فولاد مارتنزیتی (MS) چیست؟

هنگامی که محصول فولادی به سرعت خنک می شود (خاموش می شود) در دمای بسیار بالا ، یک ساختار کریستالی خاص معروف به فولاد مارتنزیتیک ایجاد می شود. این ساختار ، معروف به "مارتنزیت، "از فولاد خصوصیات ویژه خاصی را ارائه می دهد. این یک ساختار مهم از مواد فلزی آهنی است ، که به طور خاص به محلول جامد اشباع نشده کربن در -Fe اشاره می کند. این کشف برای اولین بار توسط آدولف مارتنز متالورژیست آلمانی ({1}}) کشف شد. 1890s و بعداً توسط فرانسوی F. Osmond به عنوان مارتنزیت نامگذاری شد تا از كشف خود یاد كند.

شکل 1: شماتیک ریزساختار فولاد مارتنزیتی. فریت و باینیت نیز ممکن است در مقادیر کمی یافت شوند.

شکل 2: ریزساختار MS 950/1200

اکنون تماس بگیرید

شکل 3: مقایسه منحنی های تنش-کرنش برای فولاد نرم، HSLA 350/450، و MS 950/1200.

در زیر ، تجزیه و تحلیل مفصلی از مارتنزیت است

تعریف:

فرآیند گرم کردن و سپس سرد کردن (کوئنچ) سریع فولاد برای تولید ساختار کریستالی مارتنزیتی به خودی خود فولاد مارتنزیتی را تولید می کند، فولادی سخت و مقاوم با محتوای کربن بالا.

1. ویژگی های کلیدی:

 سختی:

به دلیل سختی بسیار زیاد برای مواد فولادی مارتنزیتی شناخته شده است. فرآیند خاموش کردن، اتم‌های کربن را به ساختاری جامد تبدیل می‌کند که در برابر تغییر شکل مقاومت می‌کند و فولاد را قوی و بادوام می‌کند. از آنجایی که رابطه خطی خوبی بین سختی مارتنزیت و استحکام تسلیم وجود دارد، می توان این دو را به طور همزمان مورد بحث قرار داد.

سختی مارتنزیت: اساسی ترین خواص مارتنزیت در فولاد سختی و استحکام بالایی است. آزمایشات ثابت کرده اند که سختی مارتنزیت به جای محتوای عنصر آلیاژ آن توسط محتوای کربن آن تعیین می شود.

استحکام کششی ورق های فولادی مارتنزیتی با شکل سرد برای خودروها می تواند به 1700 مگاپاسکال یا حتی بیشتر برسد که آن را به بالاترین استحکام فولاد برای شکل دهی سرد تبدیل می کند. این فولاد در بین فولادهای پرمقاومت بالاترین استحکام است و "سخت ترین فولاد در بین سخت ترین ها" است. فولاد مارتنزیتی علاوه بر "سخت" بودن، مزایای زیادی نیز دارد، مانند استحکام تسلیم بالا، عدم پیری، خمش سرد خوب و خواص انبساط حفره ای و جوش پذیری خوب.

 قدرت

مکانیسم تقویتی پیچیده و متنوع مارتنزیت شامل تقویت زیرسازی، تقویت سن، تقویت محلول جامد، تقویت تغییر فاز و تقویت دانه ریز می باشد. این سیستم ها با هم به مارتنزیت سختی و استحکام استثنایی می بخشند. با تنظیم ترکیب شیمیایی فولاد، تکنیک عملیات حرارتی و سایر عوامل، توسعه و تقویت مارتنزیت را می توان در کاربردهای واقعی تنظیم کرد و فولادی با خواص مکانیکی بهتر تولید کرد. این نوع فولاد قوی است و قادر به تحمل وزن های سنگین است. معمولاً برای تیغه ها، ابزارها و سایر اجزایی که در معرض فشار یا سایش بالا هستند استفاده می شود.

شجاعت

فولاد مارتنزیتی قوی است، اما ممکن است شکننده تر از سایر انواع فولاد باشد. اگر به درستی نگهداری نشود، ممکن است در اثر ضربه یا نیرو ترک بخورد یا بشکند.

مغناطیسی

فولاد مارتنزیتی خاصیت مغناطیسی دارد که می تواند در کاربردهای خاصی مفید باشد.

مقاومت در برابر خوردگی

فولادهای mmartensitic اغلب نسبت به سایر فولادهای ضد زنگ مانند فولاد آستنیتی مقاوم در برابر خوردگی کمتر هستند. با این حال ، برخی از نمرات فولاد مارتنزیتی هنوز در تنظیماتی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی خفیف دارند استفاده می شود.

عملیات حرارتی

فولاد مارتنزیتی را می توان برای تغییر سختی و چقرمگی آن تحت عملیات حرارتی قرار داد و به تولیدکنندگان اجازه داد تا کیفیت آن را برای کاربردهای خاص تنظیم کنند.

