钢的主要用途示意图
示意图(钢的主要用途)

18% 镍马氏体时效钢 300 级

ISO P(钢)

马氏体时效钢(Co 强化型 18Ni)。250 级为 UNS K92890。编号为 UNS K93120。相关标准为 AMS 6514(棒材、锻件)、MIL-S-46850。250 级为 AMS 6512。ASTM A579/A579M(Grade 71~75 为马氏体时效钢)已于 2024 年废止。

🌐JIS 及国外对应牌号

“相近”是指化学成分或力学性能并不完全相同的材料。替换使用时,请核对各标准中的规定值。

标准牌号编号关系可信度
UNS18% 镍马氏体时效钢 300 级UNS K93120―
JIS——一手资料中未能确认
DIN/EN(航空用 WL)WL 1.6354约 0.01C-18Ni-9Co-5Mo-0.7Ti,棒材、锻件1.6354相近多份资料一致[2][8][7]
GB——一手资料中未能确认
各对应牌号的差异(资料记载)
  • JIS :未找到 JIS 中的马氏体时效钢钢种。日本国内以工具钢厂商的商品名流通,但不把商标名当作牌号使用
  • DIN/EN(航空用 WL) WL 1.6354:Böhler V300 标示材料编号 1.6354(SEL)。DIN Media 上有航空用材料标准 WL 1.6354(1981-03)的页面,标题中的名义成分接近 300 级。EN 代号 X2NiCoMoTi18-9-5 仅见于增材制造用粉末厂商的资料,未在一手资料中确认。250 级方面,Böhler V250 标示为 1.6359/X2NiCoMo18-8-5(EN)(仅 1 家)
  • GB :未在一手资料中找到中国方面的对应牌号

📄相关标准(AMS、ASTM 等)

订单和图纸中会指定的标准。AMS 是 SAE 的航空航天材料标准,按产品形态(棒材、板材、锻件)、熔炼方法和热处理分别编号。标准正文需付费,因此这里只列出在标准组织公开页面上确认过的标题和适用范围。

标准内容可信度
AMS 6514300 级的棒材、锻件、管材、环件(直径至 254mm)。航空用优质级,自耗电极真空重熔,以退火(固溶处理)状态交货。在 SAE Mobilus 上确认修订代号为 LSteel, Maraging, Bars, Forgings, Mechanical Tubing, Rings, and Forging Stock, 18.5Ni - 9.0Co - 4.9Mo - 0.65Ti - 0.10Al (Maraging 300), Premium Aircraft Quality, Consumable Electrode Vacuum Remelted, Annealed多份资料一致[9]
AMS 6512250 级的棒材、锻件、管材、环件(直径至 254mm)。航空用优质级,自耗电极真空熔炼,退火状态。确认修订代号为 JSteel, Maraging, Bars, Forgings, Mechanical Tubing, Rings, and Forging Stock 18Ni - 7.8Co - 4.9Mo - 0.40Ti - 0.10Al Consumable Electrode Vacuum Melted, Annealed多份资料一致[10]
AMS 6521300 级的板材、带材、厚板,固溶处理状态。SAE Mobilus 修订 C 的页面上写有“Cancelled September 2005”(已废止)。Carpenter 仍将其标示为 NiMark 250 的对应标准Steel Sheet, Strip, and Plate, Maraging, 18.5Ni - 9.0Co - 4.9Mo - 0.65Ti - 0.10Al, Consumable Electrode Melted, Solution Heat Treated单一资料·仅供参考[11]
ASTM A579/A579M用于屈服强度超过 965 MPa 的高应力结构件的锻件。马氏体时效钢为 Grade 71~75。A579/A579M-20 是最后一版,已于 2024 年废止Standard Specification for Superstrength Alloy Steel Forgings (Withdrawn 2024)多份资料一致[12]
MIL-S-46850美军的马氏体时效钢标准。Liberty 标示为修订 D(MIL-S-46850D),Carpenter 将其标示为 NiMark 250、300 的对应标准。其当前有效性和标题未能在政府公开页面上确认单一资料·仅供参考[3][1]

