فولاد زنگ نزن مارتنزیتی

فولاد زنگ نزن مارتنزیتی

تعداد بازدید: 12023
چهارشنبه 03 دي 1393

فولاد زنگ نزن مارتنزیتی

فولاد زنگ نزن مارتنزیتی (Martensitic Stainless Steel) آلیاژهای آهن- کروم با 17-12%Cr و مقدار کافی کربن بوده که با آبدهی از منطقه آستنیت، ساختار مارتنزیتی به‌دست آید، به همین علت به آن‌ها فولادهای مارتنزیتی می‌گویند چون با عملیات آستنیته کردن و آبدهی ساختار مارتنزیتی ایجاد می‌شود.

آلیاژهای این گروه عبارتند از : CA-15 ، CA-40 ، CA-15M ، CA-6NM

آلیاژ CA-15 : با توجه به مقدار تناژ تولید بیشتر نسبت به سایر آلیاژهای این گروه، از مهمترین آنها محسوب می شود. آلیاژ ساده آهن – کروم بوده و مقاومت خوبی در برابر خوردگی اتمسفری داشته و در برابر مواد آلی نیز نسبتا مقاوم است.

استفاده از این آلیاژ در توربین های بخاری و آبی سبب رشد تولید آن گردیده است. روش اصلی سخت کردن آن، استحاله فاز آستنیت به مارتنزیت با خنک کردن آن در هوا (نرمالیزه کردن) یا روغن است.

آلیاژ CA-15M : با افزودن مولیبدن به آلیاژ CA-15 بدست می آید. این امر به منظور بهبود استحکام در دمای بالا صورت می گیرد.

آلیاژ CA-40 : مشابه آلیاژ CA-15 بوده ولی کربن بیشتری دارد که موجب می شود در اثر سخت کاری تا سختی حدود 500 برینل برسد.

آلیاژ CA-6MN : آلیاژی از گروه توسعه یافته فولاد زنگ نزن ریختگی 12% کروم می باشد. تفاوت اساسی آن با آلیاژ CA-15  در کربن کمتر (0.06%) و نیکل بیشتر (حدود 4.5-3.5%) در مقایسه با آلیاژ CA-15 که دارای 0.15% کربن و حداکثر 1% نیکل است، می باشد. پایین بودن کربن آلیاژ، سبب شکل گیری ساختار فریت در دمای آستنیتی کردن شده و در نتیجه هنگام سرد شدن آلیاژ، میزان تشکیل فاز مارتنزیت را کاهش می دهد. در این شرایط نیکل جهت افزایش منطقه دو فازی فریت – آستنیت به آلیاژ اضافه می گردد.افزودن این مقدار نیکل به آلیاژ حاوی کروم بالا قطعا منجر به تشکیل ساختار آستنیتی در دمای نرمالیزه کردن می شود.

ریزساختار به وجود آمده اساسا یک ساختار مارتنزیت کم کربن خواهد بود که سبب بهبود در قابلیت جوشکاری و چقرمگی ضربه ای آن می شود.

روش عمومی سخت کردن این آلیاژ رساندن آن به دمای 1050 درجه سانتی گراد و سرد کردن در هوا یا روغن است. دمای تمپر برای آن حدود 315 درجه سانتی گراد است. به دلیل تغییر شکل در ایجاد کاربید کروم Cr7C3 و کاهش چقرمگی ضربه، نباید این آلیاژ را در 480 درجه سانتی گراد تمپر کرد. تمپر کردن (برگشت) در دمای بین 620-590 درجه سانتی گراد سبب افزایش خاصیت چکش خواری و چقرمگی شده ولی سختی آلیاژ را کاهش خواهد داد. اگر دمای برگشت از 650 درجه سانتی گراد فراتر رود، ساختار مارتنزیت به تدریج به آستنیت تبدیل خواهد شد.تشکیل این فاز آستنیت و استحاله آن در طول سرد کردن آلیاژ از دمای تمپر، سبب تشکیل آستنیت باقیمانده می شود که از لحاظ چقرمگی و ماشین کاری مضر می باشد.

ترکیب شیمیایی و کاربرد فولاد زنگ نزن مارتنزیتی

ترکیب شیمیایی و کاربرد فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی که متداول‌ ترند در جدول زیر آمده است. چون ترکیب شیمیایی فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی طوری انتخاب می‌شود که سختی و استحکام مناسبی به‌ دست آید، مقاومت به‌ خوردگی این آلیاژها نسبت به فولاد زنگ نزن فریتی و آستنیتی ضعیف تر است.