2. فرم سازمانی

دو شکل اصلی سازمانی مارتنزیت در فولاد وجود دارد:

Lath Martensite: Laths با اندازه تقریباً یکسان به بسته های جهت دار و موازی مارتنزیت (گروه ها) ترکیب می شوند. هنگامی که کسر جرم کربن در فولاد زیر {0}} 25 ٪ است ، عمدتا مارتنزیت لاته است ، بنابراین به آن مارتنزیت کم کربن نیز گفته می شود.

مارتنزیت پولکی: شکل سه بعدی آن یک عدسی محدب دوتایی نازک است. در زیر میکروسکوپ متالوگرافی، مقطع آن معمولاً به شکل سوزنی متقاطع یا برگ بامبو است. فولاد همچنین به عنوان مارتنزیت پرکربن شناخته می شود، زیرا زمانی که کسر جرمی کربن بیشتر از 1 باشد، بیشتر مارتنزیت لایه ای است.{4}}%.

3. شرایط تشکیل

شکل گیری مارتنزیت به میزان خنک کننده خاصی و شرایط عمیق سوپراپینگ نیاز دارد. به طور خاص ، فولاد باید به حالت آستنیت گرم شود و متعاقباً در دمای زیر نقطه MS با سرعت سریعتر از نرخ خنک کننده بحرانی فولاد خنک شود. سوپرکول سازی عمیق تضمین می کند که انرژی آزاد سیستم کاهش می یابد و در عین حال نیروی محرکه تحول فاز کافی را برای تولید مارتنزیت نیز فراهم می کند.

4. عملکرد و برنامه های کاربردی

 عملکرد: اگرچه مارتنزیت-به ویژه مارتنزیت لاملار کربن بالا به دلیل قدرت و سختی زیاد خود مشهور است ، اما همچنین یک ساختار سخت و شکننده است.

 کاربرد: در تنظیمات صنعتی که در آن مقاومت بالا ، سختی و مقاومت در برابر سایش ضروری است ، همراه با مقاومت در برابر خوردگی متوسط ​​، از فولاد ضد زنگ مارتنزیتی استفاده می شود.

· ابزارهای برش (به عنوان مثال ، مقاومت. دریل)

قطعات دستگاه (به عنوان مثال ، قطعات خودرو ، وسایل پزشکی ، چرخ دنده ها ، شفت ها)

· قطعات هواپیما (به عنوان مثال ، اجزای هوافضا)

· تیغه ها (به عنوان مثال ، قیچی ، تیغ)

5. یادداشت ها

هنگامی که آستنیت در طی فرآیند کوئنچ به مارتنزیت تبدیل می شود، حجم قطعه کار افزایش می یابد. این می تواند منجر به استرس داخلی شود، که یکی از دلایلی است که باعث می شود تغییر شکل و ترک در هنگام خاموش کردن بیشتر اتفاق بیفتد. متغیرهای متعددی مانند دما، سرعت سرمایش و ترکیب شیمیایی فولاد بر عملکرد و استفاده از مارتنزیت تأثیر می‌گذارند.

در یک کلام، فولاد مارتنزیتی به عنوان یک ساختار مهم در مواد فلزی آهنی دارای خواص و ارزش کاربردی منحصر به فردی است. در کاربردهای عملی، انتخاب مواد و شرایط فرآیند مناسب با توجه به نیازهای خاص برای تهیه سازه های مارتنزیتی با خواص مورد نیاز ضروری است.

فولاد مارتنزیتی برای کاربردهای خودرو

فولادهای مارتنسیتی به دلیل قدرت و سختی استثنایی آنها در صنعت خودرو مورد استفاده قرار می گیرد. این خصوصیات آنها را برای مؤلفه های مهم ایمنی ایده آل می کند ، به ویژه در مواردی که مقاومت در برابر ضربه و یکپارچگی ساختاری ضروری است. ریزساختارهای مارتنزیتی را می توان در حین مهر و موم داغ فولادهای سخت کننده مطبوعات بدست آورد.

نمونه هایی از نمرات تولید و برنامه های کاربردی

مشخصات فولاد مارتنزیتیک نسل اول ، نسل اول

تولید کنندگان خودرو غالباً از نمرات فولادی مارتنزیتی استفاده می کنند که نیازهای خاص مقاومت کششی را برآورده می کنند. در زیر برخی از مشخصات متداول که فولادهای مارتنزیتی بدون سر و صدا را توصیف می کنند:

ASTM A980M: نمرات 130 [900] ، 160 [1100] ، 190 [1300] و 220 [1500].

VDA ٪7b٪7b0٪7d٪7d: شامل اصطلاحاتی مانند Cr {0}}} Y1100T-MS ، CR1030Y1300T-MS ، CR1220Y1500T-MS و CR1350Y1700T-MS است.

SAE J2745: با نمرات مارتنسیت مانند MS 900T/700Y ، 1100T/{3}}} y ، 1300T/1030y و 1500T/1200Y.

این استانداردها نیازهای خاص خودروسازان را برای استحکام کششی و عملکرد ساختاری برآورده می کند.

به دنبال فولاد قابل اعتماد خودرو هستید؟ تماسپرومیستیلبرای نمرات و اندازه های سفارشی!