Definizioni di Maraging Steel
L'acciaio Maraging è un acciaio ad altissima resistenza con martensite ferro-nichel priva di carbonio (o bassissimo tenore di carbonio) come matrice e indurimento per precipitazione dei composti intermetallici dopo l'invecchiamento.
L'acciaio ha una buona formabilità prima del trattamento di invecchiamento ad alta resistenza, quasi nessuna deformazione dopo il trattamento di invecchiamento e un'elevata resistenza e tenacità dopo il trattamento di invecchiamento.
Trattamento termico dell'acciaio Maraging
Generalmente, il trattamento termico dell'acciaio maraging è ricotto in soluzione a 820 ℃ e il tempo di tenuta viene calcolato in base alla sua dimensione della sezione trasversale per 1 ora ogni 25 mm.
La velocità di raffreddamento dopo la ricottura non ha quasi alcun effetto sulla microstruttura e sulle proprietà dell'acciaio.
Ma prima del trattamento di invecchiamento, l'acciaio maraging deve essere raffreddato a temperatura ambiente. Di solito viene invecchiato a 480 ℃ per 3-6 ore.
Processo di produzione dell'acciaio Maraging
L'acciaio Maraging è una lega Fe-Ni priva di carbonio e addizionata di cobalto, molibdeno, titanio e altri elementi. Tipici gradi di acciaio come la base di ferro contengono 17%~19% Ni, 7%~9% Co, 4.5%~5% Mo e 0.6%~0.9% Ti. Questo tipo di lega viene temprata in martensite e quindi rinvenuta a 480-500°C.
Durante il processo di rinvenimento, gli elementi di lega sono sovrasaturati nella martensite, che precipita dalla martensite per formare precipitati intermetallici, determinando un forte effetto di rafforzamento delle precipitazioni.
Secondo l'analogia del rafforzamento per precipitazione di alluminio, rame e altre leghe non ferrose, questo processo può essere chiamato trattamento di invecchiamento. E poiché la struttura iniziale è maraging, questo tipo di acciaio è chiamato acciaio maraging.
L'acciaio maraging ad alta resistenza può essere ottenuto attraverso il trattamento di invecchiamento. Il processo di trattamento è generalmente: la temperatura di invecchiamento è di 480 ℃, l'acciaio ad alta resistenza può essere utilizzato a 510 ℃, il tempo di invecchiamento è compreso tra 3 e 6 ore e il raffreddamento ad aria dopo l'invecchiamento. Dopo il trattamento di invecchiamento, un gran numero di particelle di composto intermetallico ultrafini disperse si depositano sulla matrice di martensite, raddoppiando così la resistenza del materiale con poca perdita di tenacità.
A cosa serve l'acciaio Maraging?
1) L'acciaio Maraging ha un'elevata resistenza e tenacità prima dell'invecchiamento, quindi viene utilizzato per produrre gusci sottili di razzi e missili, acciai strutturali aerospaziali, recipienti a pressione e altri campi ad alta tecnologia come l'aviazione, l'aerospaziale e l'energia atomica.
2) Utilizzando le prestazioni stabili della microstruttura dell'acciaio maraging, anche dopo che la temperatura è troppo alta e nella media, il processo di rammollimento è molto lento e viene utilizzato come parti del motore come manovelle, ingranaggi, alberi e automatico Il percussore del arma.
3) Grazie alla sua espansione uniforme e alla facilità di taglio prima dell'invecchiamento, l'acciaio maraging può essere utilizzato per unità ad alta usura sulle linee di assemblaggio e per la produzione di stampi come stampi per forgiatura, stampi per estrusione di leghe di alluminio e materiali per utensili.
4) L'acciaio Maraging è utilizzato nelle attrezzature sportive. La lama utilizzata nella scherma è solitamente realizzata in acciaio maraging, perché il tasso di crescita delle crepe nell'acciaio maraging è 10 volte più lento di quello nell'acciaio al carbonio e questo riduce la rottura della lama. Le persone hanno meno possibilità di danni.