ASTM 标准一览见 ASTM 标准速查表。

✈在航空器上的主要用途(资料记载)

⚗化学成分(质量分数 %)

各标准的范围不同,因此按标准分列显示(颜色较深的数字表示多份资料一致,颜色较浅的数字表示仅有一份资料)。

元素标准 ①标准 ②
C≤0.03[2][3]—
Si≤0.1[2][3]—
Mn≤0.1[2][3]—
P≤0.01[2][3]—
S≤0.01[2][3]—
Ni18 〜 19[2][3]17 〜 19[7]
Co8.5 〜 9.5[2][3]7.0 〜 8.5[7]
Mo4.6 〜 5.2[2][3]4.6 〜 5.2[7]
Ti0.5 〜 0.8[2][3]0.3 〜 0.6[7]
Al0.05 〜 0.15[2][3]0.05 〜 0.15[7]
Cr≤0.5[2]—
Cu≤0.5[2]—
B≤0.004[2]—
Ca≤0.05[2]—
Zr≤0.02[2]—
  1. 标准 ① 与 AMS 6514 相关(Böhler V300 的表)和 MIL-S-46850D(Liberty 的表)。两份资料数值相同
  2. 标准 ② 与 BS S 162 相关(Böhler V250 的表)。AMS 6512 的范围未确认

⚖密度

8 g/cm³

单一资料·仅供参考[6]

ATI 的 C-250、C-300 均为 0.289 lb/in³(8.0 g/cc)。在第二家厂商的资料中未能确认

用此材料计算重量 →

💪力学性能

“参考值”并非标准的规定值,而是厂商资料等中记载的数值。

状态抗拉强度 MPa屈服强度 MPa伸长率 %硬度数值类型
固溶处理(交货状态)103475818HRC 32典型值(ATI C-300 的 Nominal Annealed Properties。将 150 ksi/110 ksi 换算为 MPa)
单一资料·仅供参考[6]
固溶处理+时效≥1931—≥5HRC ≥52规定值(Liberty 作为 MIL-S-46850D 中 Maraging 300 的限值刊载。抗拉强度 280,000 psi 以上换算为 MPa)
单一资料·仅供参考[3]
固溶处理+时效(AMS 6514 适用材料)—≥1862——标准设想值(Böhler V300 的产品说明:一直用于无需淬火即可整体硬化到最小屈服强度 270 ksi(1862 MPa)的零件)。Carpenter 也写明 482℃ 时效后屈服强度超过 270 ksi
单一资料·仅供参考[2][1]
固溶处理+时效(小直径棒)2027200011HRC 50〜55典型值(ATI C-300 的 Figure 1。已换算 294,000/290,000 psi。夏比 V 型缺口冲击功为 17 ft-lb(约 23 J),因未注明试样截面积,未换算为 J/cm²)
单一资料·仅供参考[6]
固溶处理+时效(小直径棒)1793175811HRC 48〜52典型值(ATI C-250 的 Figure 1。已换算 260,000/255,000 psi。夏比冲击功 20 ft-lb)。Böhler V250 说明其一直用于最小屈服强度 247 ksi(1700 MPa)的零件
单一资料·仅供参考[6][7]

📊图示

化学成分的标准范围(质量分数 %)

01020%刻度Ni18 〜 19Co8.5 〜 9.5Mo4.6 〜 5.200.40.8%刻度Si≤0.1Mn≤0.1Ti0.5 〜 0.8Al0.05 〜 0.15Cr≤0.5Cu≤0.500.0250.05%刻度C≤0.03P≤0.01S≤0.01Ca≤0.05Zr≤0.0200.0020.004%刻度B≤0.004范围(下限–上限)仅有上限(从 0 起)仅有下限(以上)
各元素含量的数量级相差很大,因此分成了刻度不同的几段(每段上方的数字为该段刻度,请勿跨段比较条形长度)。所绘标准:表中标准①(与 AMS 6514 相关(Böhler V300 的表)和 MIL-S-46850D(Liberty 的表)。两份资料数值相同),300 级。

