Keluli tahan karat martensit adalah bahan serba boleh yang berharga untuk kekuatan dan kekerasannya yang tinggi, Terima kasih kepada tindak balas rawatan haba yang unik. Ini adalah pilihan untuk bahagian-bahagian yang memerlukan ketahanan dan ketahanan kakisan sederhana-dari pisau dapur ke gandar automotif. Dalam panduan ini, Kami akan memecahkan ciri -ciri utamanya, Penggunaan dunia nyata, Bagaimana ia dibuat, dan bagaimana ia dibandingkan dengan bahan lain, Membantu anda memutuskan sama ada sesuai untuk projek anda.
1. Ciri -ciri bahan utama keluli tahan karat martensit
Prestasi keluli tahan karat martensit bermula dengan Komposisi kimia, yang membentuknya sifat fizikal, sifat mekanikal, dan ciri -ciri kritikal lain.
Komposisi kimia
Keluli tahan karat martensit ditakrifkan oleh campuran unsur-unsur yang meningkatkan kekuatan dan tahan kakisannya:
- Kandungan karbon: 0.1-1.2% (karbon yang lebih tinggi = kekerasan dan kekuatan yang lebih besar)
- Kandungan kromium: 10.5-18% (Menyediakan rintangan kakisan asas dan membantu membentuk struktur martensit)
- Kandungan mangan: 0.5-2% (meningkatkan kebolehkerjaan dan kebolehkerjaan)
- Kandungan silikon: 0.1-1% (AIDS dalam deoksidasi semasa pembuatan)
- Kandungan nikel: 0-2% (ditambah dalam beberapa gred untuk meningkatkan ketangguhan)
- Kandungan Molybdenum: 0-3% (meningkatkan rintangan pitting dan kekuatan suhu tinggi)
- Kandungan vanadium: 0-0.5% (Menapis saiz bijian dan meningkatkan kekerasan)
- Jumlah jejak Fosforus dan Sulfur (dikawal untuk mengelakkan keburukan)
Sifat fizikal
| Harta | Nilai tipikal (Gred 410) |
| Ketumpatan | 7.7 g/cm³ |
| Kekonduksian terma | 24 W/(m · k) (pada 20 ° C.) |
| Kapasiti haba tertentu | 0.46 J/(g · k) (pada 20 ° C.) |
| Pekali pengembangan haba | 11 × 10⁻⁶/° C. (20-500° C.) |
| Sifat magnet | Sangat magnet (Di semua keadaan yang dirawat haba) |
Sifat mekanikal
Selepas rawatan haba (austenitizing + pelindapkejutan + pembiakan), Keluli tahan karat martensit memberikan kekuatan yang mengagumkan:
- Kekuatan tegangan: 700-1,500 MPA (berbeza mengikut rawatan gred dan haba)
- Kekuatan hasil: 500-1,300 MPA
- Pemanjangan: 5-15% (dalam 50 mm; lebih rendah daripada gred austenit tetapi lebih tinggi daripada keluli alat)
- Kekerasan: 30-60 Rockwell c (HRC), 280-550 Vickers, 270-530 Brinell (lebih tinggi dengan lebih banyak karbon)
- Kekuatan keletihan: 300-600 MPA (pada 10 ⁷ kitaran)
- Kesan ketangguhan: 15-50 J (pada suhu bilik; lebih tinggi dengan penambahan nikel)
Sifat kritikal lain
- Rintangan kakisan: Sederhana -resistis air tawar dan bahan kimia ringan tetapi kurang tahan terhadap air masin daripada gred austenit.
- Pitting Rintangan: Adil -diperbaiki dengan molibdenum (Mis., Gred 414).
- Tekanan Rintangan Kerosakan Kakisan: Best yang rendah dielakkan dalam persekitaran klorida tinggi.
- Pakai rintangan: Cemerlang -ideal untuk bahagian yang menggosok terhadap bahan lain (Mis., galas).
- Kebolehkerjaan: Baik (dalam keadaan anil); lebih sukar selepas rawatan haba, memerlukan alat yang lebih tajam.
- Hardenability: Unggul-boleh dirawat haba dengan kekerasan yang tinggi walaupun di bahagian tebal.
2. Aplikasi dunia tahan karat keluli tahan karat martensit
Keluli tahan karat martensit bersinar dalam aplikasi di mana kekuatan dan kekerasan adalah keutamaan. Berikut adalah kegunaannya yang paling biasa:
Cutlery dan dapur dapur
- Pisau: Pisau Chef, Pisau utiliti, dan pisau memburu menggunakan gred seperti 440c -kekerasannya yang tinggi (58-60 HRC) memastikan pengekalan kelebihan yang sangat baik.
- Pisau cukur: Pencukur keselamatan bergantung pada ketajaman dan ketahanannya terhadap karat dari air.
- Instrumen pembedahan: Scalpels dan forsep (Gred 420) dirawat haba untuk ketepatan dan boleh disterilkan berulang kali.
