本发明涉及一种高强度合金，特别是一种不含钴的马氏体时效钢，是通过金属间化合物在低碳的铁镍合金马氏体中沉淀强化获得高强度，高韧性的一种时效钢，它既可以作为超高强度结构材料使用，也可以作为工具、模具材料。 目前，国际上普遍使用18Ni型马氏体时效钢，包括从18Ni200到18Ni350五个强度级别不同的系列，这组钢在所有马氏体时效钢中具有最优越的性能。表1和表2列出18Ni250和18Ni280马氏体时效钢的化学成份和机械性能。
表1 化学成份（重量%）
表2 机械性能
状态 固溶状态 时效状态
钢种 18Ni250 18Ni280 18Ni250 18Ni280
熔炼 空气 真空 空气 真空
品种 棒材 棒材 棒材 棒材
热处理 820℃空冷 820℃空冷+480℃
3小时时效
拉 σbMN/m2980 1050 1800 2000
伸 σ0.2MN/m2665 720 1750 1960
性 δ4% 17 18 12 11
能 φ % 75 72 55 50
硬度 HRc 50～52 53～55
冲击性能VNft-lb 22 20
18Ni型马氏体时效钢在国外广泛用作导弹壳体，飞机结构件，火炮弹簧，水力蛇形管以及各种传动件、连接件、冲头和模具等。在我国除少数军工产品外，很少使用这类材料，其主要原因是含有7～9%Co，价格昂贵。
目前，不含钴的马氏体时效钢还未有达到18Ni型含钴马氏体时效钢综合性能的。如日本专利JP60-009857和JP60-03646A只是硬度较高，固溶状态HRc为30-32，时效状态HRc为51-52，用作精密模具，不能做结构件材料。苏联专利Su 916578含有稀土铈，只是σb较高，达到1666-1803MN/m2是适用700℃的高温钢种。
本发明的目的在于提供一种可以与含7～9%Co的18Ni型马氏体时效钢（18NiMaraging Steel）的基本力学性能媲美不含钴的马氏体时效钢，其生产工艺与18Ni型类同，可以用作高强度结构件，轻合金加工模具及一切使用18Ni型马氏体时效钢的场合。
本发明提供了一种不含钴的马氏体时效钢，其特征化学成份为C≤0.02%，Mn≤0.1%，Si≤0.1%，S≤0.02%，P≤0.02%，14-17%Ni，6-7.3%Mo，0.8-1.3%Ti，0.05-0.2%Al，余量为Fe。优先选择成份为14.8-15.3%Ni，6.6-7%Mo，0.9-1.15%Ti。（均为重量百分比）。热处理工艺为：固溶处理温度为850-1100℃，保温时间视截面厚度而定，最短不得少于30分钟。时效温度为480°-550℃，时效时间2-4小时。具有特征化学成份的合金热处理后抗拉强度σb为1670-2110MN/m2。硬度HRc为50-56，延伸率δ5为9-12%，面缩率φ为35-55%。达到了18Ni型钢的性能。
本发明具有18Ni型钢的低加工硬化系数，高加工延性;热处理变形小，不脱碳，渗透性强;可焊性好，时效后抛光性好等优点。由于不含钴，成本大幅度下降，若以真空冶炼100公斤的钢锭计算，每炉钢的成本将从2200多元下降到1350元，几乎下降一半，同时节省了稀缺而昂贵的钴。
实施例：
按表3所示的化学成份制备本发明的合金A、B、C。在真空感应炉中熔炼并铸成10公斤的钢锭。在1150°-1180℃加热后锻造，锻后空气冷却，在980°-1100℃的温度下固溶处理，加工成试样，经500°-550℃时效处理，再磨加工，进行常规机械性能测试，其结果见表4。
表3
合金 化学成份（重量%）
种类 Ni Mo Ti Al Mn Si P S C Fe
A 14.7 6.04 0.9 0.2 0.085 0.05 0.01 0.014 0.019 余量
B 15.1 6.7 1.14 0.05 0.09 0.1 0.012 0.009 0.018 余量
C 15.2 6.1 1.19 0.12 0.1 0.1 0.015 0.018 0.02 余量
表4