Mi a martenzites acél?

A rozsdamentes acél számos jól ismert tulajdonsága között szerepel a korrózióállóság, a nagy szilárdság, a hőállóság és a higiéniai tulajdonságok. A rozsdamentes acél öt fő kategóriája közötti különbségek az egyes kategóriák eltérő kémiai összetételéből adódnak.

Képhitel: Ulbrich Stainless Steels & Special Metals.

Mi a martenzites acél?

A martenzites rozsdamentes acél tartóssága, szilárdsága és korrózióállósága miatt számos alkalmazáshoz jó választás. A martenzites acél összetétele és tulajdonságai előnyöket biztosítanak más acélfajtákkal szemben a különböző ipari funkciókban.

Kémiai összetételéből adódóan a hő- és öregedési kezelések hatására a martenzites acél megkeményedik és megerősödik. Ezek a kezelések a martenzites acélt ideális választássá teszik mechanikus szelepek és műszerek, turbinaalkatrészek, orvosi műszerek és egyéb alkalmazások és termékek gyártásakor.

A martenzites acél összetétele

A martenzites acél összetételének általában 11,5-18%-át teszi ki a króm, valamint 1,2% szén és nikkel. Míg az alacsonyabb nikkeltartalom miatt kevésbé korrózióálló más rozsdamentes acélfajtákhoz képest, addig a szén magas aránya azt eredményezi, hogy az acél molekulaszerkezete különösen robusztus.

A martenzites acél további ötvözőelemei közé tartozik a mangán, a nikkel és a molibdén.

Martenzites rozsdamentes acél feldolgozása

Gyorshűtésű martenzites acél

A 410 típusú rozsdamentes acél, a 420 típusú rozsdamentes acél és a 440A típusú rozsdamentes acél a martenzites acélok leggyakoribb típusai közé tartozik. Ezek a martenzites rozsdamentes acélok a hőkezelésre hasonlóan reagálnak, mint a magas széntartalmú acélötvözetek. A széntartalom határozza meg a rozsdamentes acél maximális kioltott keménységét.

Az acél magas hőmérsékletre történő felmelegítése, amelyet gyors hűtési folyamat követ, keményedést eredményez. A martenzites ötvözetek nagyfokú edzhetősége miatt ezt gyakran “légkeményítésnek” nevezik.

Az anyagot általában alacsony hőmérsékleten melegítik újra, hogy a mikroszerkezetet feszültségmentesítsék, vagy valamivel magasabb hőmérsékleten melegítik újra, hogy az anyagot a köztes keménységi szintek elérése érdekében temperálják (lágyítsák). Ennek oka az edzett martenzites anyag rideg szerkezete.

Az ötvözet felmelegítése közvetlenül a kritikus hőmérséklet alá a folyamatlágyítást eredményezi. Ezzel szemben az ötvözetnek a kritikus hőmérséklet fölé történő melegítése utáni hosszabb hűtés teljes lágyítást eredményez.

A martenzites acél fajtái

A martenzites acél széntartalma miatt viszont két különböző típusra bontható.

Kis széntartalmú martenzites acél

Az alacsony, 0 és 0 közötti széntartalommal.05% és 0,25% között, a martenzites acél alacsony széntartalmú változatai nagyobb gyártási potenciállal rendelkeznek, nagyobb korrózióállóságot kínálnak, és általában erősebbek.

Nagy széntartalmú martenzites acél

A nagy széntartalmú martenzites acél általában magasabb széntartalommal rendelkezik: 0,61% és 1,50% között. A megnövelt széntartalom erősebbé teszi az acélt, mivel a szén erősíti a molekulaszerkezetet. Az acélt nehéz hegeszteni vagy könnyen más formára alakítani, mivel ridegebb.

410-es típusú rozsdamentes acél

A 410-es típusú rozsdamentes acél egy martenzites rozsdamentes acélfajta, amelyet általános célú martenzitesnek tekintenek. Használható dugattyúk és szelepek, valamint kötőelemek, rugók, csapok, evőeszközök, vasáruk, fegyverkapcsok, mikrométeres alkatrészek, turbinalapátok, szivattyúrudak, szénszűrők, anyák és csavarok, szerelvények, golyóscsapágyak, járókerek és tengelyek gyártásához.

Az edzési és temperálási hőkezelések változása különböző keménységi szinteket eredményez.

A 410-es típust általában lágyított formában szállítják, azonban a 410-es típus minimális RC35 keménységgel is szállítható 0,040 ” alatti méretek esetén. A hidegen hengerelt változat 110000 psi minimális szakítószilárdsággal egy másik szállítási lehetőség.

420-as típusú rozsdamentes acél

A 420-as típusú rozsdamentes acél mind edzett, mind edzett formájában a keménységi szintek meglehetősen széles skáláját lefedi, széntartalma 0,15% és 0,45% között mozog.

