馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)時效(xiao)鋼(gang)是一(yi)種以超(chao)低碳馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)為基體(ti)，通(tong)過時效(xiao)產生金屬間化合物沉(chen)淀硬化的(de)超(chao)高(gao)強度(du)(du)鋼(gang)。與傳統的(de)高(gao)強度(du)(du)鋼(gang)不同，它不是用碳而是靠金屬間化合物的(de)彌散析出來強化，這(zhe)使(shi)其(qi)具有(you)一(yi)個突出的(de)優點(dian)：熱(re)處(chu)理工藝(yi)簡單方便(bian)，這(zhe)是由于馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉變不受冷(leng)卻速度(du)(du)的(de)影響(xiang)，不會(hui)出現像淬火回火鋼(gang)中(zhong)常出現的(de)淬透性(xing)(xing)問題，熱(re)處(chu)理變形小，加(jia)工性(xing)(xing)能及焊接性(xing)(xing)能都很好。
馬氏體時效鋼的(de)(de)(de)(de)顯(xian)著特(te)點是(shi)在超高(gao)強度(du)(du)(du)下(xia)仍具有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)和(he)優異的(de)(de)(de)(de)斷裂韌性(xing)，這(zhe)使它(ta)不僅可(ke)以取代(dai)傳統的(de)(de)(de)(de)高(gao)強度(du)(du)(du)鋼，而(er)且在一(yi)些(xie)重要領(ling)域內獲(huo)得(de)別的(de)(de)(de)(de)材料難(nan)以替(ti)代(dai)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)。如可(ke)用(yong)于制備火箭與導彈的(de)(de)(de)(de)薄(bo)(bo)殼(ke)，在保(bao)持滿足應用(yong)要求的(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)前提下(xia)提高(gao)有效載(zai)荷(he)；它(ta)具有非常穩定的(de)(de)(de)(de)組織性(xing)能，即使在溫(wen)度(du)(du)(du)過(guo)(guo)高(gao)而(er)發生過(guo)(guo)時效后，軟化過(guo)(guo)程(cheng)也非常緩慢。這(zhe)些(xie)合金在相當高(gao)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)溫(wen)度(du)(du)(du)下(xia)仍保(bao)持良好(hao)的(de)(de)(de)(de)性(xing)能，最高(gao)工作(zuo)溫(wen)度(du)(du)(du)超過(guo)(guo)400℃。這(zhe)可(ke)以保(bao)證火箭或(huo)彈頭外薄(bo)(bo)殼(ke)在飛行的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)中保(bao)持良好(hao)的(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)。
馬(ma)(ma)氏(shi)體時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)鋼的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)工(gong)藝是固溶(rong)(rong)(rong)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)、相(xiang)變強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)、時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)等因(yin)素綜合(he)(he)作(zuo)用的(de)(de)(de)結果。固溶(rong)(rong)(rong)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)使(shi)馬(ma)(ma)氏(shi)體時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)鋼的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)提(ti)高100~250 MPa，貢獻較小(xiao)。但通過固溶(rong)(rong)(rong)處理可以消(xiao)除鍛軋的(de)(de)(de)殘余(yu)應力(li)和(he)成分偏析，同時(shi)(shi)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)沉淀相(xiang)，為(wei)隨(sui)后的(de)(de)(de)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)打(da)下基(ji)礎(chu)。相(xiang)變強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)，即組織(zhi)發(fa)生(sheng)奧氏(shi)體向馬(ma)(ma)氏(shi)體的(de)(de)(de)轉變時(shi)(shi)所發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)硬化(hua)(hua)(hua)，可使(shi)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)提(ti)高500~600MPa，相(xiang)變得(de)到(dao)的(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體組織(zhi)中具有極(ji)高密度(du)的(de)(de)(de)位錯(cuo)亞結構(gou)，是提(ti)高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)原因(yin)，同時(shi)(shi)也為(wei)隨(sui)后的(de)(de)(de)沉淀強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)創造了(le)有利條件。時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)是提(ti)高馬(ma)(ma)氏(shi)體時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)鋼強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)最(zui)主(zhu)(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)手段，可使(shi)其強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)提(ti)高約(yue)1100 MPa。在(zai)熱處理過程中通過Co，Mo，Ti等合(he)(he)金(jin)元素從過飽和(he)固溶(rong)(rong)(rong)體(馬(ma)(ma)氏(shi)體)中析出金(jin)屬(shu)間化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)作(zuo)為(wei)第二相(xiang)質點來實現強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)韌化(hua)(hua)(hua)。在(zai)時(shi)(shi)效(xiao)(xiao)過程中，在(zai)晶界、相(xiang)界及位錯(cuo)線等缺陷(xian)處析出細小(xiao)彌散的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)間化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)。
特別應該指出的(de)是，細(xi)晶強化(hua)是一種對馬氏體時效(xiao)鋼(gang)既能(neng)(neng)提高強度又能(neng)(neng)改善(shan)韌性的(de)強化(hua)方法。在晶粒(li)細(xi)化(hua)的(de)方式上，主要有循環相變(bian)細(xi)化(hua)工藝和(he)形變(bian)熱處理工藝。
循環(huan)(huan)相(xiang)變熱(re)處理(li)(li)工藝是(shi)將奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)轉變產物反復(fu)加熱(re)、重結晶(jing)(jing)、奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)化(hua)、循環(huan)(huan)相(xiang)變，使奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)晶(jing)(jing)粒(li)充分細(xi)(xi)化(hua)，進而轉變得到(dao)細(xi)(xi)小(xiao)的板(ban)條馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組織，從而提高(gao)強度(du)、塑性和(he)韌性。例如，對(dui)3J33馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)時效(xiao)鋼進行4次循環(huan)(huan)熱(re)處理(li)(li)后(hou)，晶(jing)(jing)粒(li)尺(chi)寸由220μm減小(xiao)到(dao)15μm左(zuo)右，形成細(xi)(xi)小(xiao)的馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組織。實(shi)驗(yan)證(zheng)明(ming)，在(zai)相(xiang)同的時效(xiao)規程下，將高(gao)溫固(gu)溶(rong)+時效(xiao)處理(li)(li)的合金與經過高(gao)溫固(gu)溶(rong)+變溫循環(huan)(huan)相(xiang)變+時效(xiao)處理(li)(li)的合金進行性能比(bi)較(jiao)，后(hou)者的力學特性明(ming)顯優于前者。
馬氏體形變處(chu)理可在固溶(rong)和時效處(chu)理之間進行(xing)，也可在固溶(rong)處(chu)理之前進行(xing)，前者(zhe)增加了位錯密度，后者(zhe)能細化奧氏體晶粒(li)。據報道，對(dui)18Ni7Co5Mo0.1Ti進行(xing)90％冷軋(ya)變形再(zai)時效處(chu)理可使屈服強度提高約547 MPa，同(tong)時保(bao)持材料的(de)韌塑性。