ترکیب شیمیایی (درصد وزنی) و کاربرد برخی از فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی
نوع AISI Cr Ni C W V Mo سایر کاربرد
403 12.2   حداکثر 0.15      

 

گوگرد حداکثر 0.03%،

فسفر حداکثر 0.040%،

سیلیسیوم حداکثر 1%

توربین‌های بخار وسایر قطعات تحت تنش- بالا از جمله حلقه‌های موتور جت
410 12.5   حداکثر 0.15       نوع عملیات حرارتی پذیر برای مقاصد عمومی، قطعات ماشین، محور تلمبه، مهره، کارد و چنگال، پیچ گوشتی، شیرها، قسمت‌های موتورهای جت و غیره
414 12.5 1.8 حداکثر 0.15       اصلاح شده نوع 410 با کربن بیشتر، کارد و چنگال، لوازم جراحی، {{شیر}}ها، قسمت‌های مقاوم در مقابل سایش، قالب‌های شیشه، ابزار دستی، سبزی خرد کن.
420 13   بالای 0.15       فولاد با سختی‌پذیری زیاد، فنرها، قطعات ماشین، پیچ ماشین‌ آلات معدن، قیچی، گونیا، تسمه‌های کشتی، رقاصک ساعت
422 12   0.22 1.0 0.25 1.0 دارای استحکام و چقرمگی زیاد تا دمای کاری 1200درجه فارنهایت، تیغه‌های {{توربین}} بخار، اتصالات.
431 16 1.8 حداکثر 0.20       جایی که مقاومت مکانیکی زیادی لازم است، اتصالات هواپیما، ماشین‌آلات کاغذ، پیچ‌ ها
440A 17   0.72       سختی‌پذیرتر از نوع 420، با مقاومت به‌ خوردگی خوب، کارد و چنگال، ابزار جراحی.
440B 17   0.85       کارد و چنگال، قسمت‌های شیر
440C 17   1.07       فولاد زنگ نزن با بیشترین سختی، ساچمه، سرلوله آب، قطعات شیر

ترکیب شیمیایی فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی نسبتاً محدود است زیرا برای مقاومت به‌ خوردگی حداقل 12% کروم لازم است. در این مقدار کروم، حداکثر کربنی که می‌توان اضافه کرد حدود 0.15% است، در غیر این صورت کربن اضافی در نزدیک مرزدانه‌ ها به‌صورت کاربید رسوب می‌کند، و میزان کروم در آن نواحی به کمتر از 12% که حد بحرانی است می‌رسد. برای سختی‌های بیشتر، مثلاً کارد و چنگال، میزان کربن به 0.6تا 1.1% (نوع C و B ،440A) افزایش می‌یابد و به همراه آن میزان کروم به 16 تا 18% می‌رسد. خوشبختانه با افزایش مقدار کربن حلقه γ در دیاگرام دو فازی آهن - کروم توسعه می‌یابد (تا حدود 18 کروم) و بنابراین آلیاژهای پرکربن و پرکروم را می‌توان برای تشکیل ساختار مارتنزیتی، آستنیتی و آبدهی کرد. میزان عناصر آلیاژی که می‌توان به فولادهای زنگ‌نزن مارتنزیتی اضافه کرد محدود است زیرا عناصر آلیاژی مثل کربن، دمای Ms را کاهش می‌دهند، و اگر دمای Ms خیلی کاهش یابد در دمای محیط آستنیت بدست می آید. بنابراین، سایر عناصر آلیاژی که به این آلیاژها اضافه می‌شوند به چند درصد نیکل، مثل آلیاژهای 414 و 431، همراه با 1% تنگستن و 2.5% وانادیم در آلیاژ 422 محدود می‌شوند.

ریزساختار فولاد زنگ نزن مارتنزیتی

ریزساختار فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی اصولا با مقدار کروم و کربن و با عملیات حرارتی مشخص می‌شود. کروم گستره‌ ای را که فاز آستنیت در آلیاژهای Fe-Cr پایدار است محدود می‌کند، و بنابراین با حدود 0.1% کربن، اگر سختی کامل موردنظر است، میزان کروم از 13% نمی‌تواند تجاوز کند. وقتی میزان کربن آلیاژهای Fe-Cr به حدود 0.4 تا 0.6% افزایش یابد، حلقه γ در نمودار فازی Fe-Cr گسترش می‌یابد به‌ طوری که می‌توان تا حدود 18% کروم به فولاد مارتنزیتی اضافه کرد در حالی که هنوز سختی کامل قابل دستیابی است.