A hőkezelés, beleértve a legalább 120000 psi szakítószilárdságú hideghengerlést is, azt jelenti, hogy a 420-as típusú rozsdamentes acél különböző szén-dioxid-szintekkel biztosítható az egyedi keménységi vagy mechanikai tulajdonságokra vonatkozó követelmények teljesítése érdekében

A hőkezelési ciklusok révén különböző keménységeket lehet elérni, ami kívánatossá teszi a 420-as típust ott, ahol különleges alkalmazásokhoz edzett termékekre van szükség. Ez az acélötvözet RC40-50 között edzhető.

A 420-as típusú rozsdamentes acél számos alkalmazásban használható, beleértve a kötőelemeket, evőeszközöket, sebészeti szerszámokat, gépalkatrészeket, lőfegyvereket, perselyeket és szeleprészeket.

440 típusú rozsdamentes acél

A 440A típusú rozsdamentes acél – bár lágyított állapotban korlátozottan alakítható – nagyobb keményedési képességgel rendelkezik, mint a 410-es vagy 420-as típus.

Mivel RC50 fölé keményíthető, ez a rozsdamentes acélfajta rendkívül alkalmas a pengékbe való vágásra. A pengék élesebbek és hosszabb ideig maradnak élesek ennek a minőségnek a nagy keménysége miatt.

A tipikus felhasználási területek:

• csapágyak
• vágóeszközök
• sebészeti eszközök

A 440A típust olyan alkalmazásokban is használják, ahol fontos a korrózióállóság és a nagy keménység.

Más martenzites fajták

A piacon kevésbé elterjedt martenzites fajták is kaphatók a fent felsoroltaknál különlegesebb kémiai összetételi követelményekkel és/vagy mechanikai tulajdonságokkal. A leggyakrabban hivatkozott martenzites acélok azonban a 410, 420 és 440 típusok.

A martenzites acél jellemzői

A martenzites acél több olyan tulajdonsággal rendelkezik (a szilárdságon kívül), amelyek megkülönböztetik a rozsdamentes acél más típusaitól. Az alkalmazások széles körét lefedve a martenzites rozsdamentes acélok fajtáit viszonylag enyhe korróziós körülmények leküzdésére vagy a hidegen alakított alkatrészek maximális merevségének és szilárdságának megteremtésére használják.

Mivel számos azonos tulajdonságuk van, a martenzites acélfajtákat egy csoportba sorolják, amikor a gyártók acélötvözeteket határoznak meg.

Hegeszthetőség

A martenzites acél legtöbb formája nem reagál kedvezően a hegesztésre, mivel jellemzően rideg. Árasztás és edzés esetén a martenzites acél ridegsége az, ami növeli a felhasználási területeit.

Az árasztás és edzés során a fémet felmelegítik, majd lehűtik, hogy gyorsan rögzüljön. A magas széntartalmú martenzites rozsdamentes acélok általában nem ajánlottak hegesztett alkalmazásokhoz, azonban a 410-es típusú rozsdamentes acél viszonylag könnyen hegeszthető.

Mágnesesség

A kristályszerű molekulaszerkezet mágneses lehet, ha a martenzites acélötvözetben vas van jelen. A martenzites acélok számos típusa mágneses. Ez megkönnyítheti a fémek válogatását, de megnehezítheti a gyártási és hegesztési folyamatokat. A martenzites acélok mind edzett, mind lágyított állapotban mágnesesek.

alakíthatóság

A fémnek azt a képességét, hogy törés vagy repedés nélkül különböző alakzatokra alakítható, alakíthatóságnak nevezzük. A martenzites acél alakíthatósága a széntartalom növekedésével csökken. Bár lehetséges, az alacsony széntartalmú formák nem ideálisak alakításra.

Nagy szilárdság

A martenzites rozsdamentes acélokat gyakran, bár nem mindig, akkor használják, ha magas mechanikai tulajdonságokra van szükség. Korrózióállóságuk mértéke jobban korlátozza alkalmazásukat, mint a rozsdamentes acélok családjának más ötvözetei.

Felületükön gyakran felületes rozsdafoltok jelenhetnek meg. Lágyított állapotban akkor használhatók, ha csak korlátozott korrózióállóságra vagy az emelkedett hőmérsékletű korhadással szembeni ellenállásra van szükség. Legnagyobb korrózióállóságukat edzett vagy edzett állapotban érik el.

Lágyított martenzites rozsdamentes acél

Mivel a legjobb alakítási tulajdonságokkal rendelkeznek, a martenzites fajtákat általában lágyított állapotban szállítják a gyártóknak. A keményítő hőkezelés általában az alakítási műveleteket követi.

