Prehliadka
Charakteristiky mikroštruktúry Martenzitická nehrdzavejúca oceľ
Martenzitická z nehrdzavejúcej ocele tvorí prevažne martenzitovú štruktúru prostredníctvom ochladzovania. Vykazuje vysokú tvrdosť a silu, ale chýba mu ťažnosť a húževnatosť. Tento typ ocele je metastabilný pri teplote miestnosti a je náchylný na štrukturálne transformácie pri teple alebo napätí. Čím vyšší je obsah uhlíka, tým ťažší sa martenzit vytvoril po ochladení, ale tiež vykazuje zníženú štrukturálnu stabilitu. Počas temperovania sa martenzitická nehrdzavejúca oceľ prechádza štrukturálnymi zmenami, ako je zrážanie martenzitu a zrážania karbidov, čo vykazuje významnú nestabilitu. Táto charakteristika má za následok relatívne zlú štrukturálnu stabilitu v podmienkach služieb s vysokou teplotou.
Charakteristiky mikroštruktúry austenitickej nehrdzavejúcej ocele
Austenitická nehrdzavejúca oceľ pozostáva predovšetkým z kubickej austenitovej štruktúry zameranej na tvár. Je mimoriadne stabilný pri izbovej teplote a vo všeobecnosti nepodlieha martenzitickej transformácii. Jeho štrukturálna stabilita pramení z vysokého obsahu niklu a z účinkov posilňovania tuhého roztoku niektorého mangánu. Austenitická štruktúra prepožičiava vynikajúcu odolnosť proti húževnatosti a korózii a zachováva svoju štrukturálnu stabilitu v širokom teplotnom rozsahu. Zatiaľ čo niektorá austenitická nehrdzavejúca oceľ sa môže transformovať na martenzit pri nízkych teplotách, má vynikajúcu štrukturálnu stabilitu v porovnaní s martenzitickou nehrdzavejúcou oceľou v najbežnejších aplikáciách.
Účinky tepelného spracovania na stabilitu mikroštruktúry
Martenzitická nehrdzavejúca oceľ vykazuje počas tepelného spracovania významnú štrukturálnu nestabilitu. Po ochladení je v presýtenom stave pevného roztoku. Následné temperovanie spôsobuje zrážanie karbidov, čo vedie k zníženiu tvrdosti a miernemu zvýšeniu húževnatosti. Ak je teplota temperovania nesprávne regulovaná, štruktúra môže podstúpiť sekundárne kalenie alebo nadmerné zmäkčenie, čo vedie k významným kolísaniam vlastností. Naopak, austenitická nehrdzavejúca oceľ prechádza menej významnými štrukturálnymi zmenami počas tepelného spracovania. Vlastnosti sa zvyčajne vylepšujú skôr prostredníctvom ošetrenia roztoku a fungovaním zachladnutia, než ochladením a temperovaním. To má za následok väčšiu štrukturálnu stabilitu a menšie kolísanie vlastností.
Rôzne stabilita mikroštruktúry pri vysokých teplotách
Pri vysokých teplotách je martenzitická nehrdzavejúca oceľ náchylná k temperovaniu krehkosti a mikroštruktúry, najmä v rozmedzí od 450 ° C až 600 ° C. Zrážanie karbidov a štrukturálne zmäkčenie sú výrazné, čo vedie k zníženiu mechanických vlastností. Dlhodobá služba pri vysokých teplotách môže viesť k postupnej štrukturálnej nestabilite, čo vedie k agregácii sekundárnej karbidu a zníženej odolnosti proti korózii. Austenitická nehrdzavejúca oceľ vykazuje vynikajúcu stabilitu mikroštruktúry pri vysokých teplotách a nepodlieha rovnakým významným mikroštrukturálnym transformáciám ako martenzit. Aj keď pri vysokých teplotách sa môže vyskytnúť rast zŕn alebo zrážanie fázy σ, celková stabilita je stále lepšia ako stabilita martenzitickej nehrdzavejúcej ocele.
Mikroštrukturálna stabilita v korozívnych prostrediach
Martenzitická z nehrdzavejúcej ocele nemá štrukturálnu stabilitu v korozívnych prostrediach, pretože karbidy v ochladzovanom a temperovanom stave sa ľahko zrážajú na hraniciach zŕn, tvoria zóny zbavené chrómu a znižujú odolnosť proti korózii. V prostrediach obsahujúcich chlorid sa praskliny ľahko šíria pozdĺž hraníc zŕn a urýchľujú rýchlosť korózie. Austenitická nehrdzavejúca oceľ so stabilnou mikroštruktúrou a rovnomernou distribúciou chrómu tvorí hustý pasívny film, ktorý ponúka vyššiu odolnosť proti korózii a dlhodobú štrukturálnu stabilitu.
Porovnanie mikroštrukturálnej stability počas zvárania
Martenzitická nehrdzavejúca oceľ je náchylná na vytváranie neúplne temperovaného martenzitu alebo zadržaného austenitu v zóne postihnutej tepelne počas zvárania, čo vedie k vysokému mikroštrukturálnemu stresu a citlivosti na trhliny. Štrukturálna stabilita po zváraní je zlá a na zlepšenie si vyžaduje ďalšie teplotné tepelné ošetrenie. Austenitická z nehrdzavejúcej ocele vykazuje počas zvárania väčšiu štrukturálnu stabilitu, pričom v zváranej zóne zvaru udržiava primárne austenitickú štruktúru. Aj keď malé množstvá feritu delta alebo karbidov môžu zrážať, jej celková stabilita je výrazne lepšia ako množstvo martenzitickej nehrdzavejúcej ocele.
Rozdiely v stabilite mikroštruktúry pri nízkych teplotách
Martenzitická nehrdzavejúca oceľ sa pri nízkych teplotách stáva výrazne krehkejšou, čo vedie k zlej stabilite mikroštruktúry a náchylnej k krakániu s nízkou teplotou. Austenitická nehrdzavejúca oceľ má na druhej strane vynikajúcu nízku teplotu v dôsledku kubickej štruktúry zameranej na tvár, udržiavanie dobrého ťažnosti a stability aj pri extrémne nízkych teplotách. Austenitická nehrdzavejúca oceľ je preto oveľa lepšia ako martenzitická nehrdzavejúca oceľ v aplikáciách s nízkym teplotou.
Komplexné porovnanie a dôsledky aplikácií
Martenzitická nehrdzavejúca oceľ ponúka výhody vo vysokej pevnosti a odolnosti proti opotrebeniu, ale jej mikroštruktúra je menej stabilná, takže je náchylná na tepelné spracovanie, vysoké teploty, koróziu a zváranie, čo vedie k významným kolísaniam výkonnosti. Austenitická z nehrdzavejúcej ocele na druhej strane vykazuje väčšiu stabilitu mikroštruktúry a je vhodná pre dlhodobé služby a tvrdé prostredie. Celkovo, ak aplikácia vyžaduje vysokú tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu, martenzitická nehrdzavejúca oceľ je správnou voľbou; Ak sú mikroštruktúra stabilita a odolnosť proti korózii kľúčovými úvahami, austenitická nehrdzavejúca oceľ je výhodnejšia.
