A rozsdamentes acél négy fő családja közé tartozik, A martenzites rozsdamentes acél egyedülálló és előkelő helyet foglal el.
Ellentétben az ausztenites minőségekkel, amely hőkezeléssel nem keményíthető meg, vagy ferrites fokozatok, amelyek korlátozott keményíthetőséget kínálnak, A martenzites rozsdamentes acélok hőkezeléssel edzhetők – nagy keménység elérésére képesek, erő, és kopásállóság az oltás és temperálás révén.
A korrózióállóság és a mechanikai teljesítmény kombinációja teszi őket a választott anyaggá olyan alkalmazásokhoz, amelyek tartósságot és agresszív környezettel szembeni ellenállást igényelnek..
Az evőeszközöktől és sebészeti műszerektől a turbinalapátokig és az autóalkatrészekig, A martenzites rozsdamentes acélok számtalan ipari és fogyasztói alkalmazásban nélkülözhetetlenek.
1. Mi az a martenzites rozsdamentes acél?
Martenzitikus rozsdamentes acél a rozsdamentes acél kategóriája, amely túlnyomórészt képes fejleszteni martenzites mikrostruktúra hőkezeléssel.
Általában az ausztenitestől külön osztályozzák, ferritikus, duplex, és csapadékkeményedéses rozsdamentes acélok, mert elsődleges erősítő mechanizmusa az ausztenit martenzitté történő átalakulásán alapul a hűtés során, ezt követi a temperálás a mechanikai tulajdonságok kívánt egyensúlyának elérése érdekében.
Leegyszerűsítve, a gyártási és hőkezelési sorrend követi az átalakulást:
Lágyított szerkezet → Ausztenitesítés → Kioltás → Martenzites szerkezet → Edzés → Végső tervezési tulajdonságok
A folyamat az acél megfelelő melegítésével kezdődik austenitizáló hőmérséklet, ahol a mikrostruktúra ausztenitté alakul, és az ötvöző elemek az összetételnek és a hőciklusnak megfelelően újra eloszlanak.
Ezután az alkatrészt elég gyorsan lehűtik ahhoz, hogy megakadályozzák a lágyabb egyensúlyi struktúrák kialakulását és elősegítsék a martenzites átalakulást.
A kapott martenzitet túltelített szenet tartalmazó, erősen feszült kristályszerkezet jellemzi.
Ez nagy keménységet és szilárdságot eredményez, de a frissen kioltott martenzit is korlátozott szívóssággal és jelentős maradékfeszültséggel rendelkezhet.
Következésképpen, martenzites rozsdamentes acél alkatrészek általában vannak kitéve edzés, amely csökkenti a ridegséget, és lehetővé teszi a mérnökök számára a végső keménység és szívósság személyre szabását.
A martenzites átalakulás
A martenzites átalakulás diffúziómentes, nyírási típusú átalakulás, amely akkor következik be, amikor ausztenit (FCC) gyorsan lehűl a martenzit kiindulási hőmérséklete alá (SM).
Az átalakulás azonnali, és nem jár szénatomok diffúziójával – a szén a rácsban marad., túltelített szilárd oldat létrehozása.
| Színpad | Leírás | Hőmérséklet |
| Ausztenitizálás | Hevítés 950-1050 °C-ra ausztenit képződéséhez. | 950-1050°C |
| Eloltás | Gyors hűtés (olaj, levegő, vagy vizet) az ausztenitet martenzitté alakítani. | Lent Ms |
| Edzés | Újramelegítés 150-650°C-ra a stressz enyhítése és a tulajdonságok beállításához. | 150–650 ° C |
2. Martenzites rozsdamentes acél kémiai összetétele
Mivel a martenzites rozsdamentes acél a minőségek széles családját fedi le, az alábbi tartományok reprezentatív iparági tartományok, nem pedig egyetlen minőségre vonatkozó követelmények.
| Ötvöző elem | Tipikus hatótávolság (tömeg%) | Elsődleges funkció a martenzites rozsdamentes acélban |
| Króm (CR) | 10.5–18,0% | Biztosítja a rozsdamentes acél alapvető korrózió- és oxidációállóságát, és erősen befolyásolja a fázisstabilitást. |
| Szén (C) | 0.03–1,20% | Elsődleges keményítő és erősítő elem a hagyományos martenzites minőségekben. |
| Nikkel (-Ben) | 0–3,0% | Javítja a keménységet, Megkeményíthetőség, és fázisstabilitás a kiválasztott fokozatokban. |
| Molibdén (MO) | 0–1,5% | Növeli a helyi korrózióállóságot, és hozzájárul az edzhetőséghez és az emelt hőmérsékleti teljesítményhez. |
| Mangán (MN) | 0–1,5% | Támogatja a dezoxidációt és befolyásolja az ausztenit stabilitását és edzhetőségét. |
Szilícium (És) |
0–1,0% | Elsősorban deoxidálószerként működik az acélgyártás során, és hozzájárulhat az oxidációval szembeni ellenálláshoz. |
| Nitrogén (N) | 0–0,20% | Erősítő és ausztenit stabilizáló elem, amelyet válogatott modern vagy speciális minőségekben használnak. |
| Vanádium (V) | 0–1,0%* | Erős keményfém képző elem, amelyet főleg speciális, nagy kopásállóságú vagy szerszámos martenzites acélokhoz használnak. |
| Nióbium (Földrajzi jelzés) | 0–1,0%* | Stabil karbidokat képez, és javíthatja a kohászati stabilitást bizonyos minőségekben. |
Szén: Az elsődleges keményítő elem
A martenzites rozsdamentes acélban különösen fontos szerepe van a szénnek, mert erősen befolyásolja a hőkezelés során kialakuló szerkezetet.
