Hitameðferðareiginleikar og frammistöðueiginleikar Ferritic og Martensitic ryðfríu stáli
3. Ferritic ryðfríu stáli
Ferritic ryðfríu stáli hefur króm sem aðal frumefni, með innihald 12% til 30% Cr. Þessi tegund af stáli hefur einfasa uppbyggingu, engin fasaskipti og sterka segulmagnaðir eiginleikar. Algeng stáleinkunn þess er 430. Ódýrari ryðfríu stáli gerð 409 var þróuð af Bandaríkjunum á sjöunda áratugnum til að draga úr kostnaði við ryðfríu stáli. Það er mikið notað í hljóðdeyfi og fráveiturör fyrir bíla og mótorhjól, og er einnig í flokki ferritískt ryðfríu stáli.
Þessi tegund af stáli hefur lítinn styrk og, eins og austenítískt stál, er ekki hægt að styrkja það með hitameðferð. Að auki er kornvöxtur af völdum hitameðferðar hraðari en austenítískt stál og kornstærðin er stærri. Þess vegna ætti hitastigið ekki að vera of hátt til að forðast kornvöxt og austenítfasabreytingu meðan á hitameðferð stendur. Almennt fer hámarkshiti hitameðferðarinnar ekki yfir 850 gráður. Tafla 4 sýnir hitastig ferrítískt ryðfríu stáli.
Tafla 4: Hitasvið ferrítískt ryðfríu stáli
Þegar ferrítískt ryðfrítt stál er unnið er nauðsynlegt að halda dvalartímanum við 370 til 550 gráðu hita, sérstaklega há-krómferrítísk ryðfríu stáli. Ef efnið er haldið við hitastig á bilinu 370 til 550 gráður í langan tíma er auðvelt að mynda 475 gráðu brot, það er hörku eykst, lenging minnkar verulega eða verður núll og tæringarþol efnisins minnkar einnig. Tilraunir hafa sýnt að eftir að 27Cr stál er hitað við 475 gráður í 100 klukkustundir eykst togstyrkur efnisins við stofuhita um 50%, ávöxtunarstyrkur eykst um 150% og lengingin verður núll. Að auki er suðuafköst þessa stáls ekki góð (kornin á suðuhitasvæðinu-sem verða fyrir áhrifum eru áhrifamikil og brothætt).
4. Martensitic ryðfríu stáli
Einkenni martensitic ryðfríu stáli eru mjög frábrugðin fyrstu tveimur tegundunum af ryðfríu stáli. Þessi tegund af ryðfríu stáli hefur mismunandi fasabreytingarpunkt og er hægt að herða með því að slökkva. Þar að auki, vegna mikils króminnihalds og góðrar seigleika, er hægt að stilla styrk og seigleika innan breitt svið meðan á temprun stendur. Þess vegna er hægt að nota martensitic ryðfrítt stál sem burðarstál og verkfærastál.
Þegar martensitic ryðfrítt stál er notað sem verkfærastál er það í slökkviástandi. Til að slökkva þarf hitastigið að hækka yfir mikilvæga punktinn svo hægt sé að umbreyta karbíðunum í austenít. Þegar hitastig er hækkað til að bræða karbíð hægir á kolefnisdreifingu. Til að fá samræmda austenítbyggingu er hitunarhitastigið venjulega 50 gráður hærra en mikilvæga hitastigið og ákveðinn geymslutími þarf til að leyfa karbíðunum að bráðna alveg og jafnt. Að sjálfsögðu mun hitun í of langan tíma eða við of hátt hitastig valda ójafnri martensítmyndun og auka afgangsbyggingu austeníts og mynda þannig innri spennu innan efnisins vegna munar á þenslu. Martensitic stál er tegund af stáli sem er viðkvæmt fyrir hitasprungum. Það hefur lágan hitaflutning við lágt hitastig og er mjög viðkvæmt fyrir sprungum þegar það er hitað hratt. Þess vegna, þegar efni með stórum hlutum eru notuð, ætti að forhita það og síðan kæla hratt. Tafla 5 sýnir hitunarhitastig martensitic ryðfríu stáli.
Tafla 5: Hitunarhitastig martensitic ryðfríu stáli
Þegar það er notað sem burðarstál skal hertun (slökkva og glæða) fara fram í samræmi við slökkvun. Martensitic ryðfríu stáli hefur skapstökk og hitastigið ætti ekki að vera lægra en 580 gráður. Við kælingu frá temprandi hitastigi er olíuslökkvun oft notuð til að forðast brothættan hita; Það skal tekið fram að martensitic ryðfríu stáli ætti að glæða fljótlega eftir að slökkt er.
5. Veðrun-herðandi ryðfríu stáli
Þrátt fyrir að austenítískt, ferrítískt og martensítískt ryðfrítt stál sé mikið notað, eiga þau enn í nokkrum erfiðleikum með að nota sem burðarstál. Austenitískt ryðfrítt stál hefur lágan flæðistyrk, aðeins um 200N/mm2, og er ekki enn hentugur til notkunar sem burðarstál. Þrátt fyrir að martensitic ryðfrítt stál geti fengið háan uppskeruþol með hitameðhöndlun eins og glæðingu og temprun, er tæringarþol þess lélegt. Fyrir forrit sem krefjast mikillar tæringarþols og mikils styrks hefur ný gerð Cr-Ni ryðfríu stáli verið þróuð - veðrandi-herðandi ryðfríu stáli (einnig kallað PH ryðfríu stáli).
Hitameðferðin á nýju tegundinni af ryðfríu stáli felur í sér glæðingu, fullglæðingu, lausnarglæðingu, öldrunarglæðingu og umbreytingarslökkun. Eiginleikar þess eru:
• Það er mjúkt þegar það er þroskað og auðvelt að endurvinna það.
• Hægt er að fá nauðsynlega eiginleika með viðeigandi öldrunarmeðferð.
• Það hefur sömu tæringarþol og svipuð ryðfríu stáli, með bættri mótstöðu gegn tæringarsprungum.
• Transformation quenching er ferlið við að slökkva undir ákveðnu hitastigi. Algengasta ryðfría stálið til úrkomuherðingar er martensitic og stáleinkunn þess er 631 (0Crl7Ni7A1). Herðing þessarar tegundar stáls felur í sér að fyrst er notað lausn, hita efnið í 1000-1100 gráður og síðan kælt hratt og síðan framkvæmt öldrunarmeðferð við mismunandi hitastig í samræmi við mismunandi kröfur vélbúnaðarins, svo sem 621 gráðu, 565 gráður og 510 gráður öldrun.
Af ofangreindri greiningu má sjá að glæðing ryðfríu stáli er flókin. Mismunandi glæðingaraðferðir ættu að nota í samræmi við eiginleika mismunandi stáltegunda til að uppfylla mismunandi kröfur notenda.
