马氏体时效钢的热处理工艺参数

2026年10月12日 14:56 来源：江苏九铭特钢有限公司

马氏体时效钢（18Ni系）热处理工艺

核心特点：超低碳，不靠碳淬火硬化；强度来自时效析出金属间化合物（Ni₃Ti、Ni₃Mo 等）。标准流程：固溶处理 →（可选深冷）→ 精加工 → 时效硬化。

目的：把 Ti、Mo 等合金元素溶入奥氏体，冷却后得到低硬度板条马氏体，便于机加工。

温度过高晶粒粗大；温度不足，析出相溶不干净，时效强度上不去。

用途：固溶空冷到室温后做，用于减少残余奥氏体，提升强度与尺寸稳定性。多用于 18Ni300 / 350 等高牌号、厚截面件、精密模具 / 航空件；薄板小件一般可省略。

• -180 ℃ 液氮保温 2～6 h

• 取出回升到室温

加工顺序关键点：固溶后先精加工，再做时效；时效变形极小（约 0.001 in/in 收缩）。

• 冷却：时效保温结束空冷即可，冷却速率影响很小。

• 原理：马氏体基体析出纳米级 Ni₃Mo、Ni₃Ti 金属间化合物，钉扎位错，强度大幅提升。

• 风险：>520 ℃ 容易过时效，析出相粗化，强度明显下降；时效温度偏低则析出不足，强度达不到指标。

原材料 → 固溶 830 ℃ 保温 → 空冷至室温 →（可选液氮深冷）→ 精加工/成型 → 真空/空气炉时效（480～510 ℃）→ 空冷 → 成品

固溶冷却后、时效前，做冷变形（马氏体形变），增加位错密度，时效强度再提高约 200 MPa，用于超高强度需求件。

1. 固溶是为获得软的马氏体基体方便加工；时效才是硬化工序，和普通碳钢淬火回火逻辑相反。

2. 时效尽量真空炉，防止表面氧化脱合金；空气炉需保护气氛。

3. 顺序不能颠倒：不能先时效再精加工，时效后硬度很难切削。

4. 厚大截面适当延长保温，保证心部组织均匀，避免残余奥氏体。

|（注：部分内容由豆包工作 AI 生成）

马氏体时效钢热处理工艺.png

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