فولاد مارتنزیتی چیست

فولاد مارتنزیتی

0

فولاد مارتنزیتی چیست

مقاومت در برابر خوردگی ، استحکام بالا ، مقاومت در برابر گرما و خاصیت بهداشتی از بسیاری از خصوصیات شناخته شده فولاد ضد زنگ است. تمایز بین پنج دسته اصلی فولاد ضد زنگ از ترکیب شیمیایی متفاوت هرکدام ناشی می شود.

فولاد مارتنزیتی چیست؟

 

مقاله رایگان : فولاد ضد زنگ مارتنزیتی به دلیل دوام ، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی ، گزینه مناسبی برای انواع مختلف برنامه ها است. ترکیب و خاصیت فولاد مارتنزیتی این مزیت را نسبت به سایر انواع فولاد در کارکردهای مختلف صنعتی دارد.

با توجه به ترکیب شیمیایی ، درمان گرما و پیری می تواند منجر به سخت شدن و تقویت فولاد مارتنزیتی شود. این روشها در ساخت شیرآلات و ابزارهای مکانیکی ، قطعات توربین ، ابزارهای پزشکی و سایر کاربردها و محصولات ، فولاد مارتنزیتی را به گزینه ایده آل تبدیل می کند.

ترکیب فلز مارتنزیتی

 

کروم معمولاً ۵/۱۱٪ از ترکیب فلز مارتنزیتی ، همراه با ۱٫۲٪ کربن و نیکل را تشکیل می دهد. در حالی که مقدار نیکل پایین تر آن را نسبت به سایر انواع فولاد ضد زنگ مقاوم به خوردگی می کند ، درصد بالای کربن باعث می شود که فولاد دارای یک ساختار مولکولی است که به خصوص مستحکم است.

منگنز ، نیکل و مولیبدن از دیگر عناصر آلیاژی در فولاد مارتنزیتی هستند.

پردازش فولاد ضد زنگ مارتنزیتی

 

خنک کننده سریع فولاد مارتنزیتی

استیل ضد زنگ نوع ۴۱۰ ، فولاد ضد زنگ ۴۲۰ و فولاد ضد زنگ ۴۴۰A از رایج ترین انواع فولادهای مارتنزیتی هستند. این فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی دقیقاً مانند آلیاژهای فولاد کربن بالا در برابر گرما واکنش نشان می دهند. مقدار کربن حداکثر سختی خاموش شده از فولاد ضد زنگ را مشخص می کند.

گرم کردن فولاد تا درجه حرارت بالا که پس از آن با سریع شدن سریع فرآیند انجام می شود باعث سخت شدن می شود. سختی پذیری بالای آلیاژهای مارتنزیتی به این معنی است که اغلب به آن “سخت شدن هوا” گفته می شود.

این ماده معمولاً در دماهای پایین مجدداً گرم می شود تا ریزساختار را تسکین دهد ، یا برای گرم کردن (نرم شدن) مواد برای رسیدن به سطح سختی متوسط ​​، در دمای کمی بالاتر مجدداً گرم می شود. این به دلیل ساختار شکننده ماده مارتنزنی سخت شده است.

گرم کردن آلیاژ درست در زیر دمای بحرانی آن باعث پخت فرآیند می شود. در مقابل ، خنک کننده طولانی تر پس از گرم کردن آلیاژ دقیقاً بالاتر از دمای بحرانی باعث پخت کامل می شود.

انواع فولاد مارتنزیتی

 

میزان کربن فلز مارتنزیتی به معنای آن است که می تواند به نوبه خود بیشتر به دو نوع مختلف تقسیم شود.

استیل کم کربن مارتنزیتی

 

با داشتن کربن کم بین ۰٫۰۵٪ تا ۰٫۲۵٪ ، نسخه های کم کربن فلز مارتنزیت پتانسیل بیشتری برای ساخت دارد ، مقاومت به خوردگی بالاتری را ارائه می دهد و عموماً قوی تر است.