Lágyított állapotban, a szén részben szilárd oldatban, részben karbid fázisban létezhet, minőségtől és hőtörténettől függően.
Az ausztenitizálás és az azt követő kioltás során, a szén hozzájárul a kemény martenzit kialakulásához.
Általános mérnöki irányzatként:
- Alacsonyabb szén-dioxid szint előnyben részesítik a jobb szívósságot és a mérsékeltebb keménységet.
- Közepes széntartalom egyensúlyt biztosít a keménység és a mechanikai szilárdság között.
- Magas szén-dioxid szint nagyon nagy keménységet és jobb kopásállóságot tesz lehetővé, de csökkentheti a szívósságot és növelheti a ridegséget.
Ez az oka annak, hogy a martenzites családon belüli minőségek drámaian eltérőek lehetnek.
A szelepekhez viszonylag alacsony szén-dioxid-kibocsátású minőség használható, tengelyek, és szerkezeti alkatrészek, míg a késekhez magas széntartalmú minőség választható, vágószerszámok, és kopásálló precíziós alkatrészek.
3. A martenzites rozsdamentes acél főbb típusai és minőségei
A martenzites rozsdamentes acél több külön minőségi csoportot tartalmaz, amelyeket úgy fejlesztettek ki, hogy megfeleljenek a különböző keménységi követelményeknek, erő, korrózióállóság, kopásállóság, megmunkálhatóság, szívósság, és az önthetőség.
Standard martenzites fokozatok
Az alábbi összetételi tartományok reprezentatív határértékek, amelyek általában a megfelelő minőségjelölésekhez kapcsolódnak.
A pontos követelményeket mindig az alkalmazandó ASTM alapján kell ellenőrizni, -Ben, MINKET, Ő az, vagy az ügyfél specifikációja.
| Fokozat | Amerikai kijelölés | Hozzávetőleges összetétel | Tipikus alkalmazások |
| 410 | S41000 | CR: 11.5–13,5%; C: ≤0,15% | Szelepek, szivattyú alkatrészek, tengelyek, rögzítőelemek, turbina alkatrészek, és általános ipari alkatrészek. |
| 420 | S42000* | CR: 12–14%; C: 0.15–0,40% | Evőeszköz, műtéti eszközök, pengék, formák, és kopásálló alkatrészek. |
| 420J2 | Általában az S42000-családdal egyenértékű termékhez kapcsolódik** | CR: 12–14%; C: 0.26–0,40% | Kés, olló, olló, fogyasztói evőeszközök, és általános célú vágószerszámok. |
| 431 | S43100 | CR: 15-17%; -Ben: 1.25–2,50%; C: ≤0,20% | Szivattyú tengelyek, tengeri tengelyek, szelep alkatrészek, repülőgép -szerelvények, és nagy szilárdságú mechanikai alkatrészek. |
440A |
S44002 | CR: 16–18%; C: 0.60–0,75% | Evőeszköz, szelep alkatrészek, csapágyak, orvosi műszerek, és kopásálló alkatrészek. |
| 440B | S44003 | CR: 16–18%; C: 0.75–0,95% | Vágószerszámok, precíziós műszerek, csapágyak, és viseljen alkatrészeket. |
| 440C | S44004 | CR: 16–18%; C: 0.95–1,20% | Nagy teljesítményű csapágyak, precíziós kopó alkatrészek, prémium evőeszközök, szelep alkatrészek, és műtéti eszközök. |
| 416 | S41600 | CR: 12–14%; C: ≤0,15%; S: 0.15–0,35% | Precíziósan megmunkált szerelvények, tengelyek, csavarozók, szelep alkatrészek, rögzítőelemek, és automata-csavaros gépalkatrészek. |
Öntött martenzites minőségek
Az ASTM öntvényjelölési rendszer számos fontos martenzites rozsdamentes acélminőséget azonosít.
| ASTM Cast Grade | Amerikai kijelölés | Hozzávetőleges összetétel | Tipikus alkalmazások |
| CA-15 | J91150 | CR: hozzávetőlegesen 11.5–14,0%; C: jellemzően ≤0,15% | Szeleptestek és burkolatok, szivattyú alkatrészek, turbina alkatrészek, hidraulikus berendezések, és ipari gépek. |
| CA-40 | J91151 | CR: hozzávetőlegesen 11.5–14,0%; C: Általában egészen 0.40% | Kopásálló szelepalkatrészek, ipari gépek, steam-szolgáltatás alkatrészek, és mechanikai alkatrészek. |
CA-6NM |
J91540 | CR: hozzávetőlegesen 11.5–14,0%; -Ben: hozzávetőlegesen 3.5–4,5%; MO: hozzávetőlegesen 0.4–1,0%; C: ≤0,06% | Hidraulikus turbinák, vízielektromos berendezések, nagy szivattyú járókerekek, szivattyú burkolatok, és vízkezelő alkatrészek. |
| CB-7Cu-1 | J92180 | CR: hozzávetőlegesen 14-16%; -Ben: hozzávetőlegesen 4–6%; CU: hozzávetőlegesen 2.5–4,0%; C: ≤0,07% | Repülőgép -alkatrészek, nagy szilárdságú öntvények, szivattyúk, szelepek, és igényes ipari berendezések. |
4. Martenzites rozsdamentes acél hőkezelése
Hőkezelés a martenzites rozsdamentes acél egyik meghatározó szempontja.
