Kun terästuote jäähdytetään nopeasti (sammutettu) erittäin korkeassa lämpötilassa, määritetään erityinen kiteinen rakenne, joka tunnetaan nimellä martensiittinen teräs. Tämä rakenne, joka tunnetaan nimellä "martensiitti" tarjoaa teräkselle tiettyjä erityisominaisuuksia. Se on tärkeä rautametallimateriaalien rakenne, mikä viittaa erityisesti ylikyllästettyyn kiinteään hiilen liuokseen -Fe:ssä. Tämän löydön löysi ensimmäisenä saksalainen metallurgi Adolf Martens (1850-1914) 1890-luvulla, ja ranskalainen F. Osmond nimesi sen myöhemmin martensiitiksi löytäjänsä muistoksi.
Kuva 1: Kaavio martensiittisesta teräsmikrorakenteesta. Ferriittiä ja bainiittia voidaan löytää myös pieninä määrinä.
Kuva 2: MS 950/1200: n mikrorakenne
Kuva 3: Mietoteräksen, HSLA 350/450 ja MS 950/1200 jännitys-venymäkäyrien vertailu.
Seuraava on yksityiskohtainen analyysi martensiitista
Määritelmä:
Lämmitysprosessi ja sitten nopeasti jäähdytysteräs (sammutus) martensiittisen kiderakenteen tuottamiseksi sinänsä tuottaa martensiittista terästä, kovaa, vankkaa terästä, jolla on korkea hiilipitoisuus.
1. Tärkeimmät ominaisuudet:
Kovuus:
Se tunnetaan erittäin kovana martensiittiselle teräsmateriaalille. Sammutusprosessi kiinteyttää hiiliatomit rakenteeseen, joka kestää muodonmuutoksia, mikä tekee teräksestä vankan ja kestävän. Koska martensiitin kovuuden ja myötölujuuden välillä on hyvä lineaarinen suhde, näistä kahdesta voidaan keskustella samanaikaisesti.
Martensiitin kovuus: Martensiitin tärkeimmät ominaisuudet teräksessä ovat korkea kovuus ja lujuus. Kokeet ovat osoittaneet, että martensiitin kovuus määräytyy sen hiilipitoisuuden eikä seosainepitoisuuden perusteella.
Autojen kylmämuovattujen martensiittisten teräslevyjen vetolujuus voi olla 1700 MPa tai jopa korkeampi, joten se on lujin teräs kylmämuovaukseen. Se on vahvin teräs lujimpien terästen joukossa, ja se on "kovin kovimmista". Sen lisäksi, että martensiittiset teräkset ovat "kovia", sillä on myös monia etuja, kuten korkea myötöraja, ei vanhenemista, hyvät kylmätaivutus- ja reiänlaajenemisominaisuudet sekä hyvä hitsattavuus.
Vahvuus
Martensiitin monimutkainen ja monipuolinen vahvistusmekanismi sisältää alarakenteen vahvistamisen, iän vahvistamisen, kiinteän liuoksen vahvistamisen, vaihemuutoksen vahvistamisen ja hienon viljan vahvistamisen. Yhdessä nämä järjestelmät antavat Martensitelle poikkeuksellisen kovuuden ja voimansa. Säätämällä teräksen kemiallista koostumusta, lämmönkäsittelytekniikkaa ja muita tekijöitä, martensiitin kehitystä ja vahvistamista voidaan säännellä reaalimaailman sovelluksissa, mikä tuottaa terästä parempia mekaanisia ominaisuuksia. Tällainen teräs on vahva ja kykenee kantamaan raskaita painoja. Sitä sovelletaan yleisesti teriin, työkaluihin ja muihin komponentteihin, joihin kohdistuu korkea paine tai kuluminen.
Haureus
Martensiittinen teräs on vankka, mutta se saattaa olla hauraampi kuin muut teräslajit. Jos sitä ei käsitellä asianmukaisesti, se voi halkeaa tai rikkoa iskun tai voiman alla.
Magneettinen
Martensiittiteräs on magneettista, mikä on ominaisuus, joka voi olla hyödyllinen tietyissä sovelluksissa.
Korroosionkestävyys
MMartensiittiset teräkset ovat usein vähemmän korroosionkestäviä kuin muut ruostumattomat teräkset, kuten austeniittiset teräkset. Joitakin martensiittisten terästen laatuja käytetään kuitenkin edelleen olosuhteissa, joissa vaaditaan lievää korroosionkestävyyttä.
Lämpökäsittely
Martensiittinen teräs voidaan hoitaa (karkaistu) sen kovuuden ja kovuuden muuttamiseksi, jolloin tuottajat voivat räätälöidä sen ominaisuuksia tiettyihin sovelluksiin.
2. Organisaatiomuoto
Teräksessä on kaksi tärkeintä organisaatiota martensiitin:
Listamartensiitti: Suunnilleen samankokoiset listat yhdistetään suuntautuneiksi, yhdensuuntaisiksi martensiittinipuiksi (ryhmiksi). Kun teräksen hiilimassaosuus on alle 0,25 %, se on pääosin rihmamartensiittia, joten sitä kutsutaan myös vähähiiliseksi martensiitiksi.
