عملیات حرارتی ریخته گری فولاد ضد زنگ مارتنزیتی

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی به نوعی از فولاد ضد زنگ اطلاق می شود که ریزساختار آن عمدتاً مارتنزیت است. محتوای کروم فولاد ضد زنگ مارتنزیتی در محدوده 12 تا 18 درصد است و عناصر آلیاژی اصلی آن آهن، کروم، نیکل و کربن است.

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی می تواند خواص مکانیکی خود را از طریق عملیات حرارتی تنظیم کند و نوعی فولاد ضد زنگ قابل سخت شدن است. فولاد ضد زنگ مارتنزیتی را می توان با توجه به ترکیبات شیمیایی مختلف به فولاد کروم مارتنزیتی و فولاد کروم نیکل مارتنزیتی تقسیم کرد.

 

نماهای سریع از فولاد ضد زنگ مارتنزیتی
دسته بندی	فولاد ضد زنگ
تعریف	نوعی فولاد ضد زنگ سخت‌شدنی با ساختار مارتنزیتی
عملیات حرارتی	آنیل کردن، خاموش کردن، معتدل کردن
عناصر آلیاژی	Cr، Ni، C، Mo، V
قابلیت جوشکاری	بیچاره
مغناطیسی	متوسط
ساختار میکرو	عمدتاً مارتنزیتی
نمرات معمولی	Cr13، 2Cr13، 3Cr13
برنامه های کاربردی	تیغه توربین بخار، ظروف غذاخوری، ابزار جراحی، هوا فضا، صنایع دریایی

 

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی به نوعی از فولاد ضد زنگ اطلاق می شود که ریزساختار آن عمدتاً مارتنزیت است. محتوای کروم فولاد ضد زنگ مارتنزیتی در محدوده 12 تا 18 درصد است و عناصر آلیاژی اصلی آن آهن، کروم، نیکل و کربن است.

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی می تواند خواص مکانیکی خود را از طریق عملیات حرارتی تنظیم کند و نوعی فولاد ضد زنگ قابل سخت شدن است. فولاد ضد زنگ مارتنزیتی را می توان با توجه به ترکیبات شیمیایی مختلف به فولاد کروم مارتنزیتی و فولاد کروم نیکل مارتنزیتی تقسیم کرد.

1. فولاد کروم مارتنزیتی
فولاد کروم مارتنزیتی علاوه بر کروم حاوی مقدار مشخصی کربن نیز می باشد. محتوای کروم مقاومت به خوردگی فولاد را تعیین می کند. هر چه میزان کربن بیشتر باشد، استحکام، سختی و مقاومت در برابر سایش بالاتر است. ساختار معمولی این نوع فولاد مارتنزیت است و برخی نیز حاوی مقدار کمی آستنیت، فریت یا پرلیت هستند. عمدتاً برای ساخت قطعات، اجزا، ابزار، چاقوها و غیره استفاده می شود که به استحکام و سختی بالایی نیاز دارند، اما به مقاومت در برابر خوردگی بالا نیاز ندارند. گریدهای فولادی معمولی 2Crl3، 4Crl3، 9Crl8 و غیره هستند.

2. فولاد مارتنزیتی کروم نیکل
فولاد کروم نیکل مارتنزیتی شامل فولاد ضد زنگ سخت‌کننده رسوبی مارتنزیتی، فولاد ضد زنگ سخت‌کننده رسوبی نیمه آستنیتی و فولاد ضد زنگ ماراژینگ و غیره است که همگی از فولادهای ضد زنگ با استحکام بالا یا فوق‌استحکام هستند. این نوع فولاد دارای محتوای کربن کم (کمتر از 0.10٪) و حاوی نیکل است. برخی از گریدها نیز حاوی عناصر بالایی مانند مولیبدن و مس هستند. بنابراین، این نوع فولاد دارای استحکام بالایی است، در حالی که ترکیبی از استحکام و چقرمگی و همچنین مقاومت در برابر خوردگی است. عملکرد، قابلیت جوشکاری و غیره بهتر از فولاد کروم مارتنزیتی است. Crl7Ni2 متداول ترین فولاد ضد زنگ مارتنزیتی کم نیکل است.

مارتنزیترسوب سخت شدن ضد زنگفولاد معمولاً حاوی Al، Ti، Cu و سایر عناصر نیز می باشد. Ni3A1، Ni3Ti و سایر فازهای تقویت پراکندگی را بر روی ماتریس مارتنزیت از طریق سخت شدن بارش رسوب می دهد تا استحکام فولاد را بیشتر بهبود بخشد. فولاد ضد زنگ سخت شدن رسوب نیمه آستنیتی (یا نیمه مارتنزیتی)، زیرا حالت کوئنچ هنوز آستنیت است، بنابراین حالت کوئنچ شده هنوز می تواند سرد کار شود و سپس با درمان میانی، عملیات پیری و سایر فرآیندها تقویت شود. به این ترتیب آستنیت موجود در فولاد ضد زنگ سخت‌کننده رسوب مارتنزیتی را می‌توان پس از خاموش کردن مستقیماً به مارتنزیت تبدیل کرد که منجر به مشکل در پردازش و شکل‌دهی بعدی می‌شود. نمرات فولادی که معمولا استفاده می شود عبارتند از 0Crl7Ni7AI، 0Crl5Ni7M02A1 و غیره. این نوع فولاد دارای استحکام نسبتاً بالایی است که عموماً به 1200-1400 مگاپاسکال می رسد و اغلب برای ساخت قطعات سازه ای استفاده می شود که به مقاومت در برابر خوردگی بالا نیاز ندارند اما به استحکام بالایی نیاز دارند.

عملیات حرارتی متداول مورد استفاده برای فولاد ضد زنگ مارتنزیتی، عملیات خاموش کردن و تمپرینگ است. معمولاً خنک شدن در روغن یا هوا در دمای 950-1050 درجه سانتیگراد را انتخاب کنید. سپس در دمای 650-750 درجه سانتی گراد قرار دهید. عموماً باید بلافاصله پس از کوئنچ دمکرده شود تا از ترک خوردن ریخته گری در اثر تنش سازه کوئنچ شده جلوگیری شود.

ریخته گری فولاد ضد زنگ مارتنزیتی کم کربن با مقاومت بالا حاوی مقدار کمی نیکل، مولیبدن، سیلیکون و سایر عناصر آلیاژی دارای خواص مکانیکی جامع، خواص جوشکاری و مقاومت در برابر سایش پس از نرمال شدن و تمپر شدن است. چنین ریخته گری به طور گسترده ای در ریخته گری و ریخته گری انتگرال و پروانه های جوشکاری توربین های هیدرولیک بزرگ استفاده می شود. در این مورد، مشخصات عملیات حرارتی معمولاً انتخاب شده در دمای 950 - 1050 ℃ نرمال سازی و در دمای 600 -670 ℃ است.