18Ni300(C-300)马氏体时效钢以“18Ni300”标识频繁出现在航空、模具与高强构件选材讨论中。材料技术参数概况:化学成分典型范围(质量分数)为Ni≈17–19%、Co≈8–12%、Mo≈4.5–5.5%、Ti≈0.2–1.2%、C≤0.03%,其余为Fe与微量杂质;力学指标按热处理状态不同变化明显,时效后抗拉强度可达约2000–2100 MPa(≈290–305 ksi),屈服强度在约1700–1850 MPa区间,伸长率常见范围为4–12%,伸长率受时效温度/时间与微观析出相分布影响大。常规热处理路线为固溶处理(820–860°C)后空冷形成马氏体,再在480–520°C时效2–6小时以获得析出强化。拉伸与伸长率检测建议采用ASTM E8等拉伸试验标准,材料牌号与工艺要求常参考AMS系列规范(如AMS对18Ni类马氏体时效钢的规定作为对照)。
组织与伸长率关系:18Ni300在固溶后为低碳马氏体,时效过程中产生细小的富Ni/富Ti、富Mo等金属间化合物或簇状析出相,析出相尺寸与体积分数上升带来强度显著提升但相对降低延展性。伸长率与析出相尺寸、位错密度、残余奥氏体比例呈负相关;控制时效温度偏低促成细小均匀析出体可在较好保持伸长率的同时提高强度。材料微观评价建议结合透射电镜或小角散射等手段定量析出相。
材料选型常见误区:误区一,单凭高强度指标替代整体疲劳/断裂寿命评估;误区二,忽视时效工艺对伸长率的敏感性,直接用牌号数据板材指标外推到实件;误区三,将18Ni300与工具钢或不锈钢按相同热处理逻辑对待,导致加工或焊接后力学性能严重偏离设计预期。采购决策中还常被金属基价导向误导:以LME镍价为唯一价格信号忽略钴、钼等合金元素在成本中占比;国内行情如上海有色网给出局部现货波动,应结合整体合金篮子判断性价比。
技术争议点:增材制造(AM)制备18Ni300是否能替代传统锻件始终存在争议。一方面,AM带来近净成形与复杂结构自由度;另一方面,快速冷却导致的高位错与残余奥氏体、以及均匀时效响应的不确定性,可能需要专门的粉末化学与后处理工艺来恢复伸长率与疲劳性能,相关标准与一致性验证仍在讨论中。
应用建议要点:根据零件的变形加工、焊接需求与疲劳/冲击性能目标,选定合适的固溶+时效工艺窗口并做小批验证;拉伸与冲击试验按ASTM/AMS与相应国标体系双向比对,确保伸长率与疲劳裂纹扩展性能满足设计寿命。18Ni300在高强-中等韧性需求场景表现突出,但对工艺敏感性要求严格的质量控制与微观检验配套不可少。



