超高强度马氏体时效钢研究进展

徐东东，陈旸，许昊，徐驰，卜春成，郑功

（先进金属与金属间化合物材料技术工业和信息化部重点实验室 材料评价与设计教育部工程研究中心 南京理工大学，南京 210094）

2020 年我国粗钢产量为10.35 亿t，超过全球粗钢产量的一半，是名副其实的钢铁大国，但品种不够齐全，结构不太合理，部分优质高性能特种钢仍依赖进口。马氏体时效钢是一类特殊的超高强度钢，以无碳或者超低碳的铁镍马氏体为基，通过时效处理，在板条马氏体基体中析出细小弥散的金属间化合物来实现超高强度[1—2]。马氏体时效钢具有强度高、塑韧性好、热处理简单、焊接及冷热加工性优异等特点，已在航空航天、机械制造、精密模具、原子能和军事等领域获得了广泛应用[3—5]。

文中将简述马氏体时效钢的发展历史，从成分、组织结构、力学性能等方面综述马氏体时效钢的研究现状，并对其未来的发展提出建议。

1 发展历程

马氏体时效钢的研究始于20 世纪60 年代初期，由国际镍公司（International nickel company，INCO）的Decker 等开发[2]，他们发现在Fe-Ni 马氏体基体中调整Co，Mo，Ti 含量能使钢的屈服强度达到1400，1700，2000 MPa 等不同级别，并分别给这些钢命名为18Ni（200），18Ni（250），18Ni（300），统称18Ni系马氏体时效钢[4]，并首次将18Ni（200）和18Ni（250）应用于火箭发动机壳体[5]。

20 世纪60 年代后期，INCO 和钨钒高速工具钢公司（Vanadium alloy steel company，Vasco）共同研制出屈服强度达到2400 MPa 级别的18Ni（350），同时探索了2800 MPa 和3500 MPa 级别的18Ni（400）和18Ni（500）马氏体时效钢，后两种钢强度虽高但韧性极低，且生产过程复杂，没有得到实际应用[4—5]。与此同时，苏联、日本、德国等也开始研究马氏体时效钢[6—7]。……