A 300-as sorozathoz képest a 410-es és 420-as ausztenites rozsdamentes acélfajták hidegen megmunkált állapotban is elérhetők, viszonylag alacsony szakítószilárdsági szinteken.

Miben különbözik a martenzites acél a többi rozsdamentes acélfajtától?

A különböző rozsdamentes acélfajták kémiai szerkezetükben és összetevőikben különböznek. Ezek a tényezők határozzák meg az acél viselkedését és felhasználási lehetőségeit.

Austenit rozsdamentes acél

A rozsdamentes acél ezen típusa rendkívül ellenálló a korrózióval szemben, és az egyik leggyakrabban használt rozsdamentes acélfajta, mivel más rozsdamentes acélfajtákkal összehasonlítva magas krómtartalommal rendelkezik. Ezek az acélok nitrogént, mangánt és nikkelt is tartalmaznak.

Az ausztenites acél hegeszthető (ellentétben a martenzites acéllal), alakítható és jellemzően nem mágneses. Nem hőkezelhető – csak hidegmunkával edzhető.

Ferritikus rozsdamentes acél

A ferritikus acél magas króm- és alacsony széntartalommal rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy a ferrites acél nem olyan erős, mint a martenzites acél (az alacsony széntartalom miatt), de nagyon ellenálló a korrózióval szemben és mágneses.

A ferrites acélokat leggyakrabban konyhai edényekben, ipari gépek gyártásához és az autóiparban használják, és a ferrites acélok sem hőkezelhetők. Szinte kizárólag lágyított állapotban dolgozzák fel őket.

Kiválással edzett (PH) rozsdamentes acél

A PH rozsdamentes acél réz, molibdén, alumínium és titán hozzáadásával készül, akár önmagukban, akár bármilyen kombinációban. Ezek a fémek háromszor-négyszer erősebbek lehetnek, mint az ausztenites acél, és viszonylag alacsony szívóssággal rendelkeznek.

A szilárdság és a jó alakíthatóság egyedülálló keveréke miatt a PH acélt jellemzően az olaj- és gáziparban, a repülőgépiparban és a nukleáris iparban használják.

Keményített martenzites rozsdamentes acél

A martenzites acél hőkezelés után erősebbé és keményebbé válik, ami a fő előnyei közé tartozik. Ha felmelegítik és gyorsan lehűtik, az atomok az úgynevezett testközpontú tetragonálissá válnak, egy torz helyzetbe, amely az acélt keményebbé és erősebbé teszi. A martenzites acél edzésére számos eljárás alkalmazható.

Korszaki edzés

Az acél edzése során olyan csapadékok képződnek, amelyek megakadályozzák az acél molekulaszerkezetében lévő hibák mozgását, így az acél edződik. Ezeknek a hibáknak a visszatartása keményebbé és erősebbé teszi a fémet. A hevítés után órákig magas hőmérsékleten tárolják, amíg a folyamat, amelyet gyakran a martenzites acél szilárdságának növelésére használnak, befejeződik.

Lágyítás

A lágyítás során az acélt melegítik, hogy az acél molekulaszerkezetét homogénebbé tegyék és a feszültséget megszüntessék. Ez lágyabb acélt eredményez, amely könnyebben kezelhető.

Hengerlés és edzés

Az edzés és edzés olyan eljárás, amely az acélt melegítéssel, gyors lehűtéssel, majd a fém újbóli melegítésével keményíti. A fém a kezdeti melegítés és hűtés után kemény, de nagyon rideg, de a második melegítés célja, hogy az acélt visszahozza olyan hőmérsékletre, amelyen képlékeny lesz.

Összefoglaló

A rozsdamentes acélnak több típusa és minősége van, amelyek öt fő kategóriába sorolhatók. A rozsdamentes acél számos megkülönböztető tulajdonsága miatt ideális a legkülönbözőbb alkalmazások széles skálájához. A martenzites rozsdamentes acél sokoldalú acél, amely számos gyakorlati felhasználási lehetőséget kínál a különböző iparágakban.

A martenzites rozsdamentes acél nagyon érzékeny a hőkezelés többféle formájára, amelyek növelhetik a keménységet, a szilárdságot és a korrózióállóságot. A martenzites rozsdamentes acél szilárdsága és korrózióállósága ideális tengeri, ipari és orvosi alkalmazásokhoz, míg sokoldalúsága miatt számos problémára megoldást jelenthet.

Ez az információ az Ulbrich Stainless Steels & Special Metals, Inc. által biztosított anyagokból származik, azokat felülvizsgálták és adaptálták.

A forrással kapcsolatos további információkért látogasson el az Ulbrich Stainless Steels & Special Metals, Inc.

Hivatkozások

.