性能均好。焊接應(yīng)采用氣體保護(hù)焊。焊后熱處理。
在固溶處理后，時(shí)效處理前，鋼的金相組織是板條狀態(tài)馬氏體，硬度為350HV左右，有很好的冷變形加工和被切削加工性。熱處理均應(yīng)在帶控制氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行。這一組鋼，也可采用滲氮處理進(jìn)一步強(qiáng)化。
18Ni鋼化學(xué)成分見表1。
表1 18Ni鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)
鋼號 C≤ Ni Co Mo Si≤ Mn≤ Ti Al P≤ S≤
18Ni(200) 0.03 18.00 8.50 3.30 0.12 0.12 0.20 0.10 0.01 0.01
18Ni(250) 0.03 17.50~18.50 7.00~8.00 4.25~5.25 0.12 0.10 0.30~0.50 0.05~0.15 0.01 0.01
18Ni(300) 0.03 18.00~19.00 8.50~9.50 4.60~5.20 0.12 0.10 0.50~0.80 0.05~0.15 0.01 0.01
18Ni(350) 0.03 17.00~19.00 11.00~12.75 4.00~5.00 0.10 0.10 1.20~1.45 0.05~0.15 0.01 0.01
18Ni馬氏體時(shí)效鋼的臨界點(diǎn)：
18Ni鋼的臨界點(diǎn)溫度見表2，其他鋼號可參考。
表2 18Ni鋼臨界點(diǎn)溫度
臨界點(diǎn)/℃ Ac1 Ac3 Ms Mf
溫度(近似值)/℃ 540~610 740~750 154~210 90~100
18Ni馬氏體時(shí)效鋼的熱處理：
固溶溫度為815~830℃，油冷或空冷(加熱時(shí)間，鹽浴爐1min/mm、空氣爐2~2.5min/mm)，硬度為28HRC。
18Ni馬氏體時(shí)效鋼的時(shí)效溫度：
18Ni(250)、18Ni(300)鋼的時(shí)效溫度為480℃，保溫時(shí)間3h，硬度為43HRC；保溫6h，硬度為52HRC。
18Ni(350)鋼的時(shí)效溫度為510℃，時(shí)效時(shí)間6h，硬度為57~60HRC。
18Ni馬氏體時(shí)效鋼的滲氮處理：
18Ni(300)鋼氣體滲氮工藝：
滲氮溫度為(455±10)℃，保溫時(shí)間為24~28h。
18Ni馬氏體時(shí)效鋼的力學(xué)性能：
18Ni類鋼的力學(xué)性能見表3。
表3 18Ni類鋼的力學(xué)性能
鋼號 固溶溫度/℃ 時(shí)效溫度/℃ 時(shí)效后硬度HRC σb/MPa σs/MPa δ(%) ψ(%)
18Ni(250) 815~830 480±5 50~52 1850 1800 10~12 48~58
18Ni(300) 815~830 480±5 53~54 2060 2010 12 60
18Ni(350) 815~830 510±5 57~60 2490 - - -