抗拉强度在全部 62 种材料中处于什么位置

0500100015002000PE-UHMW:19 MPaPTFE:32.4 MPaPP:34 MPaPOM(共聚物)。板棒材厂商标为 POM-C:66–67 MPaPC:69 MPaPOM(均聚物)。板棒材厂商标为 POM-H:78–79 MPaPMMA:80 MPaPA6(浇铸型,MC 尼龙):88 MPaPA66:90 MPaPL-PEM(纸基)/PL-FLE(布基、细布):100–150 MPaPEEK(未填充):115–116 MPaFC250:≥250 MPaA5052:262 MPaC1100:≥275 MPaA6061:平均 324.9 MPaA2618:390–430 MPaSS400:400-510 MPaA2017:427 MPaFCD450-10:≥450 MPaC3604:460 MPaA2219:469 MPaA2014:483 MPaC2801:483 MPa纯钛 Grade 2:485 MPaA2024:496 MPaAlloy 400:517–620 MPaA7475:≥517 MPaSUS303:≥520 MPaSUS304:≥520 MPaSUS316:≥520 MPaA7050:≥531 MPaAlloy 600:550–690 MPaA7075:590 MPaS45C:≥690 MPaC95400:724 MPaS50C:≥740 MPaSUS420J2:≥740 MPaC17510:760–970 MPaUNS N06002:793 MPaC63000:814 MPaAlloy 625:827–1034 MPaTi-3Al-2.5V:≥862 MPaSCM435:≥930 MPaA286:≥965 MPaSCM440:≥980 MPaTi-6Al-2Sn-4Zr-2Mo:≥1035 MPaTi-5Al-5Mo-5V-3Cr:1100 MPaTi-6Al-4V:≥1137 MPaC72900:≥1140 MPa4130:≥1241 MPaTi-10V-2Fe-3Al:≥1241 MPaAlloy 718:≥1275 MPa9310:1289 MPaUNS N07001:1304 MPaC17200:1310–1520 MPa17-4PH:1340 MPa15-5PH:1340 MPaPH13-8Mo:≥1517 MPa17-7PH:≥1655 MPa4340:1905 MPa300M:1972–1986 MPa18% 镍马氏体时效钢 300 级:2027 MPa18% 镍马氏体时效钢 300 级 2027 MPa
单位为 MPa。圆点为各材料表中抗拉强度最高状态的值(规定下限值与典型值混合在一起。以范围表示的数值取下限)。18% 镍马氏体时效钢 300 级取“固溶处理+时效(小直径棒)”的值。

🔧切削加工性与加工注意事项(资料记载)

📚出处

按数值逐一用编号标示的一手资料(厂商、行业协会、标准组织的公开资料)。

  1. carpentertechnology.com https://www.carpentertechnology.com/alloy-finder/nimark-300-m300
  2. bohler-edelstahl.com https://www.bohler-edelstahl.com/app/uploads/sites/248/productdb/api/v300_en_gb.pdf
  3. libertysteelgroup.com https://libertysteelgroup.com/uk/wp-content/uploads/sites/2/2021/01/Aerospace-Maraging-300…
  4. carpentertechnology.com https://www.carpentertechnology.com/alloy-finder/nimark-250
  5. sandvik.coromant.com https://www.sandvik.coromant.com/en-us/knowledge/materials/workpiece-materials
  6. atimaterials.com https://atimaterials.com/Products/Documents/datasheets/stainless-specialty-steel/specialty…
  7. bohler-edelstahl.com https://www.bohler-edelstahl.com/app/uploads/sites/248/productdb/api/v250_en_gb.pdf
  8. dinmedia.de https://www.dinmedia.de/en/standard/wl-1-6354/900038
  9. saemobilus.sae.org https://saemobilus.sae.org/content/ams6514l/
  10. saemobilus.sae.org https://saemobilus.sae.org/content/ams6512j/
  11. saemobilus.sae.org https://saemobilus.sae.org/content/ams6521c/
  12. store.astm.org https://store.astm.org/a0579_a0579m-20.html

其他材料

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Ti-6Al-4V

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Ti-3Al-2.5V

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Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo

钛及钛合金

Ti-10V-2Fe-3Al

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Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr

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