Ellentétben az ausztenites rozsdamentes acélokkal, amelyeket általában nem lehet jelentősen megerősíteni a hagyományos oltással és temperálással,
A martenzites minőségeket kifejezetten a különböző kombinációk kifejlesztésére tervezték keménység, erő, szívósság, kopásállóság, és a mérési stabilitás ellenőrzött hőkezeléssel.
Lágyítás
A lágyítást általában a martenzites rozsdamentes acél lágyítására használják megmunkálás előtt, alakítás, vagy az azt követő hőkezelés.
A minőségtől és a specifikációtól függően, az acélt megfelelő hőmérsékleti tartományba melegítik és ellenőrzött körülmények között lehűtik, hogy lágyabb és jobban megmunkálható mikroszerkezetet kapjanak.
A lágyítás elsődleges céljai közé tartozik:
- Keménység csökkentése
- A belső stressz oldása
- A megmunkálhatóság javítása
- A méretstabilitás javítása
- A végső kikeményedés előtt egységesebb mikrostruktúra kialakítása
Sok összetevőhöz, a durva megmunkálást lágyított állapotban végzik, mivel a teljesen edzett martenzites rozsdamentes acél megmunkálása nehéz és költséges lehet.
Az alkatrészt ezt követően hőkezelésnek vetik alá, majd megmunkálják vagy köszörülik a kívánt végső méretek elérése érdekében.
Austenitizálás
Az ausztenitizálás az a szakasz, amelyben az acélt a kioltás előtt ausztenitté hevítik. A szükséges hőmérséklet erősen függ a minőségtől.
Közönséges martenzites rozsdamentes acélokhoz, a tipikus ausztenitesítési hőmérsékletek megközelítőleg a következő tartományokba eshetnek:
| évfolyam család | Tipikus ausztenitesítő tartomány* | Elsődleges cél |
| 410 / alacsony szén-dioxid-kibocsátású martenzites minőségek | Hozzávetőlegesen 925–1010°C | Az utólagos keményítésre alkalmas ausztenites szerkezet kialakítása. |
| 420 / közepes széntartalmú osztályok | Hozzávetőlegesen 980–1065°C | Az oltás előtt oldjon fel megfelelő mennyiségű szenet és ötvözőelemeket. |
| 440-sorozat magas szén-dioxid-kibocsátású minőségei | Hozzávetőlegesen 1,010–1,120 ° C | Fejlesszen ki nagy keménységi potenciált, miközben szabályozza a karbid oldódását és a szemcsenövekedést. |
| 431 és nikkeltartalmú minőségek | Hozzávetőlegesen 980–1070°C | A keményíthetőség megfelelő egyensúlyának kialakítása, erő, és keménység. |
* Ezek a tartományok csak reprezentatívak. A tényleges hőkezelési hőmérsékletet és a tartási időt a vonatkozó anyagspecifikáció szerint kell kiválasztani, szakaszméret, kemence körülményei, és a szükséges végső tulajdonságokat.
Az ausztenitizálást gondosan ellenőrizni kell. Ha a hőmérséklet túl alacsony, az elégtelen átalakulás vagy karbidoldódás korlátozhatja az elérhető keménységet.
A túl magas hőmérséklet vagy a túl hosszú tartási idő elősegítheti a szemcsék növekedését és növelheti a visszatartott ausztenit mennyiségét, potenciálisan csökkenti a szilárdságot és a méretstabilitást.
Eloltás
Ausztenitizálás után, az alkatrészt olyan sebességgel hűtik le, amely elegendő az ausztenit martenzitté történő átalakulásához.
A minőségtől és az alkatrész geometriától függően, a kioltás magában foglalhatja:
- Léghűtés
- Olaj oltás
- Polimer oltás
- Nyomás alatti gázoltás
- Egyéb szabályozott hűtési módszerek
Az oltóközeg kiválasztása egyensúlyt teremt a keményítéshez szükséges elegendő hűtés és a hőfeszültség minimalizálása között..
Edzés
A frissen kioltott martenzit keménysége nagyon magas, ugyanakkor nagy belső feszültség és korlátozott szívósság is lehet.
A temperálás ezért elengedhetetlen lépés a legtöbb mérnöki alkalmazásban.
Temperálás közben, az acélt az ausztenitesítési tartomány alatti szabályozott hőmérsékletre újra felmelegítik, és megfelelő ideig tartják.
Az eljárás lehetővé teszi a martenzites szerkezet stabilizálását és csökkenti a maradék feszültségeket, miközben beállítja az egyensúlyt a keménység és a szívósság között.
Általában:
- Alacsonyabb temperálási hőmérsékletek hajlamosak megőrizni a nagyobb keménységet és kopásállóságot.
- Magasabb temperálási hőmérsékletek általában csökkentik a keménységet, miközben javítják a szívósságot és a feszültségstabilitást.
