Varmebehandlingsegenskaper og ytelsesegenskaper til ferritisk og martensittisk rustfritt stål
3. Ferritisk rustfritt stål
Ferritisk rustfritt stål har krom som hovedelement, med et innhold på 12% til 30% Cr. Denne typen stål har en enkeltfasestruktur, ingen faseovergang og sterke magnetiske egenskaper. Dens vanlige stålkvalitet er 430. Den billigere rustfrie ståltypen 409 ble utviklet av USA på 1960-tallet for å redusere prisen på rustfritt stål. Den er mye brukt i lyddempere og kloakkrør for biler og motorsykler, og er også i kategorien ferritisk rustfritt stål.
Denne typen stål har lav styrke og kan i likhet med austenittisk stål ikke forsterkes ved varmebehandling. I tillegg er kornveksten forårsaket av varmebehandling raskere enn for austenittisk stål og kornstørrelsen er større. Derfor, for å unngå kornvekst og austenittfasetransformasjon under varmebehandling, bør temperaturen ikke være for høy. Vanligvis overstiger ikke maksimal temperatur for varmebehandlingen 850 grader. Tabell 4 viser temperaturområdet for ferritiske rustfrie stål.
Tabell 4: Temperaturområder for ferritisk rustfritt stål
Når ferritisk rustfritt stål behandles, er det nødvendig å holde oppholdstiden ved en temperatur på 370 til 550 grader, spesielt høy-ferritisk rustfritt stål med høy krom. Hvis materialet holdes i et temperaturområde på 370 til 550 grader i lang tid, er det lett å utvikle et brudd på 475 grader, det vil si at hardheten øker, forlengelsen avtar betydelig, eller blir null, og korrosjonsmotstanden til materialet reduseres også. Eksperimenter har vist at etter at 27Cr stål er oppvarmet til 475 grader i 100 timer, øker strekkfastheten til materialet ved romtemperatur med 50 %, flytegrensen øker med 150 %, og forlengelsen blir null. I tillegg er sveiseytelsen til dette stålet ikke god (kornene i sveisevarmen-berørt sone er imponerende og sprø).
4. Martensittisk rustfritt stål
Egenskapene til martensittisk rustfritt stål er svært forskjellige fra de to første typene rustfritt stål. Denne typen rustfritt stål har et annet fasetransformasjonspunkt og kan herdes ved bråkjøling. I tillegg, på grunn av sitt høye krominnhold og gode seighet, kan dets styrke og seighet justeres innenfor et bredt område under herding. Derfor kan martensittisk rustfritt stål brukes som konstruksjonsstål og verktøystål.
Når martensittisk rustfritt stål brukes som verktøystål, er det i herdetilstand. For bråkjøling må temperaturen heves over det kritiske punktet slik at karbidene kan omdannes til austenitt. Når temperaturene heves for å smelte karbider, reduseres hastigheten for karbondifusjon. For å oppnå en jevn austenittstruktur er oppvarmingstemperaturen vanligvis 50 grader høyere enn den kritiske temperaturen, og det kreves en viss holdetid for å la karbidene smelte helt og jevnt. Selvfølgelig vil oppvarming for lenge eller ved for høy temperatur forårsake ujevn martensittdannelse og øke restaustenittstrukturen, og derved generere indre spenninger i materialet på grunn av forskjellen i ekspansjon. Martensittisk stål er en type stål som er følsom for termisk sprekkdannelse. Den har lav varmeoverføring ved lave temperaturer og er svært utsatt for sprekker når den varmes opp raskt. Derfor, når du bruker materialer med store deler, bør det forvarmes og deretter avkjøles raskt. Tabell 5 viser herdingstemperaturene til martensittiske rustfrie stål.
Tabell 5: Tempereringstemperaturer for martensittiske rustfrie stål
Ved bruk som konstruksjonsstål bør herding (herding og gløding) utføres i henhold til herding. Martensittisk rustfritt stål har temperament sprøhet, og temperaturen bør ikke være lavere enn 580 grader. Ved avkjøling fra tempereringstemperaturer brukes ofte oljekjøling for å unngå sprø varme; Det skal bemerkes at martensittisk rustfritt stål bør glødes like etter bråkjøling.
5. Forvitringsherdende- rustfritt stål
Selv om austenittisk, ferritisk og martensittisk rustfritt stål er mye brukt, har de fortsatt noen vanskeligheter med å bli brukt som konstruksjonsstål. Austenittisk rustfritt stål har en lav flytegrense på kun ca. 200N/mm2, og er ennå ikke egnet for bruk som konstruksjonsstål. Selv om martensittisk rustfritt stål kan oppnå høy flytestyrke ved varmebehandling som gløding og herding, er korrosjonsmotstanden dårlig. For applikasjoner som krever høy korrosjonsbestandighet og høy styrke, er det utviklet en ny type Cr-Ni rustfritt stål - værhardende-herding rustfritt stål (også kalt PH rustfritt stål).
Varmebehandlingen av den nye typen rustfritt stål inkluderer gløding, full gløding, løsningsgløding, aldringsgløding og transformasjonsavkjøling. Dens egenskaper er:
• Den er myk når den er moden og kan lett omarbeides.
• De nødvendige egenskapene kan oppnås ved passende aldringsbehandling.
• Den har samme korrosjonsbestandighet som lignende rustfrie stål, med forbedret motstand mot spenningskorrosjonssprekker.
• Transformasjonsslukking er prosessen med bråkjøling under en viss temperatur. Det mest brukte rustfrie stålet for nedbørsherding er martensittisk, og stålkvaliteten er 631 (0Crl7Ni7A1). Herding av denne typen stål innebærer bruk av en løsning først, oppvarming av materialet til 1000-1100 grader og deretter avkjøling raskt, og deretter utføre aldringsbehandling ved forskjellige temperaturer i henhold til de forskjellige kravene til maskinverktøyet, for eksempel 621 grader, 565 grader og 510 graders aldring.
Fra ovenstående analyse kan man se at utglødning av rustfritt stål er kompleks. Ulike utglødningsmetoder bør brukes i henhold til egenskapene til forskjellige stålkvaliteter for å møte de forskjellige kravene til brukere.
