Ak je oceľový produkt rýchlo ochladený (zhasnutý) pri veľmi vysokej teplote, je stanovená špecifická kryštalická štruktúra známa ako martenzitická oceľ. Táto štruktúra, známa ako “martenzit„Ponúka oceľové určité špeciálne vlastnosti. Je to dôležitá štruktúra materiálov železničných kovov, konkrétne odkazujú na presýtené pevné riešenie uhlíka v -Fe. Tento objav bol prvýkrát objavený nemeckým metalurgistom Adolf Martens (1850-1914) v 90. roky 20. storočia a neskôr ho Francúz F. Osmond vymenoval Martensite, aby si pripomenul svojho objaviteľa.
Obrázok 1: Schéma mikroštruktúry martenzitickej ocele. Ferrit a bainit sa nachádzajú aj v malých množstvách.
Obrázok 2: Mikroštruktúra MS 950/1200
Obrázok 3: Porovnanie kriviek napätia a deformácie pre jemnú oceľ, HSLA 350/450 a MS 950/1200.
Nasleduje podrobná analýza martenzitu
Definícia:
Proces vykurovania a potom rýchlo chladiacej (ochladzovacej) ocele na výrobu martenzitickej kryštálovej konštrukcie samo osebe produkuje martenzitickú oceľ, tvrdú a robustnú oceľ s vysokým obsahom uhlíka.
1. Kľúčové charakteristiky:
Tvrdosť:
Je známe, že je veľmi ťažký pre martenzitický oceľový materiál. Proces ochladzovania stuhne atómy uhlíka do štruktúry, ktorá odoláva deformácii, vďaka čomu je oceľ robustná a odolná. Pretože existuje dobrý lineárny vzťah medzi tvrdosťou martenzitu a silou výnosu, o týchto dvoch rokoch je možné diskutovať súčasne.
Tvrdosť martenzitu: Najdôležitejšie vlastnosti martenzitu v oceli sú vysoká tvrdosť a sila. Experimenty dokázali, že tvrdosť martenzitu je určená skôr obsahom uhlíka ako obsahom legédov.
Pevnosť v ťahu za studena tvarovaných martenzitických oceľových listov pre automobily môže dosiahnuť 1700 MPa alebo ešte vyššiu, čo z neho robí oceľ s najvyššou pevnosťou na formovanie za studena. Je to oceľ s najvyššou pevnosťou medzi oceľami s vysokou pevnosťou a je „najťažšia z najťažších“. Okrem toho, že je „tvrdá“, má martenzitická oceľ aj mnoho výhod, ako je napríklad vysoká výnosová pevnosť, žiadne starnutie, dobré vlastnosti ohýbania a rozširovania otvorov a dobré zvárateľnosť.
Pevnosť
Komplexný a rôznorodý mechanizmus posilňovania martenzitu zahŕňa posilnenie podštruktúry, posilnenie veku, posilnenie tuhého roztoku, posilnenie fázových zmien a posilnenie jemného zŕn. Tieto systémy spoločne dávajú martenzitu jeho výnimočnú tvrdosť a silu. Úpravou chemického zloženia ocele, techniky tepelného spracovania a ďalších faktorov môže byť vývoj a posilnenie martenzitu regulované v aplikáciách v reálnom svete, čím sa vyrábajú oceľ s lepšími mechanickými vlastnosťami. Tento druh ocele je silný a schopný nosiť ťažké hmotnosti. Bežne sa používa na čepele, náradie a ďalšie komponenty, ktoré sú vystavené vysokému tlaku alebo opotrebeniu.
Krehkosť
Martenzitická oceľ je robustná, ale môže byť krehkejšia ako iné odrody ocele. Ak sa s nimi riadne manipuluje, môže to prasknúť alebo sa zlomiť pod nárazom alebo silou.
Magnetický
Martenzitická oceľ je magnetická, čo je vlastnosť, ktorá môže byť užitočná v určitých aplikáciách.
Odpor
Mmartenzitické ocele sú často menej odolné voči korózii ako iné nehrdzavejúce ocele, ako je austenitická oceľ. Niektoré stupne martenzitickej ocele sa však stále používajú v prostrediach, ktoré vyžadujú mierny odpor korózie.
Tepelné spracovanie
Martenzitická oceľ môže byť ošetrená tepelne (temperovaná), aby sa zmenila tvrdosť a húževnatosť, čo umožňuje výrobcom prispôsobiť svoje vlastnosti pre konkrétne aplikácie.
2. Organizačná forma
Existujú dve hlavné organizačné formy martenzitu v oceli:
Lath Martensite: Laths s približne rovnakou veľkosťou sa kombinujú do smerových, paralelných martenzitových zväzkov (skupiny). Ak je frakcia uhlíkovej hmoty v oceli pod 0. 25%, je to hlavne lath martenzit, takže sa tiež nazýva martenzitu s nízkym obsahom uhlíka.