A pontos kapcsolat évfolyamfüggő. Egyes martenzites rozsdamentes acélok nemkívánatos ridegedést vagy korróziós viselkedési változásokat is mutathatnak bizonyos megeresztési tartományokon belül.
Ezért, a temperálási hőmérsékletet a vonatkozó minőségi specifikáció és a szükséges használati tulajdonságok szerint kell kiválasztani, nem pedig kizárólag az általános keménységi cél alapján..
Kettős temperálás és méretstabilizálás
Nagy széntartalmú és nagy teljesítményű martenzites rozsdamentes acélokra lehet szükség több temperálási ciklus a szerkezeti stabilitás javítására és a megmaradt ausztenit hatások csökkentésére.
A kettős temperálás számos előnnyel járhat:
- Javított méretstabilitás
- Egységesebb mechanikai tulajdonságok
- Csökkentett maradványfeszültség
- Az átalakult visszatartott ausztenit stabilizálása
- Jobb egyensúly a keménység és a szívósság között
Precíziós alkalmazásokban, további stabilizáló kezelések alkalmazhatók a végső csiszolás vagy kikészítés előtt.
Ez különösen fontos a csapágyak esetében, vágószerszámok, precíziós szelep alkatrészek, és más alkatrészek, ahol a kis méretváltozások befolyásolhatják a funkcionális teljesítményt.
5. A martenzites rozsdamentes acél tipikus mechanikai tulajdonságai
A következő értékek reprezentatív műszaki tartományokat adnak az általánosan használt martenzites rozsdamentes acélokhoz.
A tényleges tulajdonságok a termék formájától függően változnak, szakasz vastagság, hőkezelés, temperálási állapot, és az alkalmazandó szabvány.
| Fokozat | Tipikus állapot | Hozamszilárdság, RP0.2 (MPA) | Szakítószilárdság, RM (MPA) | Megnyúlás A (%) | Keménység |
| 410 | Edzett & temperált | 550–1 000 | 700–1 200 | 10–20 | Hozzávetőlegesen. 25–45 HRC |
| 416 | Edzett & temperált | 550–1 000 | 700–1 200 | 10–20 | Hozzávetőlegesen. 25–45 HRC |
| 420 | Edzett & temperált | 700– 1300 | 900–1.600 | 8–18 | Hozzávetőlegesen. 45–55 HRC |
| 431 | Edzett & temperált | 700–1 000 | 900–1 200 | 10–20 | Hozzávetőlegesen. 28–45 HRC |
| 440A | Edzett & temperált | 1,000– 1500 | 1,500–1.900 | 5–12 | Hozzávetőlegesen. 54–58 HRC |
| 440B | Edzett & temperált | 1,100– 1500 | 1,600–1.950 | 4–10 | Hozzávetőlegesen. 56–59 HRC |
| 440C | Edzett & temperált | 1,200–1.600 | 1,800-2000+ | 2–8 | Hozzávetőlegesen. 56– 60 HRC |
| CA-15 | Öntvény, hőkezelt | ≥450 | ≥620 | ≥18 | Jellemzően ~180-230 HB |
6. A martenzites acél jellemzői
Korrózióállóság
Mint minden rozsdamentes acél, martenzites minőségű korrózióvédelmet egy vékony, öngyógyító króm-oxid passzív fólia.
Viszont, teljesítményük az ausztenites minőségek alatt van:
- Jó ellenállást biztosítanak a vidéki és könnyű városi légkörrel szemben, semleges édesvíz, enyhe szerves savak és a legtöbb élelmiszerkörnyezet.
- Alacsonyabb krómtartalmuk (12–14% a standard osztályokhoz) és a króm-karbid kiválás gyengébb pontképződéssel szembeni ellenállást és általános korrózióállóságot eredményez, mint a 18/8 ausztenites acélok.
- Nem alkalmasak hosszabb ideig tartó tengervízzel való érintkezésre, erős ásványi savak, magas kloridtartalmú oldatok vagy nehéz ipari légkör.
- A magasabb krómtartalmúak, mint például a 440C, jobb korróziós tulajdonságokat kínálnak, mint az alacsonyabb krómtartalmúak 410 és 420, a magasabb széntartalom ellenére.
Mágneses tulajdonságok
A martenzites rozsdamentes acélok minden hőkezelési körülmény között erősen mágnesesek.
Ez a testközpontú tetragonális kristályszerkezetük egyenes következménye, amely támogatja a párosítatlan elektron spinekből származó spontán mágneses rendeződést.
Általános tévhit, hogy a mágneses reakció gyenge minőségű rozsdamentes acélt jelez.
Valóságban, A mágnesesség szerkezeti tulajdonság, nem minőségi mutató: minden martenzites és ferrites rozsdamentes acél természetesen mágneses, beleértve a nagy teljesítményű minőségeket, mint a 440C.
Kopásállóság és keménység
A kiváló kopásállóság a magas széntartalmú martenzites minőségek zászlóshajója.
Amikor megedzett 55+ HRC, 5-10-szeres teljesítményt nyújtanak az ausztenites és ferrites rozsdamentes acéloknál mind a csiszoló, mind a ragasztó kopásos alkalmazásokban.
A kemény martenzites mátrix és a diszpergált króm-karbid részecskék kombinációja olyan anyagot hoz létre, amely megőrzi alakját és felületi minőségét ismételt csúszó érintkezés esetén.