Flake Martensite: Sen kolmiulotteinen muoto on ohut kaksinkertainen kupera linssi. Metallografisen mikroskoopin alla sen poikkileikkauksella on tyypillisesti risti-neula- tai bambulehden muoto. Teräs tunnetaan myös korkean hiilen martensiitina, koska se on enimmäkseen lamelli martensiitti, kun hiilimassan fraktio on korkeampi kuin 1. 0%.
3. Muodostumisolosuhteet
Martensiitin muodostuminen vaatii tietyn jäähdytysnopeuden ja syvän alijäähdytysolosuhteet. Tarkemmin sanottuna teräs on lämmitettävä austeniittitilaan ja jäähdytettävä sen jälkeen Ms-pisteen alapuolelle nopeudella, joka on nopeampi kuin teräksen kriittinen jäähdytysnopeus. Syvä alijäähdytys varmistaa, että järjestelmän vapaata energiaa vähennetään samalla kun se tarjoaa riittävän faasimuunnosvoiman martensiitin tuotantoon.
4. Suorituskyky ja sovellukset
Suorituskyky: Vaikka martensiitti - erityisesti korkeahiilinen lamellimartensiitti - tunnetaan suuresta lujuudestaan ja kovuudestaan, se on myös kova ja hauras rakenne.
Sovellus: Teollisuusasetuksissa, joissa on tarpeen korkea lujuus, kovuus ja kulumiskestävyys yhdessä kohtalaisen korroosionkestävyyden kanssa, martensiittista ruostumattomasta teräksestä käytetään usein.
· Leikkaustyökalut (esim. vastus. porat)
· Koneen osat (esim. Autooten osat, lääkinnälliset laitteet, vaihteet, akselit)
· Lentokoneen osat (esim. ilmailu-avaruuskomponentit)
· Terät (esim. Sakset, partakoneet)
5. Muistiinpanot
Kun austeniitti muuttuu martensiitiksi karkaisuprosessin aikana, työkappaleen tilavuus laajenee. Tämä voi johtaa sisäiseen jännitykseen, mikä on yksi syy siihen, miksi muodonmuutoksia ja halkeamia tapahtuu todennäköisemmin sammutuksen aikana. Lukuisat muuttujat, kuten lämpötila, jäähdytysnopeus ja teräksen kemiallinen koostumus, vaikuttavat martensiitin suorituskykyyn ja käyttöön.
Sanalla, martensitic -teräksellä, rautametallimateriaalien tärkeänä rakenteena, on ainutlaatuiset ominaisuudet ja levitysarvo. Käytännön sovelluksissa on tarpeen valita sopivat materiaalit ja prosessiolosuhteet erityistarpeiden mukaan martensiittisten rakenteiden valmistelemiseksi vaadituilla ominaisuuksilla.
Martensiittista terästä autoteollisuuteen
Martensiittisia teräksiä käytetään laajalti autoteollisuudessa niiden poikkeuksellisen lujuuden ja kovuuden vuoksi. Nämä ominaisuudet tekevät niistä ihanteellisia turvallisuuden kannalta kriittisille komponenteille, varsinkin kun iskunkestävyys ja rakenteellinen eheys ovat tärkeitä. Martensiittiset mikrorakenteet voidaan saavuttaa puristuskarkaisujen terästen kuumaleimaamalla.
Esimerkkejä tuotantolaaduista ja sovelluksista
| Luokka | Tyypilliset autosovellukset |
|---|---|
| MS 950/1200 | Risti-jäsenet, sivun tunkeutumispalkit, puskurin palkit, puskurin vahvistukset |
| MS 1150/1400 | Rokkari ulkopaneelit, sivusisäiset palkit, puskurin palkit, puskurin vahvistukset |
| MS 1250/1500 | Sivun tunkeutumispalkit, puskurin palkit, puskurin vahvistukset |
Kylmävalssatun, ensimmäisen sukupolven martensiittisen teräksen tekniset tiedot
Autoteollisuuden valmistajat hyödyntävät usein martensiittisia teräsluokkia, jotka täyttävät erityiset vetolujuusvaatimukset. Alla on joitain yleisiä eritelmiä, jotka kuvaavat päällystämättömiä kylmävalssaisia martensiittisia teräksiä:
ASTM A980M: Luokat 130 [900], 160 [1100], 190 [1300] ja 220 [1500].
VDA 239-100: Sisältää termit, kuten CR860Y1100T-MS, CR1030Y1300T-MS, CR1220Y1500T-MS ja CR1350Y1700T-MS.
SAE J2745: Martensiittilaaduilla, kuten MS 900T/700Y, 1100T/860Y, 1300T/1030Y ja 1500T/1200Y.
Nämä standardit palvelevat autovalmistajien erityisiä vaatimuksia vetolujuudelle ja rakenteelliselle suorituskyvylle.
Etsitkö luotettavaa autoterästä? Ota yhteyttäPromisteelMukautetut arvosanat ja koko!
