18Ni350(C-350)马氏体时效钢是一类以高镍为基、通过固溶+时效获得超高强度的合金。18Ni350在成分上以Ni≈17–19%为主,Co约8–10%,Mo约4–5%,Ti 0.1–0.6%,C、Si、P、S极低(C≤0.03%),这种成分体系决定了18Ni350马氏体时效钢在热处理后能达到接近350ksi(约2400MPa)级别的抗拉强度,同时保持可控的断后伸长和冲击性能。典型技术参数:经固溶(820–860°C,油/风冷)+时效(480–520°C,3–7h)后,抗拉强度2000–2500MPa,屈服强度1700–2200MPa,伸长2–8%,洛氏硬度HRC45–55;退火态便于机加工和成形。检验与试验可参照ASTM E8(拉伸试验)与GB/T 228.1(室温拉伸试验)两套标准比对,设计与选材时也可参考AMS系列关于时效钢的工艺规范与性能数据。
材料选型时常见误区有三点:一是将18Ni350马氏体时效钢作为耐蚀材料直接使用,忽略其Cr含量低、耐腐蚀性差,需要表面处理或选用合金化方案;二是误以为高强度等同于高塑性,实际时效后塑性有限,对疲劳裂纹敏感,需要根据使用载荷和加工应力做疲劳设计或后处理;三是不按规定热处理流程选材或焊接后不做后时效,导致强度达不到标称且断口性能不稳定。针对焊接,18Ni350可焊但焊缝区域需进行再时效以恢复力学性能。
一个持续的技术争议点在于:为追求更高强度是通过提高Co、Mo含量并优化时效路线,还是通过微合金化+多阶时效来平衡强度与断裂韧性?前者成本和材料回收问题突出,后者工艺复杂且对尺寸稳定性要求高。对此,基于成本、可加工性与服役环境需要做权衡。
市场层面,合金成本受镍、钴、钼等原料影响,LME镍价与国际钴价波动会直接推高18Ni350的材料成本;国内参考上海有色网的镍、钴、钼行情可用于采购价格评估与成本预判。选型建议:当需求以极限强度与尺寸稳定为主且配套热处理可保证时,18Ni350马氏体时效钢是个合理选择;若服役环境有强腐蚀或要求较高延展性,则需考虑表面防护或其它合金体系替代。