Így a martenzites rozsdamentes az egyetlen életképes rozsdamentes acél opció a vágóélekhez, csapágyfelületek és csúszó érintkező alkatrészek.
Martenzites rozsdamentes acél hegeszthetősége
A hegeszthetőséget általában a martenzites rozsdamentes acélok legjelentősebb feldolgozási korlátjának tekintik:
- Az ötvözet nagy edzhetősége azt jelenti, hogy a hegesztett fém és a hő által érintett zónák gyorsan megkeményednek hűtéskor, nagy maradó húzófeszültséget és nagy hidegrepedés veszélyt okozva.
- A szabványos hegesztési eljárások 200-300 °C-ra előmelegítést igényelnek, szabályozott köztes hőmérséklet és kötelező hegesztés utáni temperálás közvetlenül a hegesztés után a meghibásodás megelőzése érdekében.
- Alacsony szén-dioxid-kibocsátású 410 a legjobb hegeszthetőségű a családon belül; a magas széntartalmú 440C általában nem ajánlott fúziós hegesztéshez.
- Kritikus alkalmazásokhoz, megfelelő martenzites töltőanyag fémek vagy ausztenites 309/310 töltőanyagokat használnak a repedésveszély csökkentésére.
Megmunkálhatóság és alakíthatóság
- Megmunkálhatóság erősen változik a keménységtől függően. Teljesen kiégett állapotban, a martenzites rozsdamentes acélok jó megmunkálhatósággal rendelkeznek, általában jobb, mint az ausztenites 304 az alacsonyabb munkakeményedési arány miatt.
Edzett állapotban, megmunkálhatósága nagyon rossz; szinte minden befejező megmunkálást lágyan lágyított állapotban kell elvégezni az edzés előtt.
Szabad megmunkálású fokozat 416 jelentősen javított forgácstörést és szerszámélettartamot kínál a nagy mennyiségű csavargépgyártáshoz. - Megfogalmazhatóság lágyított állapotban mérsékelt, hajlításra alkalmas, hengeralakítási és sekélyhúzási műveletek.
A martenzites minőségek nem felelnek meg az ausztenites acélok mélyhúzhatóságának, és a hidegalakítást mindig az edzés előtt kell elvégezni.
7. Martenzites rozsdamentes acél alkatrészek gyártási folyamatai
A martenzites rozsdamentes acél gyártási módok széles körében feldolgozható, beleértve CNC megmunkálás, befektetési casting, homoköntés, kovácsolás, és porkohászat.
A megfelelő eljárás az alkatrész geometriájától függ, dimenziós követelmények, termelési kötet, mechanikai-tulajdonsági követelmények, anyagfelhasználás, és hogy az alkatrész átesik-e ezt követően keményedésen és megeresztésen.
CNC megmunkálás
CNC megmunkálás egy szubtraktív gyártási eljárás, amelynek során a martenzites rozsdamentes acélt eltávolítják a rúdból, lemez, kovácsolás, vagy más félkész alapanyagot számítógéppel vezérelt vágószerszámok segítségével.
A közös műveletek közé tartozik fordulás, őrlés, fúrás, menetes, fúrás, őrlés, és többtengelyes megmunkálás.
A martenzites rozsdamentes acélt gyakran lágyított vagy lágyított állapotban megmunkálják a végső edzés előtt.
A nagyoló megmunkálást ezután követheti az edzés és a temperálás, befejező megmunkálással vagy köszörüléssel a végső méret- és felületi követelmények elérése érdekében.
Befektetési öntés
Befektetési öntés, más néven is ismert elveszett viaszöntés, martenzites rozsdamentes acél alkatrészeket gyárt részletes viaszmintázat létrehozásával, kerámiahéjat képezve a minta körül, a viasz eltávolítása, és az olvadt rozsdamentes acélt a kapott üregbe öntjük.
Az eljárás különösen hasznos a összetett geometriák, vékony szakaszok, belső részek, integrált főnökök, és nehezen megmunkálható profilok.
Homoköntés
Homoköntés homokformát használ az üreg kialakítására, amelybe olvadt martenzites rozsdamentes acélt öntenek.
Összehasonlítva a befektetési öntéssel, A homoköntés nagyobb rugalmasságot biztosít nagyobb alkatrészek és viszonylag egyszerű vagy közepesen összetett geometriák.
Széles körben használják ipari alkatrészekhez, ahol szerkezeti integritás van, alkatrész mérete, és a gyártási gazdaságosság fontosabb, mint a rendkívül finom felületi részletek.
Kovácsolás
Kovácsolás szabályozott képlékeny alakváltozással martenzites rozsdamentes acélt képez, általában megemelt hőmérsékleten.
Az anyagot a szerszámok vagy más szerszámok között összenyomják a kívánt geometria kialakításához.
A kovácsolás kifinomult és irányított mikrostruktúrát hozhat létre, miközben csökkenti a belső porozitást és javítja a szerkezeti integritást.
Ezért gyakran választják a kitett alkatrészekhez Magas mechanikus terhelések, hatás, nyomás, vagy ciklikus feszültségek.
A tipikus kovácsolt alkatrészek közé tartoznak a tengelyek, szelepszár, szivattyú tengelyek, rögzítőelemek, szerelvények, és nagy szilárdságú mechanikai alkatrészek.
