в WhatsApp
Сверхвысокопрочная сталь C250: состав, свойства, старение и применение
C250 (Maraging 250, 18Ni 250, UNS K92890, W.Nr. 1.6359) – мартенситностареющая сталь с 18 % никеля, упрочняемая кобальтом, молибденом и титаном. После старения при 480 °C ее предел прочности составляет не менее 1758 МПа, а твердость не ниже 48 HRC. Прочность дают интерметаллиды, которые выделяются при низкотемпературном старении, а не углерод. Поэтому сталь обрабатывают в мягком отожженном состоянии почти в окончательный размер, а затем стареют без закалки, защитной атмосферы и значительного коробления.
Мартенситная или мартенситностареющая: почему это разные стали
В каталогах C250 часто называют «мартенситной сталью». Это ошибка, которая приводит к неправильному подбору материала.
Мартенситные стали (например, 420 или 440C) получают твердость за счет углерода при закалке. Их нужно быстро охлаждать, при закалке они коробятся, при нагреве обезуглероживаются.
Мартенситностареющие стали (maraging, от martensite + aging) почти не содержат углерода. Основа – мягкий никелевый мартенсит, а упрочнение дает старение при низкой температуре. Отсюда главные технологические отличия C250: нет закалки, нет обезуглероживания, минимальное коробление.
Ключевые характеристики стали C250
|
Параметр |
Значение |
|
класс |
мартенситностареющая сталь, тип C (упрочнение кобальтом) |
|
основа |
Fe-Ni-Co-Mo-Ti, углерод не более 0,03 % |
|
состояние поставки |
отжиг на твердый раствор, 28-32 HRC |
|
старение |
480-510 °C, 3-6 ч, охлаждение на воздухе |
|
прочность после старения |
не менее 1758 МПа (255 ksi) |
|
твердость после старения |
не ниже 48 HRC |
|
плотность, г/см³ |
8,02 |
|
основной стандарт на пруток и поковки |
AMS 6512 |
Обозначения стали C250
Материал поставляют под несколькими обозначениями:
|
Система |
Обозначение |
|
UNS |
K92890 |
|
Werkstoff |
1.6359 |
|
SAE AMS |
AMS 6512 (прутки, поковки, трубы, кольца) |
|
военная спецификация США |
MIL-S-46850 |
|
британские стандарты |
BS S162, DTD 5212 |
|
стандарт двигателестроителя |
MSRR 6551 |
|
торговые названия |
VascoMax C250, Udimar 250 |
Все эти обозначения относятся к одной марке. Номер UNS S35000, который иногда встречается рядом с «maraging 350», принадлежит дисперсионно-твердеющей нержавеющей стали AM-350 и к мартенситностареющим сталям отношения не имеет.
Химический состав стали C250, %
|
Ni |
Co |
Mo |
Ti |
Al |
|
|
мин |
17,0 |
7,0 |
4,6 |
0,30 |
0,05 |
|
макс |
19,0 |
8,5 |
5,2 |
0,50 |
0,15 |
Примеси, % по массе, не более:
|
C |
Mn |
Si |
P |
S |
|
0,03 |
0,10 |
0,10 |
0,010 |
0,010 |
Номинальный состав, отраженный в названии AMS 6512: 18Ni-7,8Co-4,9Mo-0,40Ti-0,10Al.
По сравнению с C200 в C250 больше молибдена и титана, основных элементов, образующих упрочняющие интерметаллиды. Поэтому C250 прочнее, но менее вязкая.
Механические свойства стали C250
Минимальные свойства после старения при 480 °C (900 °F):
|
Параметр |
Значение |
|
предел прочности |
1758 МПа (255 ksi) |
|
предел текучести |
1724 МПа (250 ksi) |
|
удлинение на базе 4D |
6 % |
|
твердость |
не ниже 48 HRC |
Предел текучести почти равен пределу прочности. Это типично для мартенситностареющих сталей: деталь работает упруго почти до разрушения. Поэтому запас прочности в конструкции рассчитывают по пределу текучести, а наличие концентраторов напряжений контролируют особенно строго.
Термообработка стали C250
Состояние поставки. Сталь поставляют после отжига на твердый раствор, с твердостью 28-32 HRC. В этом состоянии металл вязкий, хорошо режется и формуется.
Старение. Старение ведут при 480-510 °C в течение 3-6 часов с охлаждением на воздухе. Очень крупные сечения старят дольше. Температура влияет на результат сильнее, чем время.
Что это дает технологу:
- нет защитной атмосферы: углерода в стали почти нет, науглероживание и обезуглероживание исключены;
- упрочнение без закалки: сталь прокаливается насквозь без быстрого охлаждения;
- предсказуемая усадка: размеры меняются равномерно, коробление минимально.
Практический вывод для заказа: металл заказывают в отожженном состоянии. Деталь обрабатывают до окончательного размера с учетом усадки, а затем стареют. Если поставщик предлагает состаренный пруток, при тех же требованиях к детали его сложнее обрабатывать, а преимущество предсказуемой усадки теряется.
Обработка
- резание: в отожженном состоянии обрабатываемость сопоставима со сталью 4340 той же твердости; после старения выбор инструмента и режимов становится критичным;
- сварка и ремонт: свариваемость хорошая, инструмент из C250 поддается ремонтной сварке и повторной термообработке;
- работа при нагреве: низкий коэффициент теплового расширения уменьшает образование трещин разгара на пресс-формах;
- коррозия: стойкость к питтингу и коррозии выше, чем у обычных инструментальных сталей, но для работы во влажной среде деталь, как правило, нужно защищать.
Применение стали C250
Типовые изделия:
- инструмент: пресс-формы для литья под давлением с большим ресурсом, стержни пресс-форм, инструмент для прессования;
- машиностроение: высокопрочные валы, шестерни, крепеж;
- приводы и упругие элементы: исполнительные механизмы, упругие шарниры;
- авиация: элементы шасси;
- испытательная техника: модели для аэродинамических труб.
Чтобы узнать цену на сталь C250, укажите вид проката, размеры и объем заказа в форме по кнопке, в чате сайта, мессенджере и или электронном письме.
