Hvad er martensitisk stål (MS)

Når stålproduktet hurtigt afkøles (køles) ved en meget høj temperatur, etableres en specifik krystallinsk struktur kendt som martensitisk stål. Denne struktur, kendt som "Martensite, "Tilbyder stål visse specielle egenskaber. Det er en vigtig struktur af jernholdige metalmaterialer, der specifikt henviser til den overmættede faste opløsning af kulstof i -Fe. Denne opdagelse blev først opdaget af den tyske metallurgist Adolf Martens (1850-1914) i den 1890'erne og blev senere udnævnt til Martensite af franskmanden F. Osmond for at mindes om sin opdager.

Figur 1: Skematisk af en martensitisk stålmikrostruktur. Ferrit og bainit kan også findes i små mængder.

Figur 2: Mikrostruktur af MS 950/1200

Kontakt nu

Figur 3: En sammenligning af stress-belastningskurver for mildt stål, HSLA 350/450 og MS 950/1200.

Følgende er en detaljeret analyse af martensit

Definition:

Processen med opvarmning og derefter hurtig afkøling (quenching) stål for at producere en martensitisk krystalstruktur i sig selv producerer martensitisk stål, et hårdt, robust stål med et højt kulstofindhold.

1. Nøglekarakteristika:

 Hårdhed:

Det er kendt for at være meget hårdt for martensitisk stålmateriale. Slukningsprocessen størkner kulstofatomerne til en struktur, der modstår deformation, hvilket gør stålet robust og holdbart. Fordi der er et godt lineært forhold mellem martensit hårdhed og flydespænding, kan de to diskuteres samtidigt.

Hårdhed af martensit: De vigtigste egenskaber ved martensit i stål er høj hårdhed og styrke. Eksperimenter har vist, at hårdheden af ​​martensit er bestemt af dets kulstofindhold snarere end dets indhold af legeringselementer.

Trækstyrken af ​​koldformede martensitiske stålplader til biler kan nå 1700 MPa eller endnu højere, hvilket gør det til det højeste styrkestål til koldformning. Det er det højeste styrkestål blandt højstyrkestål, og det er det "hårdeste blandt de hårdeste." Udover at være "hårdt" har martensitisk stål også mange fordele, såsom høj flydespænding, ingen ældning, gode koldbøjnings- og huludvidelsesegenskaber samt god svejsbarhed.

 Styrke

Den komplekse og varierede forstærkningsmekanisme af martensit omfatter understrukturforstærkning, aldersforstærkning, solid opløsningsforstærkning, faseændringsforstærkning og finkornsstyrkelse. Sammen giver disse systemer martensit dens exceptionelle hårdhed og styrke. Ved at justere stålets kemiske sammensætning, varmebehandlingsteknik og andre faktorer kan martensitudvikling og -styrkelse reguleres i virkelige applikationer, hvilket producerer stål med bedre mekaniske egenskaber. Denne slags stål er stærkt og i stand til at bære tunge vægte. Det anvendes almindeligvis på klinger, værktøjer og andre komponenter, der udsættes for højt tryk eller slid.

Skørhed

Martensitisk stål er robust, men alligevel er det måske mere sprødt end andre sorter af stål. Hvis det ikke håndteres korrekt, kan det revne eller bryde under chok eller kraft.

Magnetisk

Martensitisk stål er magnetisk, hvilket er en funktion, der kan være nyttig i visse applikationer.

Korrosionsmodstand

Mmartensitiske stål er ofte mindre korrosionsbestandige end andre rustfrie stål, såsom austenitisk stål. Imidlertid anvendes nogle kvaliteter af martensitisk stål stadig i indstillinger, der kræver mild korrosionsmodstand.

Varmebehandling

Martensitisk stål kan varmebehandles (hærdes) for at ændre dets hårdhed og sejhed, hvilket giver producenterne mulighed for at skræddersy dets kvaliteter til specifikke applikationer.

