3GPa超高强度马氏体时效钢组织性能

耿如明1,崔永恩1,2,吴冰3,李岩3,王春旭1,厉勇1 （1．钢铁研究总院有限公司 特殊钢研究院；2．燕山大学 先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室；3．中国空间技术研究院）

摘要：航空航天系统的小型化、轻量化发展趋势对动力轴材料的强塑性提出了更高的要求。为了开发3 GPa级的马氏体时效钢，设计一种高Co、Ni、Mo的马氏体时效钢，其成分为14Ni-15Co-9Mo-0.86Ti-0.35Al-Fe。通过锻比大于10 的高温大塑性变形尽可能细化晶粒，并结合预拉伸变形及深冷+时效的热处理工艺调控，实验钢抗拉强度达到3.076 GPa，断后伸长率5.5%，表现出了优异的强塑性。通过对其显微组织进行分析表征，发现其基体组织为高位错密度的板条马氏体结构，平均晶粒尺寸为0.47μm。透射电镜及3DAP结果表明，基体中分布着大量的Ni3（Mo,Ti），析出相平均直径为6～7nm。析出强化、细晶强化及位错强化是其主要的强化机制，保证了合金超过3 GPa的超高强度，同时极细的亚微米级晶粒保证了材料良好的塑性。

关键词：马氏体时效钢；3 GPa 级超高强度钢；析出相；强化机制