Por kohászat
Porkohászat magas széntartalmú martenzites minőségeket, például 440C-t állít elő rendkívül egyenletes keményfém eloszlású és finom szemcsés szerkezettel, kopásállóságban és méretstabilitásban felülmúlja a kovácsolt anyagokat.
Az eljárás ideális kicsiknek, összetett, nagy kopású alkatrészek, ahol a hagyományos megmunkálás mérhetetlenül drága lenne.
8. Felületkezelés és felülettervezés
A martenzites rozsdamentes acélok kompatibilisek a felületkezelés és mérnöki kezelések teljes skálájával a megjelenés javítása érdekében, korrózióállóság és kopásállóság:
- Malom befejezése: Szabványos hengerelt vagy kovácsolt felület ipari szerkezeti alkatrészekhez
- Mechanikus polírozás / tükör kivitel: A magas széntartalmú anyagok optikai minőségű tükörfelületekre polírozhatók, a sebészeti műszerek és a csúcsminőségű evőeszközök szabványává teszik őket
- Csiszolt / szatén kivitel: Irányított texturált felület kéziszerszámokhoz és dekorációs vasalatokhoz
- Passziválás: Vegyi kezelés a szabad vas eltávolítására és a passzív oxidréteg fokozására, A korrózióállóság javítása
- Elektropropolising: Rendkívül sima, korrózióálló felületkezelés orvosi és élelmiszerrel érintkező alkatrészekhez
- Kemény bevonatok: DLC, A TiN és króm-karbid bevonatok tovább növelik a felületi keménységet és csökkentik a súrlódást erősen kopó csapágyazási és vágási alkalmazásoknál
9. A martenzites rozsdamentes acél alkalmazásai
A martenzites rozsdamentes acélt széles körben használják ott, ahol az alkatrész nagy szilárdság kombinációját igényli, keménység, kopásállóság, mérsékelt korrózióállóság, és a mérési stabilitás.
Szelepek és folyadékszabályozó berendezések
A martenzites rozsdamentes acélt széles körben használják szelepszár, szelep trim, ülések, tengelyek, és egyéb belső alkatrészek.
Nagy keménysége segít ellenállni az eróziónak, kopás, és ismételt mechanikai érintkezés, míg korrózióállósága sok vízben védelmet nyújt, gőz, és ipari-folyékony környezetekben.
A tipikus összetevők közé tartozik:
- Szelepszár
- Szelepgolyók és trim
- Ülések
- Szivattyú tengelyek
- Járókerék
- Perselyek
- Viseljen gyűrűt
Evőeszközök és Vágóeszközök
A magas széntartalmú martenzites minőségek különösen fontosak a késeknél és a vágási alkalmazásoknál.
420 széles körben használják általános célú pengékhez, míg 440A, 440B, és 440 C nagyobb keménységet és kopásállóságot biztosíthat.
A legfontosabb előnyök a következők:
- Magas éltartás
- Nagy keménység
- A deformációval szembeni ellenállás
- Jó kopásállóság
- Megfelelő korrózióállóság a hagyományos szénacélokhoz képest
Csapágyak és precíziós kopó alkatrészek
Magas széntartalmú martenzites rozsdamentes acélok, különösen 440 C, korrózióálló csapágyalkatrészekhez használják.
A tipikus alkalmazások között szerepel:
- Csapágygolyók
- Csapágyversenyek
- Precíziós görgők
- Perselyek
- Viseljen gyűrűt
- Műszer csapágyak
Orvosi és sebészeti műszerek
A martenzites rozsdamentes acélokat széles körben használják sebészeti műszerekben, mivel kombinálhatók keménység, élmegtartás, erő, korrózióállóság, és sterilizációs képesség.
Az alkalmazások tartalmazzák:
- Sebészeti olló
- Műtéti pengék
- Csipesz
- bilincsek
- Fogászati műszerek
- Vágóeszközök
Autóipari alkatrészek
A martenzites rozsdamentes acél mechanikai terhelésnek kitett autóalkatrészekben használható, melegít, viselet, és korrozív környezetek.
Az alkalmazások tartalmazzák:
- Tengelyek
- Szelep alkatrészek
- Szivattyú alkatrészek
- Rögzítőelemek
- Kipufogógázzal kapcsolatos alkatrészek
- Mechanikus működtetők
- Kopásálló alkatrészek
Repülési és turbina alkatrészek
Válogatott martenzites rozsdamentes acélokat használnak repülési és energetikai berendezésekben, ahol nagy szilárdság és méretstabilitás szükséges.
A pályázatok tartalmazhatnak:
- Turbina alkatrészek
- Tengelyek
- Rögzítőelemek
- Szivattyú alkatrészek
- Működtető alkatrészek
- Nagy szilárdságú mechanikus alkatrészek
Energia, Szivattyú, és hidroelektromos berendezések
A martenzites rozsdamentes acélok az energiatermelő és vízkezelő berendezésekben is fontosak.
A szereposztás fokozata CA-6NM, például, egy alacsony szén-dioxid-kibocsátású martenzites rozsdamentes acél, amely nikkelt és molibdént tartalmaz, és széles körben kötődik hidraulikus turbina futók, szivattyú alkatrészek, és vízkezelő berendezések.
10. A martenzites rozsdamentes acél előnyei és korlátai
A martenzites rozsdamentes acélt fejlődőképessége különbözteti meg a többi rozsdamentes acélcsaládtól nagy szilárdság és keménység az oltás és temperálás révén.
