Коли сталевий продукт швидко охолоджується (гасить) при дуже високій температурі, встановлюється специфічна кристалічна конструкція, відома як маренситна сталь. Ця структура, відома як "мартенсит," надає сталі певні особливі якості. Це важлива структура матеріалів із чорних металів, зокрема це стосується перенасиченого твердого розчину вуглецю в -Fe. Це відкриття вперше було відкрито німецьким металургом Адольфом Мартенсом (1850-1914) у 1890-х, а пізніше француз Ф. Осмонд назвав його мартенситом на честь свого першовідкривача.
Малюнок 1: Схема мартенситної сталевої мікроструктури. Феррит і бейніт також можуть бути знайдені в невеликих кількостях.
Малюнок 2: Мікроструктура MS 950/1200
Малюнок 3: Порівняння кривих напружених деформацій для м'якої сталі, HSLA 350/450 та MS 950/1200.
Нижче наведено детальний аналіз мартенситу
визначення:
Процес нагрівання, а потім швидко охолоджуючи (гасіння) сталі для виробництва мартенситної кристалічної структури сам по собі виробляє мартенситну сталь, тверду, міцну сталь з високим вмістом вуглецю.
1. Основні характеристики:
Твердість:
Відомо, що він дуже твердий для мартенситної сталі. Процес загартування перетворює атоми вуглецю в структуру, яка протистоїть деформації, роблячи сталь міцною та довговічною. Оскільки існує хороша лінійна залежність між мартенситною твердістю та межею текучості, їх можна обговорювати одночасно.
Твердість мартенситу: найважливішими властивостями мартенситу в сталі є висока твердість і міцність. Експерименти довели, що твердість мартенситу визначається вмістом в ньому вуглецю, а не вмістом легуючих елементів.
Міцність на розрив холодноутворених мартенситних сталевих листів для автомобілів може досягати 1700 МПа або навіть вище, що робить його найвищою міцністю сталі для холодного утворення. Це найвища міцність сталі серед високоміцних сталей, і це "найскладніша серед найскладніших". Окрім того, що "важка", мартенситна сталь також має багато переваг, таких як висока міцність на врожайність, без старіння, хороші властивості згинання та розширення отворів та хороша зварюваність.
Міцність
Складний і різноманітний механізм зміцнення мартенситу включає зміцнення субструктури, зміцнення старінням, зміцнення твердого розчину, зміцнення фазової зміни та зміцнення дрібного зерна. Разом ці системи надають мартенситу виняткову твердість і міцність. Шляхом регулювання хімічного складу сталі, техніки термічної обробки та інших факторів можна регулювати розвиток мартенситу та зміцнення в реальних умовах, виробляючи сталь із кращими механічними властивостями. Цей тип сталі міцний і здатний витримувати велику вагу. Він зазвичай застосовується до лез, інструментів та інших компонентів, які піддаються високому тиску або зношенню.
Мандрівка
Мартенситна сталь міцна, але може бути більш крихкою, ніж інші види сталі. Якщо не поводитися належним чином, він може тріснути або зламатися під впливом удару або сили.
Магнітний
Мартенситна сталь - це магнітна, що є особливістю, яка може бути корисною в певних додатках.
Корозійна стійкість
Мартенситні сталі часто менш стійкі до корозії, ніж інші нержавіючі сталі, такі як аустенітна сталь. Однак деякі сорти мартенситної сталі все ще використовуються в умовах, які потребують легкої стійкості до корозії.
Термічна обробка
Мартенситну сталь можна термічно обробити (загартувати), щоб змінити її твердість і міцність, що дозволяє виробникам пристосовувати її якості для конкретних застосувань.
2. Організаційна форма
У сталі є дві основні організаційні форми мартенситу:
Торговельний мартеніт: Токлі приблизно однакового розміру поєднуються у спрямовані, паралельні пучки мартенситу (групи). Коли фракція вуглецевої маси в сталі нижче 0. 25%, це в основному мартенсит, тому його також називають мартенситом з низьким вмістом вуглецю.