Contoh kes: Jenama alat makan terkemuka beralih dari keluli karbon ke gred 440c untuk pisau dapur premiumnya. Pelanggan melaporkan bilah tetap tajam 2x lebih lama, dan aduan karat dijatuhkan oleh 70% berbanding dengan model keluli karbon lama.
Industri automotif
- Gandar: Gandar pemacu Gunakan gred 410 -kekuatan tegangannya yang tinggi mengendalikan tekanan memindahkan kuasa ke roda.
- Galas: Galas roda bergantung pada rintangan haus untuk bertahan melalui ribuan batu penggunaan.
- Komponen injap: Injap enjin (Gred 420) menahan suhu tinggi dan pembukaan/penutupan berulang.
Peralatan aeroangkasa dan perindustrian
- Aeroangkasa: Pengikat pesawat dan bahagian gear pendaratan (Gred 17-4 Ph) Gunakan nisbah kekuatan dan berat badannya.
- Peralatan perindustrian:
- Bilah turbin: Untuk turbin gas kecil (Gred 403), ia menahan suhu tinggi dan dipakai.
- Pam dan injap: Bahagian yang mengendalikan cecair ringan (Mis., air) Gunakan ketahanan dan pembersihan mudahnya.
Peralatan sukan
- Kelab Golf: Ketua Kelab (Gred 431) kuat namun ringan, Meningkatkan kelajuan dan jarak ayunan.
- Peralatan memancing: Bahagian reel memancing (Gred 416) Menentang kakisan air masin (dengan penyelenggaraan yang betul) dan berdiri untuk pemutus berulang.
3. Teknik pembuatan untuk keluli tahan karat martensit
Membuat keluli tahan karat martensit memerlukan langkah -langkah yang tepat untuk membuka kekuatan penuhnya. Inilah prosesnya:
1. Proses metalurgi
- Relau arka elektrik (EAF): Kaedah yang paling biasa -keluli, Chromium, dan aloi lain cair pada 1,600 ° C untuk membuat aloi asas.
- Relau oksigen asas (Bof): Digunakan untuk pengeluaran berskala besar-menggabungkan oksigen untuk menghilangkan kekotoran dan menyesuaikan kandungan karbon.
2. Proses rolling
- Rolling panas: Memanaskan aloi hingga 1,100-1,200 ° C dan menggulungnya menjadi bentuk tebal (bar, plat) untuk bahagian perindustrian.
- Rolling sejuk: Menyejukkan keluli dan menggulungnya lagi untuk membuat helaian nipis (untuk alat makan atau komponen kecil) dengan permukaan licin.
3. Rawatan haba (Kritikal untuk kekuatan)
- Austenitizing: Panaskan keluli hingga 950-1,100 ° C dan tahan 30-60 minit. Ini mengubah strukturnya kepada "austenit" (mulur, Fasa suhu tinggi).
- Pelindapkejutan: Kenaikan keluli dengan cepat (dalam minyak atau udara) Untuk mengunci struktur "martensite" keras -langkah ini memberikan keluli kekuatan tandatangannya.
- Pembiakan: Panaskan semula keluli dipadamkan hingga 150-600 ° C 1-2 jam. Ini mengurangkan kelembutan sambil menjaga kebanyakan kekerasan (Mis., membingungkan pada suhu 200 ° C 55-58 HRC untuk pisau).
4. Membentuk dan rawatan permukaan
- Kaedah membentuk:
- Tekan pembentukan: Menggunakan tekanan untuk membentuk bahagian seperti badan injap atau kepala kelab golf.
- Membongkok: Mewujudkan sudut untuk bahagian struktur (Mis., kurungan aeroangkasa).
- Pemesinan: Latihan, kilang, atau menghidupkan bahagian -bahagian ke saiz tepat -lebih baik di annealed (lembut) Negeri.
- Rawatan permukaan:
- Pengisaran: Menggunakan roda kasar untuk memperbaiki bentuk (Mis., Bilah pisau) dan keluarkan burrs.
- Menggilap: Buffs permukaan ke kemasan berkilat (untuk alat makan atau pembedahan).
- Salutan: Pvd (Pemendapan wap fizikal) salutan (Mis., Titanium nitride) Tambahkan rintangan haus tambahan untuk alat perindustrian.
5. Kawalan kualiti
- Ujian kekerasan: Menggunakan penguji Rockwell atau Vickers untuk memastikan keluli memenuhi kekerasan sasaran (Mis., 58-60 HRC untuk pisau).
- Analisis mikrostruktur: Meneliti keluli di bawah mikroskop untuk mengesahkan struktur martensit (tidak ada fasa yang tidak diingini seperti ferit).
- Pemeriksaan dimensi: Menggunakan Calipers atau pengimbas 3D untuk memeriksa sama ada bahagian sesuai dengan reka bentuk spesifikasi (Kritikal untuk bahagian aeroangkasa dan perubatan).
