МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИЕ СТАЛИ

Ознакомиться с освоенными ООО "Ласмет" марками мартенситностареющих сталей

Возможностью применения материалов с высокой прочностью в сочетании с удовлетворительной вязкостью и пластичностью является использование мартенситностареющих сталей.

Развитие авиации, космонавтики, ракетостроения - областей техники, где соотношение общей массы конструкции и полезной грузоподъемности приобретет решающее значение, - привело к созданию новых видов сталей и сплавов, на которых посредством легирования и соответствующей термической обработки можно достичь высокий уровень прочности (σ_в = 2000-2500 Н/мм²) при хороших значениях пластичности и вязкости.

К середине 60-х годов эту группу материалов, получивших наименование «стареющий мартенсит» (maraging steels), начала выпускать промышленность в виде металлопродукции различного сортамента: толстый и тонкий лист, сортовые виды проката, поковки, ленту, трубу.

В России стали этого типа известны под названием «мартенситностареюшие стали». Благодаря усилиям специалистов ряда российских предприятий и организаций (ЦНИИЧМ им. И. П. Бардина, ВИАМ, ЦНИИМ и др.) они достаточно хорошо изучены и их производство освоено отечественной промышленностью.

Мартенситностареющие стали содержат от 8 до 24 % Ni с добавками, чаще всего значительными, кобальта (8-12 %), молибдена (3-6 %), а также титана (1-2 %), алюминия (1-2 %) и др.

Высокий уровень прочности, достигаемый в этих сталях, обусловлен процессами старения в безуглеродистом (< 0,03 % С) мартенсите, который в исходном, несостарениом, состоянии обладает высокой пластичностью и относительно малой прочностью. Упрочнение сталей осуществляется при старении и обусловлено процессами «предвыделения» и образования высокодисперсных интерметаллидных фаз типа NiTi, Ni₃Ti, Ni(Ti Al), Ni₃(TIAl), Fe₂Mo и др., когерентно связанных с матрицей.
Углерод для этих сталей является вредным элементом, т.к. при его наличии в стали вместо интерметаллидных фаз образуются карбиды, в том числе по границам зерен, что снижает пластичность и вязкость, а также уменьшает эффект интерметаллидного упрочнения.

Мартенситностареющие стали весьма технологичны в металлургическом и машиностроительном производстве. В закаленном состоянии мартенсит этих сталей пластичен и может подвергаться деформации, обработке режущим инструментом и т.д.
Исследованиями установлено, что оптимальное сочетание прочности, пластичности, вязкости имеют сложнолегированные стали, содержащие: 9-18 % Ni, 7-9 % Со, 4-6 % Мо, 0,5-1,0 % Ti. После закалки с 800-850 °С в сталях формируется следующий комплекс механических свойств: σ_в =1100-1200 Н/мм², σ_0,2 =950-1100 Н/мм², δ₅ =18-20 %, ψ =70-80 %. Старение при 480-500 °С повышает прочность до σ_0,2 =" 1800-2000 Н/мм², σ_0,2 = "1900-2100 Н/мм² при сохранении пластичности (δ₅=8-12 %, ψ =40-60 %). Кроме того, мартенситностареющие стали с повышенным содержанием никеля (21-23 %) обладают элинварными свойствами (ТКЧ =±10×10^-6 К^-1).

Такое сочетание свойств мартенситностареюших сталей позволило решить ряд сложных технических задач в авиации, ракетостроении, судостроении, криогенной технике и др.