در حالت تابکاری شده، ریزساختار میکروسکوپ نوری آلیاژ 410 (12% کروم، 0.1% کربن) دانه‌های هم‌محور فریت (زمینه) با ذرات کاربید است که به‌طور تصادفی پخش شده‌اند (شکل الف). در حالت آبدهی در هوا و بازپخت، ساختار این آلیاژ مارتنزیت با ذرات رسوبی کاربید است (شکل ب). ریزساختار آلیاژ 440C که در هوا آبدهی شده است شامل زمینه مارتنزیتی با چگالی زیادی از کاربیدهای اولیه است (شکل ج). سختی خیلی زیاد این آلیاژ ناشی از وجود تعداد زیاد ذرات کاربید (Fe.Cr) در زمینه مارتنزیتی است.

ریزساختار فولاد 410

الف) فولاد زنگ نزن مارتنزیتی نوع 410 (تابکاری در دمای 815 درجه سانتی گراد، سرد شده در کوره تا 595 درجه سانتی گراد و سپس سرد شدن در هوا تا دمای محیط)

ب) فولاد زنگ نزن مارتنزیتی نوع 410 (سریع شرد شده در هوا از دمای 980 درجه سانتی گراد تا دمای محیط ، بازپخت به مدت 4 ساعت در 205 درجه سانتی گراد)

ج) فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 440C (آستنیته شده در 1010 درجه سانتی گراد و سرد شده در هوا)

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

 Smith.W., Structure and Properties of Engineering Materials, McGraw-Hill, 1987

Ally Digest SourceBook :Stainless Steel, ASM Internationl, 2000 

مرعش مرعشی ، متالورژی کاربردی فولادها ( 2 )، شرکت نورد و تولید قطعات فولادی، 1375

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

استیل زنگ نزن مارتنزیتی
استیل ضد زنگ مارتنزیتی
فولاد ضدزنگ مازتنزیتی
فولاد ضد زنگ مارتنزیتی
معرفی فولاد زنگ نزن مارتنزیتی
برچسب ها: ریزساختارفولاد زنگ نزنترکیب شیمیاییفولاد
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان
دریافت گواهی تائیدیه شرکتهای دانش بنیان شرکت پاکمن بنا به ارزیابی های انجام ش ...بیشتر
برندینگ شرکت پاکمن
درباره گروه تاسیساتی شرکت پاکمن شرکت پاکمن در سال 1354تاسیس شد و در ادامه فعا ...بیشتر
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه
دریافت گواهینامه صلاحیت پیمانکاری شرکت دانش بنیان پاکمن از سازمان برنامه و بودجه ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه تجهیزات و تاسیسات سرمایشی و گرمایشی اصفهان بهمن ماه 1400
عنوان: بیستمین نمايشگاه بين المللی تجهيزات و تاسيسات سرمايشی و گرمايشی اصفهان ...بیشتر
نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره-شهریور 1400
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه نفت ، گاز و پتروشیمی بیست و ششمین دوره شهر ...بیشتر
بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400
عنوان: بیستمین نمایشگاه سرمایشی و گرمایشی و تاسیسات تهران 1400 شهر: تهران ...بیشتر
تقویم نمایشگاهی 1400
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
تجلیل از شرکت پاکمن به عنوان واحد نمونه صنعتی در روز گرامیداشت صنعت ، معدن و تجارت
  مراسم گرامیداشت روز صنعت و معدن، در روز سه شنبه 10 تیرماه 99 در استان ...بیشتر
انتخاب نفرات برتر در مسابقه اینستاگرامی عکاسی تاسیسات موتورخانه
مسابقه اینستاگرامی عکاسی تاسیسات موتورخانه   درباره مسابقه با توجه ...بیشتر
کارت واکسن پرسنل پاکمن
درباره خبر: کارتهای مربوط به پرسنل کارخانه به شرح زیر میباشد مشاهده کارتها ...بیشتر
بیست و یکمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1400
عنوان: بیست و یکمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 1400 شهر: تهران ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر