Martensitik paslanmaz çelik - Martensitic stainless steel
Paslanmaz çelikler kristal yapılarına göre beş ana tipte sınıflandırılabilir : östenitik , ferritik , martensitik , dubleks ve çökeltme ile sertleştirilmiş . Martensitik paslanmaz çelik , çeşitli yaşlanma/ısıl işlem yoluyla sertleştirilebilen ve temperlenebilen özel bir paslanmaz çelik alaşım türüdür.
Tarih
1912'de İngiltere , Sheffield'deki Brown-Firth araştırma laboratuvarından Harry Brearley , silah namluları için korozyona dayanıklı bir alaşım ararken, martensitik paslanmaz çelik alaşımını keşfetti ve ardından sanayileştirdi. Keşif, iki yıl sonra The New York Times'ta Ocak 1915'te yayınlanan bir gazete makalesinde duyuruldu . 1915'te bir ABD patenti için kısa süre önce başvurdu. Bu daha sonra İngiltere'de Firth Vickers tarafından " Staybrite " markası altında pazarlandı ve 1929'da Londra'da Savoy Hotel'in yeni giriş kanopisi için kullanıldı .
Karakteristik vücut merkezli tetragonal martensit mikro yapısı ilk olarak 1890 civarında Alman mikroskopist Adolf Martens tarafından gözlemlendi . 1912'de Elwood Haynes , martensitik paslanmaz çelik alaşımı için bir ABD patenti için başvurdu . Bu patent 1919 yılına kadar verilmedi.
genel bakış
Martensitik paslanmaz çelikler, demir, %12'den %17'ye kadar krom, %0.10'dan (Tip 410) %1.2'ye kadar (Tip 440C) karbondan oluşan yüksek veya düşük karbonlu çelikler olabilir:
- Yaklaşık %0.4C'ye kadar çoğunlukla mekanik özellikleri için kullanılırlar (pompalar, valfler, miller..).
- %0,4'ün üzerinde ise çoğunlukla aşınma direnci için kullanılırlar (çatal bıçak cerrahi bıçakları, plastik enjeksiyon kalıpları, nozullar...).
Daha yüksek bir Cr ve/veya Mo içeriğine izin veren, böylece korozyon direncini artıran bir miktar Ni (Tip 431) içerebilirler ve Karbon içeriği de daha düşük olduğu için tokluk iyileştirilir. Düşük C, %13 Cr ve %4 Ni içeren EN 1.4313 (CA6NM) sınıfı iyi mekanik özellikler, iyi dökülebilirlik, iyi kaynaklanabilirlik ve kavitasyona karşı iyi direnç sunar . Çin'deki devasa "Üç Boğaz" barajı da dahil olmak üzere, dünyadaki neredeyse tüm hidroelektrik türbinleri için kullanılmaktadır.
B, Co, Nb, Ti ilaveleri, yüksek sıcaklık özelliklerini, özellikle sürünme direncini iyileştirir (buhar türbinlerindeki ısı eşanjörleri için).
Spesifik bir kalite, martenzitik olan ve 475 °C'de çökelme ile sertleşen Tip 630'dur (17/4 PH olarak da adlandırılır) .
kimyasal bileşimler
| Ağırlıkça % olarak kimyasal bileşim (ana alaşım elementleri) | ||||||||
|
TR
Çelik tanımı |
TR
Sayı |
AISI
Sayı |
||||||
| Sayı | C | cr | ay | Diğerleri | Uyarılar | |||
| X12Cr13 | 1.406 | 410 | 0.12 | 12.5 | - | - | Paslanmaz mühendislik çeliği olarak kullanılan temel kalite | |
| X20Cr13 | 1.4021 | 420 | 0.20 | 13.0 | - | - | Paslanmaz mühendislik çeliği olarak kullanılan temel kalite | |
| X50CrMoV15 | 1.4116 | - | 0,50 | 14.5 | 0.65 | V : 0.15 | Esas olarak profesyonel bıçaklar için kullanılır | |
| X14CrMoS17 | 1.4104 | 430F | 0.14 | 16.5 | 0.40 | S : 0.25 | Kükürt işlenebilirliği artırır | |
| X39CrMo17-1 | 1.4122 | - | 0.40 | 16.5 | 1.10 | - | Esas olarak profesyonel bıçaklar için kullanılır | |
| X105CrMo17 | 1.4125 | 440C | 1.10 | 17.0 | 0.60 | - | Takım çeliği kalitesi (440C), yüksek aşınma direnci | |
| X17CrNi16-2 | 1.4057 | 431 | 0.17 | 16.0 | - | Ni : 2.00 | Ni, daha yüksek süneklik ve tokluk için bazı C'nin yerini alır | |
| X4CrNiMo16-5-1 | 1.4418 | - | ≤ 0.06 | 16.0 | 1.10 | Ni: 2.00 | Martensitiklerin en yüksek korozyon direnci | |
| X5CrNiCuNb16-4 | 1.4542 | 630 (17/4PH) | ≤ 0.07 | 16.0 | - | Ni: 4.00
Cu : 4.00 Nb : 0.45 5xC |
Yağış sertleşme derecesi
Yüksek güç. Havacılıkta kullanılır |
|
Özellikle çatal bıçak takımı için, standartlarda listelenmeyen birçok tescilli kalite vardır.