4. Kajian kes: Keluli tahan karat martensit dalam gandar automotif
Pengilang kereta mahu meningkatkan ketahanan gandar trak pikapnya. Gandar lama (Dibuat dari keluli karbon) sering gagal selepas 150,000 batu dalam penggunaan luar jalan. Mereka beralih ke gred 410 Keluli tahan karat martensit, Dan inilah hasilnya:
- Kekuatan: Gandar baru mempunyai kekuatan tegangan 1,200 MPA (vs. 800 MPA untuk keluli karbon), mengendalikan beban berat dan medan kasar lebih baik.
- Ketahanan: Ujian luar jalan menunjukkan gandar berlangsung 250,000 batu -67% lebih lama daripada reka bentuk lama.
- Keberkesanan kos: Semasa gred 410 kos 15% lebih daripada keluli karbon, Kadar penggantian yang dikurangkan menyelamatkan pengeluar $2 juta setahun dalam tuntutan jaminan.
5. Keluli tahan karat martensit vs. Bahan lain
Bagaimana keluli tahan karat martensit disusun terhadap bahan -bahan popular yang lain? Mari kita bandingkan:
| Bahan | Kos (vs. Gred martensit 410) | Kekuatan (Tegangan) | Pakai rintangan | Rintangan kakisan | Kekerasan (HRC) |
| Martensit (Gred 410) | Asas (100%) | 700-900 MPA | Baik | Sederhana | 30-50 |
| Martensit (Gred 440C) | 150% | 1,200-1,500 MPA | Cemerlang | Baik | 55-60 |
| Austenitic (Gred 304) | 130% | 515 MPA | Adil | Cemerlang | 15-20 |
| Ferritic (Gred 430) | 90% | 450-600 MPA | Adil | Baik | 15-25 |
| Keluli berkelajuan tinggi (HSS) | 200% | 1,800 MPA | Cemerlang | Miskin | 60-65 |
| Aloi titanium (Ti-6al-4v) | 500% | 860 MPA | Baik | Cemerlang | 30-35 |
Kesesuaian aplikasi
- Alat makan: Gred 440C lebih baik daripada gred austenitik/ferritik (lebih sukar, pengekalan kelebihan yang lebih baik).
- Gandar automotif: Gred 410 mengatasi keluli karbon (lebih kuat, lebih tahan kakisan) dan lebih murah daripada titanium.
- Instrumen pembedahan: Gred 420 lebih tinggi daripada HSS (rintangan kakisan yang lebih baik untuk pensterilan).
- Pengikat Aeroangkasa: Gred 17-4 PH mengimbangi kekuatan dan rintangan kakisan, menjadikannya lebih baik daripada gred ferit untuk persekitaran yang keras.
Pandangan Teknologi Yigu mengenai Keluli Stainless Martensitic
Di Yigu Technology, Kami melihat keluli tahan karat martensit sebagai penyelesaian kos efektif untuk aplikasi kekuatan tinggi. Keupayaannya untuk dirawat haba untuk kekerasan, Digabungkan dengan rintangan kakisan yang sederhana, menjadikannya sesuai untuk pelanggan automotif dan perindustrian kami. Kami sering mengesyorkan gred 410 untuk bahagian seperti gandar dan pam, dan gred 440C untuk alat alat makan atau ketepatan. Walaupun ia kurang tahan kakisan daripada gred austenit, Kosnya yang lebih rendah dan kekuatan yang lebih tinggi menjadikannya pilihan pintar untuk projek -projek di mana ketahanan adalah sejajar dengan matlamat kami untuk menyampaikan yang boleh dipercayai, Bahan mesra bajet.
Soalan Lazim
1. Adakah tahan karat keluli tahan karat martensit?
Tidak, Tetapi ia tahan karat. Kandungan kromiumnya (10.5-18%) membentuk lapisan oksida pelindung yang menentang karat dalam air tawar dan bahan kimia ringan. Walau bagaimanapun, ia mungkin berkarat dalam air masin atau asid keras -pembersihan dan pembersihan dan, jika diperlukan, Coatings dapat mencegahnya.
2. Bolehkah keluli tahan karat martensit dikimpal?
Ya, Tetapi ia memerlukan penjagaan. Kimpalan boleh menyebabkan kelembutan, Jadi dipanaskan (hingga 200-300 ° C.) dan pembasmian pasca kimpalan (hingga 500-600 ° C.) disyorkan. Gred rendah karbon (Mis., Gred 410s) lebih mudah dikimpal daripada gred karbon tinggi (Mis., 440C).
3. Apakah perbezaan antara keluli tahan karat martensit dan austenit?
Perbezaan utama adalah struktur dan sifat: Martensitic sukar, kuat, dan magnet (Terima kasih kerana rawatan haba), Walaupun austenitic adalah mulur, tahan kakisan, dan bukan magnet (Tiada rawatan haba untuk kekuatan). Martensit lebih baik untuk bahagian yang berfokus pada kekuatan, Walaupun Austenitic sesuai dengan kegunaan rawan kakisan (Mis., pemprosesan makanan).