Flake Martensite: Jeho trojrozmerný tvar je tenká dvojitá konvexná šošovka. Pod metalografickým mikroskopom má jeho prierez zvyčajne tvar krížovej ihly alebo bambusového listu. Oceľ je tiež známa ako martenzitu s vysokým obsahom uhlíka, pretože je to väčšinou lamelárny martenzit, keď je frakcia uhlíkovej hmoty vyššia ako 1. 0%.
3. Podmienky tvorby
Tvorba martenzitu si vyžaduje určitú rýchlosť chladenia a hlboké podmienky podchladenia. Konkrétne sa musí oceľ zahriať do stavu austenitu a následne sa ochladiť na teplotu pod bodom MS rýchlejšie rýchlejšie ako kritická rýchlosť chladenia ocele. Hlboké superkoadilovanie zaisťuje zníženie voľnej energie systému a zároveň poskytuje dostatočnú hnaciu silu fázovej transformácie pre výrobu martenzitu.
4. Výkon a aplikácie
Výkon: Aj keď martenzit-najmä s vysokým obsahom uhlíka lamelárneho martenzitu je známy svojou veľkou silou a tvrdosťou, je to tiež tvrdá a krehká štruktúra.
Aplikácia: V priemyselných prostrediach, kde je potrebná vysoká pevnosť, tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu, spolu s miernym odporom korózie sa často používa martenzitická nehrdzavejúca oceľ.
· Nástroje na rezanie (napr. Odpor. Vŕtačky)
· Časti stroja (napr. Automobilové diely, zdravotnícke pomôcky, prevodové stupne, hriadele)
· Časti lietadiel (napr. Aerospace komponenty)
· Čepele (napr. Nožnice, britvy)
5. Poznámky
Keď sa Austenit počas procesu ochladzovania zmení na martenzit, objem obrobku sa rozširuje. To môže viesť k vnútornému stresu, čo je jedným z dôvodov, prečo je deformácia a trhliny pravdepodobnejšie, že sa stanú počas ochladenia. Početné premenné, ako je teplota, tempo chladenia a chemický zloženie ocele, ovplyvňujú výkon a použitie martenzitu.
Jedným slovom má martenzitická oceľ ako dôležitá štruktúra v materiáloch železných kovov jedinečné vlastnosti a hodnotu aplikácie. V praktických aplikáciách je potrebné vybrať vhodné materiály a podmienky procesu podľa konkrétnych potrieb na prípravu martenzitických štruktúr s požadovanými vlastnosťami.
Martenzitická oceľ pre automobilové aplikácie
Martenzitické ocele sa v automobilovom priemysle široko používajú kvôli svojej výnimočnej sile a tvrdosti. Vďaka týmto vlastnostiam sú ideálne pre bezpečnostné kritické komponenty, najmä ak sú nevyhnutné rezistencia na náraz a štrukturálna integrita. Martenzitické mikroštruktúry sa dajú dosiahnuť pri pečiatke s tlakom tvrdiacimi oceľami.
Príklady produkčných stupňov a aplikácií
| Známka | Typické automobilové aplikácie |
|---|---|
| MS 950/1200 | Krížové členovia, bočné vnikne lúče, nárazníky, posilňovače nárazníka |
| MS 1150/1400 | Vonkajšie panely, bočné vnikne nosníky, nárazníky, výstuhy nárazníka |
| MS 1250/1500 | Bočné vnikne lúče, nárazníky, posilnenie nárazníka |
Špecifikácie pre studenú martenzitickú oceľ 1. generácie
Výrobcovia automobilov často využívajú známky martenzitickej ocele, ktoré spĺňajú špecifické požiadavky na pevnosť v ťahu. Nižšie sú uvedené niektoré bežné špecifikácie, ktoré opisujú nepotiahnuté martenzitické ocele valcované za studena:
ASTM A980M: Stupne 130 [900], 160 [1100], 190 [1300] a 220 [1500].
Vda 239-100: Zahŕňa výrazy ako CR 860 Y1100T-MS, CR1030Y1300T-MS, CR1220Y1500T-MS a CR1350Y1700T-MS.
SAE J2745: S Martenzitnými stupňami ako MS 900T/700Y, 1100T/860 y, 1300T/1030Y a 1500T/1200Y.
Tieto normy uspokojujú špecifické požiadavky výrobcov automobilov na pevnosť v ťahu a štrukturálny výkon.
Hľadáte spoľahlivú automobilovú oceľ? KontaktPromisteelPre vlastné známky a veľkosti!
