Stal nierdzewna martenzytyczna

Rodzaje stali nierdzewnej martenzytycznej

Zastosowanie stali nierdzewnej martenzytycznej

Proces produkcji stali nierdzewnej martenzytycznej

Stal nierdzewna martenzytyczna charakteryzuje się wysoką hartownością i może być utwardzana przez chłodzenie powietrzem. Dlatego należy podjąć środki zapobiegawcze w przypadku stali martenzytycznej kutej na zimno, zwłaszcza w przypadku stali wysokowęglowej. Stal martenzytyczną należy zazwyczaj izolować lub powoli i równomiernie chłodzić w piecu do temperatury 593 stopni Celsjusza. Pęknięcia powstają, jeśli woda jest rozpylana bezpośrednio na odkuwkę, tak jak dzieje się to podczas chłodzenia matrycy. Zasadniczo odkuwki ze stali nierdzewnej martenzytycznej są odpuszczane po kuciu w celu zmniejszenia twardości stali, tak aby można ją było obrabiać.

Wybierz stal nierdzewną martenzytyczną, aby najwyższa temperatura kucia była niższa od temperatury produkcji, w przeciwnym razie łatwo o pęknięcia. Zwykle formuje się ją w temperaturach od 1093 do 1260 stopni. Należy zachować szczególną ostrożność, aby nie przekroczyć tej temperatury podczas kucia, aby uniknąć lokalnego przegrzania spowodowanego szybkim ruchem metalu. Ponadto dekarbonizacja powierzchni sprzyja tworzeniu się ferrytu, dlatego należy ją ograniczać.

Wraz ze wzrostem zawartości chromu, temperatura powstawania ferrytu spada, a niewielka ilość ferrytu znacznie zmniejsza jego ciągliwość. Gdy zawartość ferrytu wzrasta do ponad 15%, kowalność stopniowo wzrasta, aż do całkowitego przekształcenia się tkanki w ferryt. Końcowa temperatura kucia podlega przemianie alotropowej (przemiana alotropowa rozpoczyna się około 816 stopni C), a stal zwykle zatrzymuje się na 927 stopniach C, ponieważ trudno ją formować, gdy temperatura jest zbyt niska.

Dodanie siarki lub antymonu do stali Y12CRL3(416) może poprawić jej obrabialność, ale pierwiastki te mogą powodować problemy z kuciem, zwłaszcza jeśli tworzą strukturę powierzchniową w postaci płytki. Jednak poprzez dostosowanie temperatury kucia i procesu można je wyeliminować. Jeśli doda się siarkę, takich pęknięć nie da się wyeliminować. Z tego punktu widzenia lepiej jest dodać selen.

Stal nierdzewna martenzytyczna powinna zapobiegać tworzeniu się ferrytu S w procesie kucia, ponieważ pojawienie się ferrytu doprowadzi do pęknięć w procesie kucia. Ponadto należy unikać przegrzania spowodowanego przez odkuwki ze stali nierdzewnej. Odwęglenie odkuwek podczas ogrzewania głównie sprzyja tworzeniu się ferrytu, więc odwęglenie powierzchni odkuwek jest zminimalizowane. Nie ma specjalnych wymagań dotyczących ostatecznego odkształcenia ogniowego stali nierdzewnej martenzytycznej. Ta stal łatwo pęka po kuciu. Powodem jest to, że po chłodzeniu powietrzem występuje struktura martenzytu i węglika, a naprężenia wewnętrzne są duże. Dlatego po schłodzeniu odkuwki należy przeprowadzać ją powoli, zwykle w piaskownicy lub żużlu o temperaturze 200 stopni, a po wyjęciu odkuwki należy przeprowadzić wyżarzanie izotermiczne, aby zapobiec pękaniu.

Stal nierdzewna martenzytyczna, szczególnie typu crl3, jest niedroga, szeroko stosowana w środowiskach korozyjnych (takich jak para wodna) i wymaga wyższych właściwości mechanicznych. Stal 12crl3 to półmartenzytyczna stal nierdzewna posiadająca oprócz struktury martenzytycznej strukturę ferrytyczną.