2. organisatorisk form

Der er to vigtigste organisatoriske former for martensit i stål:

Lath Martensite: Laths af omtrent samme størrelse kombineres til retningsbestemte, parallelle martensitbundter (grupper). Når kulstofmassefraktionen i stål er under 0. 25%, er den hovedsageligt lath martensit, så den kaldes også lav-carbon-martensit.

Flake Martensite: Dens tredimensionelle form er en tynd dobbelt konveks objektiv. Under et metallografisk mikroskop har dets tværsnit typisk en tværnedle- eller bambusbladform. Stål er også kendt som høj-carbon-martensit, fordi det for det meste er lamellær martensit, når kulstofmassefraktionen er højere end 1. 0%.

3. Dannelsesforhold

Dannelsen af ​​martensit kræver en vis afkølingshastighed og dybe underafkølingsforhold. Specifikt skal stålet opvarmes til austenittilstand og efterfølgende afkøles til en temperatur under Ms-punktet med en hastighed, der er hurtigere end stålets kritiske afkølingshastighed. Dyb superkøling sikrer, at systemets frie energi reduceres, samtidig med at den giver tilstrækkelig fasetransformationsdrivkraft til martensitproduktion.

4. Ydelse og applikationer

 Ydeevne: Selvom martensit-især lamellær martensit-er kendt for sin store styrke og hårdhed, er det også en hård og sprød struktur.

 Anvendelse: I industrielle omgivelser, hvor høj styrke, hårdhed og slidstyrke er nødvendig, sammen med moderat korrosionsbestandighed, anvendes der ofte martensitisk rustfrit stål.

· Skæreværktøjer (f.eks. Modstand. Bor)

· Maskindele (f.eks. bildele, medicinsk udstyr, gear, aksler)

· Flysdele (f.eks. Aerospace -komponenter)

· Blad (f.eks. Saks, barbermaskiner)

5. Noter

Når austenit bliver til martensit under slukningsprocessen, udvides spidsens volumen. Dette kan føre til intern stress, hvilket er en af ​​grundene til, at deformation og revner er mere tilbøjelige til at ske under slukning. Talrige variabler, såsom temperatur, køletempo og kemisk sammensætning af stålet, påvirker ydeevnen og brugen af ​​martensit.

Kort sagt, martensitisk stål, som en vigtig struktur i jernholdige metalmaterialer, har unikke egenskaber og anvendelsesværdi. I praktiske applikationer er det nødvendigt at vælge passende materialer og procesbetingelser i henhold til specifikke behov for at forberede martensitiske strukturer med de nødvendige egenskaber.

Martensitisk stål til bilapplikationer

Martensitiske stål er vidt brugt i bilindustrien på grund af deres ekstraordinære styrke og hårdhed. Disse egenskaber gør dem ideelle til sikkerhedskritiske komponenter, især hvor påvirkningsmodstand og strukturel integritet er vigtig. Martensitiske mikrostrukturer kan opnås under varm stempling af pressehærdende stål.

Eksempler på produktionskvaliteter og applikationer

Specifikationer for koldvalset 1. generations martensitisk stål

Bilproducenter bruger ofte martensitiske stålkvaliteter, der opfylder specifikke trækstyrkebehov. Nedenfor er nogle almindelige specifikationer, der beskriver ubelagte koldvalsede martensitiske stål:

ASTM A980M: Karakterer 130 [900], 160 [1100], 190 [1300] og 220 [1500].

VDA239-100: Inkluderer udtryk som cr 860 Y1100T-MS, CR1030Y1300T-MS, CR1220Y1500T-MS og CR1350Y1700T-MS.

SAE J2745: Med martensitkvaliteter såsom MS 900T/700Y, 1100T/860Y, 1300T/1030Y og 1500T/1200Y.

Disse standarder imødekommer bilproducenternes specifikke krav til trækstyrke og strukturel ydeevne.

Leder du efter pålidelig bilstål? KontaktePromisteeltil brugerdefinerede karakterer og størrelser!