5) L'acciaio Maraging è stato utilizzato nelle apparecchiature mediche per realizzare strumenti chirurgici e siringhe ipodermiche.
Sebbene il prezzo per chilogrammo dell'acciaio maraging sia più costoso dell'acciaio ordinario, le parti in acciaio maraging hanno un costo inferiore a causa dell'elevato rapporto resistenza/massa e il costo di lavorazione è significativamente inferiore.
Specifiche dell'acciaio Maraging
| Classe | Composizioni chimiche / % | Resistenza allo snervamento/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 (colato) | 17 | 10 | 4.6 | 0.3 | 0.1 | 1650 |
| 400 Lega | 13 | 15 | 10 | 0.2 | 0.1 | 2800 |
| 500 Lega | 8 | 18 | 14 | 0.2 | 0.1 | 3500 |
Proprietà dell'acciaio Maraging
Alta resistenza, buona tenacità
L'acciaio Maraging è l'acciaio con la massima resistenza. Sebbene la sua resistenza sia elevata, ha una tenacità maggiore rispetto ad altri acciai ultra-altamente resistenti dello stesso livello di resistenza. È l'acciaio con la più alta resistenza e tenacità tra i materiali esistenti.
Il semplice processo di trattamento termico
Il semplice processo di trattamento termico è un altro vantaggio dell'acciaio maraging. Il processo tradizionale è una soluzione solida a 850~870 ℃, seguita da raffreddamento ad aria o tempra ad acqua. La velocità di raffreddamento ha scarso effetto sulla struttura e sulle prestazioni. Quindi viene riscaldato a 480 ℃ per l'invecchiamento. Per gli acciai ad alta resistenza, è possibile utilizzare 510 ℃. Il tempo di invecchiamento va dalle 3 alle 6 ore. Dopo l'invecchiamento, viene raffreddato ad aria.
Buone prestazioni di saldatura
Le eccellenti prestazioni di saldatura sono uno degli importanti vantaggi dell'acciaio maraging. La saldatura con gas inerte schermato è il metodo di saldatura più comunemente utilizzato. Le prestazioni di saldatura dell'acciaio maraging sono diverse dal precedente acciaio martensitico ad altissima resistenza. Non richiede preriscaldamento e postriscaldamento e non produrrà crepe di saldatura.
Buone prestazioni di lavorazione a freddo e a caldo
La lavorazione a caldo è più facile e la lavorabilità è più o meno la stessa di quella del lingotto di acciaio SU304. Per l'acciaio maraging possono essere utilizzate le tecniche di lavorazione a caldo più comunemente utilizzate, come la forgiatura e la laminazione.
Vantaggi dell'acciaio maraging
- Altissima resistenza a temperatura ambiente
- Semplice trattamento termico per garantire una minima distorsione del trattamento termico
- Rispetto all'acciaio temprato allo stesso livello di resistenza, ha un'eccellente tenacità a fatica
- Basso contenuto di carbonio, eliminando così i problemi di decarburazione
- La dimensione della sezione è un fattore importante nel processo di tempra
- Facile da lavorare
- Buone prestazioni di saldatura
- Ha un'elevata resistenza e un'elevata tenacità
- Facile lavorazione di taglio, bassa deformazione di lavorazione
- Ritiro uniforme e stabile durante il trattamento termico
- Nitrurazione facile
- Ha una buona resistenza alla corrosione e capacità di crescita delle crepe
- Finitura lucida
Conclusione
L'acciaio Maraging non solo ha un'elevata resistenza, ma ha anche una buona plasticità, tenacità alla frattura, saldabilità, lavorabilità a caldo ea freddo e resistenza alla tensocorrosione. L'acciaio Maraging è stato ampiamente utilizzato nei settori dell'aerospaziale, dell'ingegneria navale, dell'industria dell'energia atomica, delle parti strutturali e degli utensili.