Jakie są właściwości mechaniczne stali nierdzewnej martenzytycznej

Twardość
Stal nierdzewna martenzytyczna jest znana ze swojej wysokiej twardości, która jest miarą jej odporności na wgniecenia lub zarysowania. Twardość tej stali zmienia się w zależności od konkretnego gatunku i zastosowanego procesu obróbki cieplnej. Ogólnie rzecz biorąc, stal nierdzewna martenzytyczna ma twardość 400-600 hv, wyższą niż stal nierdzewna austenityczna i ferrytyczna. Ta wysoka twardość sprawia, że ​​stal ta idealnie nadaje się do zastosowań wymagających krytycznej odporności na zużycie i trwałości, takich jak produkcja narzędzi i sztućców.

Wytrzymałość na rozciąganie
Wytrzymałość na rozciąganie to maksymalne naprężenie, jakie materiał może wytrzymać, zanim dojrzeje na stałe. Stal nierdzewna martenzytyczna ma wysoką wytrzymałość na rozciąganie, zwykle od 800 do 2000 mpa, w zależności od konkretnego gatunku i procesu obróbki cieplnej. Ta wysoka wytrzymałość na rozciąganie sprawia, że ​​nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej wytrzymałości i trwałości, takich jak przemysł lotniczy i motoryzacyjny.

Wytrzymałość na rozciąganie
Granica plastyczności to naprężenie, przy którym materiał zaczyna się trwale odkształcać. Stal nierdzewna martenzytyczna ma wysoką granicę plastyczności, zwykle od 500 do 1900 mpa, w zależności od konkretnego gatunku i procesu obróbki cieplnej. Ta wysoka granica plastyczności sprawia, że ​​idealnie nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej wytrzymałości i odporności na odkształcenia, takich jak narzędzia produkcyjne.

Wydłużenie
Wydłużenie mierzy zdolność materiału do odkształcania się pod wpływem naprężeń przed pęknięciem. Stal nierdzewna martenzytyczna ma zazwyczaj niskie wydłużenie, od 1% do 10%, w zależności od konkretnego gatunku i procesu obróbki cieplnej. To niskie wydłużenie sprawia, że ​​nie nadaje się do zastosowań wymagających elastyczności i wytrzymałości.

Wytrzymałość na uderzenia
Wytrzymałość na uderzenia mierzy zdolność materiału do wytrzymywania nagłych wstrząsów lub uderzeń bez pękania. Stal nierdzewna martenzytyczna ma zazwyczaj niską wytrzymałość na uderzenia, od 2 do 20 j/cm2, w zależności od konkretnego gatunku i procesu obróbki cieplnej. Ta niska wytrzymałość na uderzenia sprawia, że ​​nie nadaje się ona do zastosowań wymagających wysokiej wytrzymałości, takich jak sprzęt budowlany i górniczy.

Czynniki wpływające na właściwości mechaniczne
Na właściwości mechaniczne stali nierdzewnej martenzytycznej wpływa wiele czynników, m.in. proces produkcji, dodatki stopowe i obróbka cieplna.

Proces produkcji
Proces produkcyjny martenzytycznej stali nierdzewnej może wpływać na jej właściwości mechaniczne. Różne procesy produkcyjne, takie jak odlewanie i kucie, mogą wytwarzać różne mikrostruktury i właściwości. Na przykład kuta martenzytyczna stal nierdzewna ma bardziej jednolitą mikrostrukturę i wyższą wytrzymałość niż odlewana martenzytyczna stal nierdzewna.

Elementy stopowe
Elementy stopowe stosowane w martenzytycznej stali nierdzewnej mogą wpływać na jej właściwości mechaniczne. Dodanie niklu, molibdenu i wolframu może zwiększyć wytrzymałość, twardość i wytrzymałość. Jednak nadmierne ilości tych elementów mogą zmniejszyć odporność na korozję.

Obróbka cieplna
Obróbka cieplna jest krytycznym czynnikiem w określaniu właściwości mechanicznych stali nierdzewnej martenzytycznej. Różne procesy obróbki cieplnej, takie jak hartowanie i odpuszczanie, mogą skutkować różnymi mikrostrukturami i właściwościami. Na przykład hartowanie w wodzie skutkuje wyższą twardością i wytrzymałością, podczas gdy odpuszczanie w określonych temperaturach powoduje wyższą wytrzymałość.