Ez különösen alkalmassá teszi a kopásnak kitett alkatrészekhez, mechanikai terhelés, vágás, hatás, és ismételt érintkezés.
Viszont, ugyanazok a kohászati jellemzők, amelyek nagy keménységet biztosítanak, csökkenthetik a rugalmasságot, szívósság, korrózióállóság, és hegeszthetőség.
Legfontosabb előnyök
- Az egyetlen rozsdamentes acél család, amely hőkezeléssel edzhető, -tól hangolható keménységgel 20 HRC to 62 HRC
- Kiváló kopásállóság és felületi keménység, 5– 10-szer jobb, mint az ausztenites rozsdamentes acélok
- 2– 3-szor nagyobb szilárdság, mint a szabványos ausztenites minőségek edzett állapotban
- Mérsékelt korrózióállóság, lényegesen jobb, mint a sima szénacél
- Természetesen mágneses, alkalmas mágneses alkatrészek alkalmazására
- Kiváló polírozhatóság magas fényű tükörfelületekre
- Alacsonyabb költség, mint a magasan ötvözött ausztenites és duplex rozsdamentes acélok az egyenértékű szilárdságért
Belső korlátok
- Alacsonyabb általános és lyukkorrózióállóság, mint a 304/316 austenit osztályok; nem alkalmas magas kloridtartalmú és erős savas környezetben
- Gyenge hegeszthetőség, amely előmelegítést és hegesztés utáni temperálást igényel a repedés elkerülése érdekében
- Az optimális tulajdonságok eléréséhez hőkezelést igényel, feldolgozási költség és átfutási idő hozzáadásával
- Alacsonyabb alakíthatóság és szívósság, mint az ausztenites rozsdamentes acélok edzett állapotban
- Meghatározott hőmérsékleti tartományokban érzékeny a ridegségre
- Korlátozott mélyhúzási és hidegalakítási képesség
11. Martenzit vs. Ausztenites vs. Ferrit rozsdamentes acél
A három fő rozsdamentes acél család elsősorban mikroszerkezetében különbözik egymástól, hőkezelési reakció, erő, korrózióállóság, hajlékonyság, mágneses viselkedés, és hegeszthetőség.
A következő táblázat az anyagválasztás szempontjából leginkább releváns műszaki jellemzőkre összpontosít.
| Ingatlan | Martenzitikus rozsdamentes acél | Austenit rozsdamentes acél | Ferrit rozsdamentes acél |
| Tipikus osztályok | 410, 420, 431, 440A/440C | 304, 304L, 316, 316L, 321 | 409, 430, 439, 441, 444 |
| Kristályszerkezet | BCT martenzit keményedés után | FCC austenit | BCC -ferrit |
| Tipikus Cr tartalom | ~11,5–18 tömeg% | ~16-26 tömeg% | ~10,5–30 tömeg% |
| Hőkezeléssel végzett edzés | Kiváló; eloltott és edzett | Nem edzhető hagyományos oltással | Nem edzhető hagyományos oltással |
| Erő | Magas vagy nagyon magas | Mérsékelt; hideg megmunkálással elérhető nagyobb szilárdság | Mérsékelt |
| Keménység | Magas, jellemzően ~20-60+ HRC minőségtől és állapottól függően | Lágyított állapotban általában alacsonyabb | Általában mérsékelt |
| Hajlékonyság & Szívósság | Közepesen alacsonyig, ha erősen edzett | Kiváló | Mérsékelt |
| Korrózióállóság | Mérsékeltől jó | Kiválótól nagyon jóig | Jó sok légköri környezetben |
| Kopásállóság | Kikeményedett állapotban kiváló | Mérsékelt | Mérsékelt |
| Mágneses tulajdonságok | Mágneses | Lágyításkor általában nem mágneses | Mágneses |
| Hegesztés | Mérsékeltől szegények; hőkezelés szabályozására lehet szükség | Kiváló, különösen alacsony szén-dioxid-kibocsátású minőségek | Jó a mérsékelt |
| Megfogalmazhatóság | Mérsékelt; korlátozott súlyos formálás | Kiváló, beleértve a mélyrajzolást | Jó a mérsékelt |
Megmunkálhatóság |
Lágyítva jó; keményedés után nehéz | Mérsékelt; a munkaedzés megnehezítheti a megmunkálást | Általában jó vagy közepes |
| Alacsony hőmérsékletű teljesítmény | Fokozatfüggő; a magas széntartalmú minőségek korlátozott szívósságúak lehetnek | Kiváló | Korlátozottabb a képlékeny-törékeny átmenet miatt |
| Tipikus alkalmazások | Kés, tengelyek, szelepek, szivattyúk, csapágyak, műtéti eszközök, alkatrészeket visel | Vegyi berendezés, élelmiszer-feldolgozó berendezés, nyomó edények, csővezeték, építészeti alkatrészek | Autóipari kipufogórendszerek, készülékek, építészeti panelek, hőcserélők |
| Fő előny | Nagy szilárdság, keménység, és kopásállóság | Kiemelkedő korrózióállóság, hajlékonyság, szívósság, és hegeszthetőség | Jó korrózióállóság, alacsony hőtágulás, mágneses tulajdonságok, és a költséghatékonyság |
| Fő korlátozás | Alacsonyabb korrózióállóság és hegeszthetőség | Alacsonyabb keménység lágyított állapotban; A Ni-tartalmú minőségek drágábbak lehetnek | Alacsonyabb szívósság és alakíthatóság, mint az ausztenites minőségek |
12. Egyedi martenzites rozsdamentes acél alkatrészek a LangHe-től
LangHe személyre szabott gyártási megoldásokat kínál martenzites rozsdamentes acél alkatrészek, az anyagválasztás kombinálása, precíziós öntés, CNC megmunkálás, hőkezelés, és felületkezeléssel, speciális mechanikai és méretbeli követelményekhez szabott alkatrészek előállításához.
