عمليات حرارتي فولاد مارتنزيت

فولادهايي كه از ساختار مارتنزيتي برخوردار هستند داراي شكل كريستالي طور ميباشند. برای تولید این نوع فولادها از عملیات حرارتی سرد استفاده میکنند.

 

مارتنزيت چيست 

 

به محصولی خاص که از فولاد تولید میشود مارتنزیت میگویند که برای تولید آن از عملیات حرارتی سرد کردن استفاده میکنند. شکل ظاهری آن حالتی ریز و سوزنی شکل دارد. عملیات  ساخت مارتنزیت را استحاله میگویند. 

استحاله مارتنزیت معمولا در دماهای پایین تر از دگرگونی پرلیتی و بدون نفوذ انجام میشود. این نوع ساختار را نه تنها در فولاد میتوان ایجاد کرد بلکه در آلیاژهای غیر آهنی از جمله آلومینیوم ، طلا ، کادمیم و مس نیز میتوان این ساختار را ایجاد کرد. اما خواصی که در مارتنزیت حاصل از فولاد ایجاد میشود با سایر آلیاژهای بسیار متفاوت است. 

شرایط سرد شدن سریع مارتنزیت به عوامل مختلفی از جمله درصد کربن ، اندازه دانه های آستنیت و عناصر آلیاژی بستگی دارد. از نظر ساختاری هنگامی که آستنیت خیلی سریع سرد میشود ، اتم های کربن دیگر فرصتی برای خروج از ساختار پیدا نمیکنند پس در نتیجه بین فضاهای هشت وجهی شبکه ی BCCمحبوس خواهند شد.

 

 

 

 

 

استحاله مارتنزيتي چيست

 

ساختار مارتنزیت از طریق جابجایی گروهی اتم ها بر روی یک صفحه ی رابط بوجود می آید. عملیات استحاله مارتنزیتی به صورت کاملا برشی و غیر نفوذی میباشد.

در فرآيند ساخت مارتنزيتي ، در طول فرآيند كاهش دما  به صورت  پیوسته میباشد و جابجایی اتم ها وجب ایجاد گروهی مارتنزیت میشود. این انتقال گروهی اتم ها موجب ایجاد تغییر شکل پلاستیکی در ماده خواهد شد.

 

 

نکته ی بسیار مهم در تولید مارتنزیت که باید به آن توجه کرد این است که اگر فاز آستنیت تغییر شکل ناشی از تشکیل فاز مازتنزیت را نتواند تحمل کند ، در بین این دو فصل مشترک ترک و شکستگی ایجاد خواهد شد. اما از آنجایی که فولاد دارای انعطاف پذیری بسیار خوب برای تغییر شکل های مومسان ، زیاد دچار ترک نمیشود.

 

منظور از دماهای پایینی که برای فولاد میپنداریم با آنچه ما از دماهای پایین میپنداریم بسیار متفاوت است. در واقع ساختار ذکر شده در فولاد در دماهایی بین 200 الی 320 درجه ی سانتیگراد تشکیل خواهد شد و در میانه دماهای تبدیل پرلیت به مارتنزیت ساختاری به نام بینیت تشکیل میشود.

 

 

مارتنزيت تمپر شده

 

هدف از مارتمپرکردن جلوگیری از  ترک و شکستگی در قطعه در مدت زمان استحاله مارتنزیت میباشد. به طور کلی میتوانیم با استفاده از روش های مهندسی مارتمپرینگ و یا مارکوئنچینگ کاری کرد که از ایجاد عیب هایی مختلف در ساختار مارتنزیت جلوگیری شود. 

 

 

 

 

 

مراحل سخت کاری قطعات مارتنزیتی با روش تمپر کردن

 

1.ابتدا قطعات را تا دمای بالاتر از دمای تبلور حرارت میدهند. 

2.در مرحله ی بعد مواد را در این دما نگه میدارند و آستنیته فولاد صورت میگیرد. 

3.پس از آنکه قطعاتآستنیته شدند ، این قطعات را در روغن داغ یا نمک مذاب تا دمایی بالاتر از دمای اولیه فرآیند استحاله مارتنزیت قرار میدهند و سپس آن ها را سریعا سرد میکنند. 

4.مواد در این دما نگه داری میشوند تا ساختار آن کاملا یکنواخت شود. البته لازم به ذکر است متناسب با نوع ضخامت این مواد ، مدت زمان نگه داری آن ها در این دما کاملا متفاوت است. 

5.سپس قطعات را در مجاورت هوا سرد میکنند. این سرد شدن باید بهصورتی باشد که قطعه به صورت کاملا یکنواخت سرد شود که در نهایت ساختار مارتنزیت تشکیل شود. 

6.هنگامی که عملیات مارتمپرکردن صورت میگیرد ، احتمال بروز مشکلاتی از جمله ترک برداشتن در ساختار مارتنزیت به کمترین حد ممکن میرسد. روش مارتمپر کردن بیشتر برای فولادهایی مناسب است که سختی پذیری ماسب و خوبی دارند. به این نکته باید توجه کنیم که نباید هنگام سرد شدن در نمک و روغن داغ فرآیند پرلیت شدن صورت بگیرد.

 

 

انواع ساخت مارتنزيت

 

1.مارتنزیت لایه ای

2.مارتنزیت بشقابی

3.مارتنزیت مخلوط 

 

 

کاربرد فولاد زنگ نزن مارتنزیتی

 

فولادهایی که از ساختار مارتنزیتی برخوردار هستند به دلیل روند تولید دارای شکلی کریستالی هستند. این فولادها مقاومت بسیار زیادی در برابر سایش دارند و از سختی زیادی برخوردار هستند. به همین دلیل از این نوع فولادها بیشتر برای ساخت ابزار آلات برنده مانند تیغه های چاقو ، قیچی و همچنین سایر تجهیزات برشی استفاده میشود. 

حال اگر 12 الی 18 درصد عنصر کروم به این نوع فولادها اضافه کنیم ، این فولادها تا حد زیادی در مقابل خوردگی مقاومت پیدا میکنند که به آن ها فولادهای ضدزنگ مارتنزیتی گفته میشود. از این نوع فولادها برای ساخت تیغه های ریش تراش ، پره های توربین ها ، لوله تفنگ و ابزار جراحی استفاده میکنند.

 

 

 

 

 

 

آب نگرفتن فولاد در ساختار مارتنزیتی به چه معناست

 

در تولید فولادهای مارتنزیتی اصطلاح تخصصی آب نگرفتن را برای فولادهایی بکار میبرند که دارای مقدار کربن کمتر از 0.3 درصد باشند. در این نوع فولادها چون مقدار کربن بیش از حد پایین است پس ساختار مارتنزیتی به طور کامل تشکیل نمیشود و دارای کاستی هایی میباشد که یکی از آن ها سختی پایین و نامطلوب مارتنزیت تولید شده میباشد. از همین رو اصطلاحا میگویند این نوع فولادها آب نمیگیرند.