Лускатий мартенсит: його тривимірна форма являє собою тонку подвійну опуклу лінзу. Під металографічним мікроскопом його поперечний переріз зазвичай має форму хрестоподібної голки або бамбукового листа. Сталь також відома як високовуглецевий мартенсит, оскільки це переважно пластинчастий мартенсит, коли масова частка вуглецю перевищує 1.0%.
3. Умови формування
Формування мартенситу вимагає певної швидкості охолодження та глибоких умов для переохолодження. Зокрема, сталь повинна нагріватися до стану аустеніту і згодом охолодити до температури нижче точки MS зі швидкістю швидше, ніж критична швидкість охолодження сталі. Глибоке переохолодження забезпечує зменшення вільної енергії системи, а також забезпечує достатню фазову рушійну силу для виробництва мартенситу.
4. Продуктивність та додатки
Виконання: Хоча мартенсит, особливо високовуглецевий пластинчастий мартенсит-це відомий своєю великою силою та твердістю, це також важка і крихка структура.
Застосування: У промислових умовах, де необхідні висока міцність, твердість та стійкість до зносу, разом із помірною стійкістю до корозії часто використовується мартенситна нержавіюча сталь.
· Ріжучі інструменти (наприклад, опорні свердла)
· Деталі машин (наприклад, автомобільні деталі, медичні пристрої, шестерні, вали)
· Частини літаків (наприклад, аерокосмічні компоненти)
· Леза (наприклад, ножиці, бритви)
5. Примітки
Коли в процесі загартування аустеніт перетворюється на мартенсит, об'єм заготовки збільшується. Це може призвести до внутрішньої напруги, що є однією з причин більшої ймовірності виникнення деформації та тріщин під час загартування. Численні змінні, такі як температура, швидкість охолодження та хімічний склад сталі, впливають на продуктивність і використання мартенситу.
Одним словом, мартенситна сталь, як важлива структура в матеріалах з чорних металів, має унікальні властивості та цінність застосування. У практичних застосуваннях необхідно вибрати відповідні матеріали та умови процесу відповідно до конкретних потреб, щоб отримати мартенситні структури з необхідними властивостями.
Мартенситна сталь для автомобільної промисловості
Мартенситні сталі широко використовуються в автомобільній промисловості завдяки їх винятковій силі та твердості. Ці властивості роблять їх ідеальними для критично важливих для безпеки компонентів, особливо там, де опір впливу та структурна цілісність є важливими. Мартенситні мікроструктури можна досягти під час гарячого штампування сталей, що загрожує пресами.
Приклади виробничих оцінок та застосувань
| Сорт | Типові автомобільні програми |
|---|---|
| MS 950/1200 | Поперечини, бічні балки, бамперні балки, посилення бампера |
| МС 1150/1400 | Зовнішні панелі Rocker, бічні промені вторгнення, бамперні промені, арматура бампера |
| МС 1250/1500 | Бічні захисні балки, бамперні балки, посилення бампера |
Специфікації для холоднокатаної мартенситної сталі 1-го покоління
Виробники автомобілів часто використовують мартенситні марки сталі, які відповідають певним вимогам міцності на розрив. Нижче наведено деякі загальні специфікації, що описують холоднокатані мартенситні сталі без покриття:
ASTM A980m: класи 130 [900], 160 [1100], 190 [1300] і 220 [1500].
VDA239-100: включає такі терміни, як CR860Y1100T-MS, CR1030Y1300T-MS, CR1220Y1500T-MS і CR1350Y1700T-MS.
SAE J2745: З мартенситними оцінками, такими як MS 900T/700Y, 1100T/860 Y, 1300T/1030Y та 1500T/1200Y.
Ці стандарти задовольняють особливі вимоги автовиробників щодо міцності на розрив і конструктивних характеристик.
Шукаєте надійну автомобільну сталь? контактПроміжноДля спеціальних оцінок та розмірів!