| Képesség | Részletek |
| Martenzites rozsdamentes acél minőségek | 410, 420, 431, 440A, 440B, 440C és kiválasztott öntött martenzites minőségek |
| Gyártási folyamatok | Befektetési öntés, homoköntés, CNC fordulás, CNC őrlés, fúrás, köszörülés és a kapcsolódó másodlagos műveletek |
| Hőkezelés | Lágyítás, megkeményedés, oltás és temperálás a minőség és a szükséges mechanikai tulajdonságok szerint |
| Megmunkálás | CNC fordulás, őrlés, fúrás, menetes, fúrás, köszörülés és precíziós kikészítés |
Felületi kikészítés |
Polírozás, őrlés, passziválás és kiválasztott funkcionális felületkezelések |
| Alkatrész típusok | Szelep alkatrészek, szivattyú alkatrészek, tengelyek, perselyek, kopó alkatrészek, mechanikus szerelvények, szerszámok és precíziós ipari alkatrészek |
| Minőség -ellenőrzés | ISO 9001:2015 tanúsított; 100% NDT és méretvizsgálat. |
| Testreszabás | Gyártás vevői rajzok szerint, 3D CAD modellek, előírások, minták vagy alkalmazási követelmények |
13. Következtetés
A martenzites rozsdamentes acél egyedülálló és pótolhatatlan helyet foglal el a rozsdamentes acél családban.
Az egyetlen rozsdamentes acél, amely hőkezeléssel edzhető, hogy nagy szilárdságot és kiváló kopásállóságot érjen el, kitölti a kritikus teljesítménybeli rést a sima szénacélok és a korrózióálló ausztenites rozsdamentes acélok között.
Korrózióállósága alacsonyabb, mint a 304 és 316 austenit osztályok, de olyan szilárdságot és kopási teljesítményt nyújt, amelyhez semmilyen ausztenites vagy ferrites minőség nem fér hozzá.
A mindennapi evőeszközöktől a precíziós sebészeti eszközökig, az ipari szelepektől az energiatermelő turbinalapátokig, A martenzites rozsdamentes acélok célzott teljesítményt nyújtanak, ahol a mérsékelt korrózióállóságot nagy szilárdsággal és kopásállósággal kell párosítani.
Ahogy az ötvözettervezés és a hőkezelési technológia folyamatosan fejlődik, új edzett, A nagy tisztaságú és csapadékban keményített martenzites minőségek tovább bővítik az anyagcsalád alkalmazási körét, megerősíti státuszát a globális rozsdamentes acél ökoszisztéma lényeges ágaként.
GYIK
Mi a különbség a martenzites és az ausztenites rozsdamentes acél között??
A martenzites rozsdamentes acél hőkezeléssel edzhető, mágneses, és közepesen ellenáll a korróziónak.
Az ausztenites rozsdamentes acél hőkezeléssel nem edzhető, nem mágneses, és kiváló korrózióállósággal rendelkezik.
Az evőeszközökhöz martenzites minőséget használnak, szelepek, és csapágyak; az ausztenites minőségeket vegyi anyagokhoz használják, élelmiszer, és tengeri alkalmazások.
A martenzites rozsdamentes acél hegeszthető?
Igen, de óvatosan. Előmelegítés és hegesztés utáni hőkezelés szükséges a repedések megelőzéséhez és a mechanikai tulajdonságok helyreállításához.
Martenzites rozsdamentes acél mágneses?
Igen. Minden martenzites rozsdamentes acél ferromágneses (erősen vonzódnak a mágnesekhez).
Martenzites rozsdamentes acél rozsdamentes?
A martenzites rozsdamentes acél agresszív körülmények között foltosodhat és korrodálhat.
Normál légköri és édesvízi környezetben ellenáll a rozsdának, de magas sótartalmú anyagokban felületi foltosodás és foltosodás alakul ki, erős savas vagy nehézipari környezetben.
Nem alkalmas hosszan tartó tengervízbe merítésre vagy folyamatos klorid expozícióra.
A martenzites rozsdamentes acél hőkezelhető?
Igen. A hőkezelés ennek a rozsdamentes acélcsaládnak az egyik meghatározó jellemzője.
Az évfolyamtól függően, az edzést követő megeresztés jelentősen növelheti a keménységet, szakítószilárdság, és kopásállóság.
Melyik martenzites rozsdamentes acél a legkeményebb?
A gyakori martenzites rozsdamentes acélok között, 440C az egyik legmagasabb széntartalmú minőség, és megfelelő hőkezelés után nagyon magas keménységet érhet el.
Nagy keménysége különösen alkalmassá teszi csapágyazásra, vágószerszámok, kopó alkatrészek, és csúcsminőségű pengék.