Mekanik özellikler
Isıl işlemle (özellikle su verme ve gerilim giderme veya su verme ve temperleme (QT olarak anılır) ile) sertleştirilebilirler. Alaşım bileşimi ve yüksek soğutma hızı, martensit oluşumunu sağlar. bu nedenle gevrek. Temperlenmiş martensit, aşağıda görülebileceği gibi çeliğe iyi sertlik ve yüksek tokluk verir; büyük ölçüde tıbbi aletler (neşterler, jiletler ve iç kelepçeler) için kullanılır.
| Minimum Verim stresi, MPa | Çekme mukavemeti, MPa | Minimum Uzama, % | Isı tedavisi | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.406 | 450 | 650 - 850 | 15 | QT650 | ||
| 1.4021 | 600 | 650 - 850 | 12 | QT800 | ||
| 1.4122 | 550 | 750 - 950 | 12 | QT750 | ||
| 1.4057 | 700 | 900 - 1050 | 12 | QT900 | ||
| 1.4418 | 700 | 840 - 1100 | 16 | QT900 | ||
| 1.4542 | 790 | 960 - 1160 | 12 | P960 |
Isıl işlem sütununda, QT, Söndürülmüş ve Temperlenmiş anlamına gelir, P, Yağışla sertleştirilmiş anlamına gelir
Fiziki ozellikleri
| TR Tanımlama | TR | AISI |
20 °C'de Young Modülü,
Gpa |
20 ve 100 °C arasında ortalama termal genleşme katsayısı
10 -6 K -1 . |
20 °C'de Termal İletkenlik
Wm -1 K -1 |
20 °C'de Spesifik Termal kapasite
J.Kg -1 .K -1 |
Elektrik direnci
10 −6 Ω .m |
| X12Cr13 | 1.406 | 410 | 215 | 10.5 | 30 | 460 | 0.60 |
| X20Cr13 | 1.4021 | 420 | 215 | 10.5 | 30 | 460 | 0.65 |
| X50CrMoV15 | 1.4116 | 215 | 10.5 | 30 | 460 | 0.65 | |
| X39CrMo17-1 | 1.4122 | 215 | 10.4 | 15 | 430 | 0.80 | |
| X105CrMo17 | 1.4125 | 440C | 215 | 10.4 | 15 | 430 | 0.80 |
| X17CrNi16-2 | 1.4057 | 431 | 215 | 10.0 | 25 | 460 | 0.70 |
| X3CrNiMo13-4 | 1.4313 | 200 | 10.5 | 25 | 430 | 0.60 | |
| X4CrNiMo16-5-1 | 1.4418 | 195 | 10.3 | 30 | 430 | 0.80 | |
| X5CrNiCuNb16-4 | 1.4542 | 630 | 200 | 10.9 | 30 | 500 | 0.71 |
İşleme
İmalatta şekillendirilebilirlik, yumuşaklık vb. gerekli olduğunda, yumuşak durumda genellikle yüzde 0.12 maksimum karbona sahip çelik kullanılır. Artan karbon ile, sertleştirme ve 900 N / mm, 600 aralığında gerilme mukavemeti elde etmek için tavlama mümkündür 2 uygun tokluk ve yumuşaklık ile birlikte. Bu durumda, bu çelikler, hafif korozyon direncinin gerekli olduğu birçok yararlı genel uygulama bulur. Ayrıca, sertleştirilmiş ve hafifçe tavlanmış durumda daha yüksek bir karbon aralığı ile, yaklaşık 1600 N / mm gerilme mukavemeti 2 alçaltılmış süneklik geliştirilebilir.
Martensitik paslanmaz çeliğin yaygın bir örneği X46Cr13'tür .
Martensitik paslanmaz çelik, östenitik paslanmaz çelikten farklı olarak manyetik parçacık inceleme yöntemi kullanılarak tahribatsız olarak test edilebilir .
Uygulamalar
Martensitik paslanmaz çelikler, karbon içeriğine bağlı olarak şu şekilde görülebilir:
- çeşitli makine mühendisliği uygulamalarında kullanılan korozyona dayanıklı mühendislik çelikleri (mekanik özelliklerle ilgili yukarıdaki tabloya bakın)
pompalar
vanalar
tekne milleri
- aşınmaya dayanıklı ve korozyona dayanıklı uygulamalar
çatal bıçak takımı
tıbbi aletler (neşterler, jiletler ve iç kıskaçlar)
rulmanlar (bilyalı rulmanlar)
tıraş bıçağı
polimerler için enjeksiyon kalıpları
bisiklet ve motosikletler için fren diskleri