فولاد مارتنزیتی با کربن بالا

 

فولاد مارتنزیتی با کربن بالا معمولاً از کربن بالاتری برخوردار است: بین ۰٫۶۱٪ و ۱٫۵۰٪. افزایش مقدار کربن باعث می شود فولاد با تقویت کربن ساختار مولکولی ، این فولاد را قوی تر کند. به دلیل شکننده تر بودن ، جوش دادن فولاد یا به راحتی شکل دادن به آن در اشکال دیگر کار سختی است.

نوع ۴۱۰ استیل ضد زنگ

 

فولاد ضد زنگ Type 410 یک درجه از جنس استنلس استیل مارتنزیتی است که به عنوان یک مارتنزیتیک هدف کلی در نظر گرفته می شود. می توان از آن در تولید پیستون ها و شیرآلات و همچنین بست ها ، فنرها ، پین ها ، کارد و چنگال ، سخت افزار ، کلیپ اسلحه ، قطعات میکرومتر ، تیغه های توربین ، میله های پمپ ، صفحه های زغال سنگ ، آجیل و پیچ و مهره ، اتصالات ، یاطاقان توپ ، پروانه استفاده کرد و شفت.

تغییر در عملیات حرارتی سخت کننده و معتدل سطح سختی متفاوتی را به همراه خواهد داشت.

نوع ۴۱۰ معمولاً به صورت آنیل ارائه می شود ، اما نوع ۴۱۰ را می توان با حداقل سختی RC35 برای سنجهای کمتر از ۰٫۰۴۰ تهیه کرد. ” نسخه نورد سرد با حداقل مقاومت کششی ۱۱۰۰۰۰ psi یکی دیگر از گزینه های عرضه است.

فولاد ضد زنگ نوع ۴۲۰

 

فولاد ضد زنگ Type 420 با پوشش گسترده ای از سطح سختی نسبتاً گسترده ، به هر دو شکل سخت شده و کم فشار ، دارای کربن ۰٫۱۵٪ تا ۰٫۴۵٪ کربن است.

عملیات حرارتی از جمله نورد سرد با حداقل مقاومت کششی ۱۲۰۰۰۰ psi به این معنی است که می توان از جنس استنلس استیل تیپ ۴۲۰ در مقادیر مختلف کربن برای تامین سختی خاص یا شرایط خاص مکانیکی تهیه کرد

سختی های مختلفی را می توان از طریق چرخه های عملیات حرارتی بدست آورد ، که باعث می شود نوع ۴۲۰ در جایی که محصولات مورد نیاز برای برنامه های خاص لازم هستند مطلوب باشد. این آلیاژ فولادی بین RC40-50 سخت می شود.

از جنس استنلس استیل نوع ۴۲۰ می توان در انواع کاربردها از جمله اتصال دهنده ها ، کارد و چنگال ، ابزار جراحی ، قطعات ماشین ، سلاح گرم ، بوش و برش دریچه استفاده کرد.

فولاد ضد زنگ نوع ۴۴۰

 

اگرچه از لحاظ شکل پذیری قابلیت شکل گیری محدودی دارد ، فولاد ضد زنگ Type 440A قابلیت سخت شدن بیشتری نسبت به Type 410 یا Type 420 دارد.

از نظر سخت افزاری بیش از RC50 ، این درجه از فولاد ضد زنگ بسیار مناسب برای جوشکاری در برنامه های تیغه است. به دلیل سختی بالای این درجه ، تیغه ها براق تر و طولانی تر باقی می مانند.

موارد استفاده معمولی عبارتند از:

  • بلبرینگ
  • کارد و چنگال
  • وسایل جراحی

در کاربردهایی که مقاومت در برابر خوردگی و سختی بالا اهمیت دارد ، از نوع ۴۴۰A نیز استفاده می شود.

سایر نمرات Martensitic

 

نمرات مارتنزیتی کمتر رایج با ترکیب شیمیایی مورد نیاز خاص و یا خواص مکانیکی نسبت به موارد ذکر شده در بالا نیز در بازار موجود است. با این حال متداول ترین انواع فولادهای مارتنزیتی نوع ۴۱۰ ، ۴۲۰ و ۴۴۰ هستند.

فولادهای ضد زنگ
فولادهای ضد زنگ

 

خصوصیات فلز مارتنزیتی

 

فولاد مارتنزیتی دارای خواص متعدد (علاوه بر استحکام آن) است که آن را از سایر انواع فولاد ضد زنگ متمایز می کند. با استفاده از طیف گسترده ای از برنامه ها ، از مقادیر فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی برای مقابله با شرایط خوردگی نسبتاً خفیف یا ایجاد حداکثر سختی و استحکام برای قطعات سرد تشکیل شده استفاده می شود.

از آنجا که آنها بسیاری از مشخصات مشابه را دارند ، در هنگام تولید سازنده آلیاژهای فولادی ، درجه های فلز مارتنزیتی به هم گروه می شوند.

قابلیت جوشکاری

 

بیشتر اشکال فولاد مارتنزیتی نسبت به جوش واکنش نشان نمی دهند زیرا به طور معمول شکننده هستند. هنگام خاموش شدن و خارش ، شکنندگی فولاد مارتنزیتی است که کاربردهای آن را افزایش می دهد.

روند خنک کننده و خنک کننده شامل گرم کردن فلز و سپس خنک کردن آن است تا سریع آن را در محل خود قرار دهید. فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی بالا با کربن بالا معمولاً برای کاربردهای جوش خورده توصیه نمی شوند ، با این وجود از جنس استنلس استیل نوع ۴۱۰ با نسبتاً آسان قابل جوشکاری است.جوشکاری ترمیت

مغناطیس

 

در صورت وجود آهن در آلیاژ فولاد مارتنزیتی ، ساختار مولکولی کریستالی مانند می تواند مغناطیسی باشد. بسیاری از انواع فولاد مارتنزیتی مغناطیسی هستند. این می تواند فلزات را آسان تر کند اما می تواند فرآیندهای تولید و جوشکاری را دشوارتر کند. فولادهای مارتنزیتی در هر دو حالت سخت شده و بازپخت مغناطیسی هستند.

شکل پذیری

 

توانایی ساخت فلز به اشکال مختلف بدون شکستن یا ترک خوردگی ، شکل پذیری آن نامیده می شود. با افزایش محتوای کربن آن ، شکل پذیری فولاد مارتنزیتی کاهش می یابد. در حالی که ممکن است ، اشکال کم کربن برای شکل دهی ایده آل نیست.

مقاومت بالا

 

فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی اغلب ، هرچند نه همیشه ، در زمانی که ویژگی های مکانیکی بالا لازم باشد استفاده می شوند. میزان مقاومت در برابر خوردگی کاربرد آنها را بیش از سایر آلیاژهای موجود در خانواده فولاد ضد زنگ محدود می کند.

لکه های زنگ زدگی سطحی اغلب در سطح آنها ظاهر می شود. آنها فقط در صورت نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و یا مقاومت در برابر افزایش مقیاس درجه حرارت ، می توانند در حالت آنیل استفاده شوند. بالاترین مقاومت در برابر خوردگی آنها در شرایط سخت یا کم فشار حاصل می شود.

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی آنیل

 

از آنجا که آنها بهترین ویژگی های شکل گیری را دارند ، درجه های مارتنزیتی معمولاً در شرایط آنیل شده به سازندگان عرضه می شوند. عملیات حرارتی سخت کننده معمولاً به دنبال تشکیل عملیات است.

در مقایسه با سری ۳۰۰ ، درجه های استنلس استیل آستنیتی ۴۱۰ و ۴۲۰ را می توان در شرایط سرد کار در سطح مقاومت کششی نسبتاً کم نیز بدست آورد.

فولاد مارتنزیتی چگونه با سایر انواع استیل ضد زنگ متفاوت است؟

 

انواع مختلف استیل ضدزنگ در ساختار شیمیایی و اجزای آن متفاوت است. این عوامل رفتار فولاد و کاربردهای احتمالی آن را تعیین می کنند.

استیل ضد زنگ آستنیتی

 

این نوع فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و یکی از پرکاربردترین انواع فولاد ضد زنگ است زیرا در مقایسه با سایر انواع فولاد ضد زنگ دارای کروم بالایی است. این فولادها همچنین از نیتروژن ، منگنز و نیکل تشکیل شده اند.

فولاد آستنیتی قابل جوشکاری است (برخلاف فولاد مارتنزیتی) ، قابل شکل و معمولاً غیر مغناطیسی. این گرما قابل درمان نیست – فقط با کار سرد قابل سخت شدن است.

فولاد ضدزنگ فریتیک

 

فولاد فریتیک کروم بالایی دارد و کربن کمی دارد. این بدان معنی است که فولاد فریتیک به اندازه فولاد مارتنزیتی قوی نیست (در نتیجه مقدار کم کربن) ، اما در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و مغناطیسی است.

بیشتر اوقات در وسایل آشپزخانه ، برای ساخت ماشین آلات صنعتی و در صنعت اتومبیل ، فولادهای فریتیک نیز از نظر گرما قابل استفاده نیستند. آنها تقریباً به طور انحصاری با خلوص آنیل پردازش می شوند.

فولاد ضد زنگ سخت بارش (PH)

 

فولاد ضد زنگ PH با افزودن مس ، مولیبدن ، آلومینیوم و تیتانیوم ، به خودی خود یا در هر ترکیبی ساخته می شود. این فلزات می توانند سه یا چهار برابر قوی تر از فولاد آستنیتی باشند و از مقاومت نسبتاً کمی برخوردار باشند.

به دلیل ترکیب منحصر به فرد از قدرت و شکل پذیری مناسب ، از فولاد PH به طور معمول در صنایع نفت و گاز ، هوافضا و هسته ای استفاده می شود.

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی سخت

 

فولاد مارتنزیتی پس از عملیات حرارتی قوی تر و سخت تر می شود که این یکی از اصلی ترین فواید آن است. هنگامی که گرم می شود و به سرعت خنک می شود ، اتم ها به آن تبدیل می شوند که به بدن چهارگوش محور معروف است ، یک موقعیت تحریف شده و باعث می شود فولاد سخت تر و قوی تر شود. برای سخت شدن فولاد مارتنزیتی می توان از فرآیندهای بی شماری استفاده کرد.

سخت شدن سن

 

با گرم کردن آن به منظور تشکیل رسوباتی که مانع از جابجایی نقص در ساختار مولکولی فولاد می شود ، فولاد سخت می شود. مهار این نقص باعث می شود فلز سخت تر و قوی تر شود. پس از گرم شدن ، سپس برای ساعت ها در دمای بالا ذخیره می شود تا زمانی که فرآیند ، که اغلب برای افزایش استحکام فولاد مارتنزیتی استفاده می شود ، کامل شود.

بازپخت

 

آنیل کردن شامل گرم کردن فولاد است تا ساختار مولکولی فولاد را یکدست تر کند و استرس را از بین ببرد. این منجر به فولاد نرم تر می شود که دستکاری آن راحت تر است.

خاموش و معتدل

 

خنک شدن و خنک کردن فرایندی است که فولاد را با گرم کردن ، سرمایش سریع و سپس دوباره گرم کردن فلز سخت می کند. این فلز پس از گرم کردن و سرمایش اولیه بسیار سخت اما شکننده است ، اما گرمایش دوم برای بازگرداندن فولاد به دمایی است که در آن انعطاف پذیر است.

خلاصه

 

انواع و درجه های مختلفی از فولاد ضد زنگ وجود دارد که در پنج دسته اصلی قرار می گیرد. بسیاری از ویژگی های بارز فولاد ضد زنگ آن را برای طیف گسترده ای از برنامه های مختلف ایده آل می کند. فولاد ضد زنگ مارتنزیتی یک فولاد همه کاره است که کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف دارد.

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی بسیار پاسخگو به اشکال مختلف تصفیه حرارتی است که می تواند باعث افزایش سختی ، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی شود. استحکام و مقاومت در برابر خوردگی از جنس استنلس استیل Martensitic برای کاربردهای دریایی ، صنعتی و پزشکی ایده آل است در حالی که تطبیق پذیری آن می تواند آن را به عنوان یک راه حل برای تعدادی از مشکلات به وجود آورد.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.