Кіріспе
Тот баспайтын болаттың 5 кристалл құрылымының бірі
Мартензитті тот баспайтын болат – мартенсит кристалдық құрылымына ие тот баспайтын болат қорытпасының бір түрі. Ол қартаю және ысыту арқылы өңдеуден өткізу арқылы қатайтылып, кернеулене алады. Басқа негізгі тот баспайтын болат түрлері: аустениттік, ферриттік, дуплекстік және тұнбалану арқылы қатайтылатын болаттар.
Тарих
1912 жылы Англияның Шеффилд қаласындағы Браун-Ферт зерттеу зертханасының Гарри Брирли, мылтық трубалары үшін коррозияға төзімді қорытпа іздеу кезінде мартензитті тот баспайтын болат қорытпасын ашты және оны өнеркәсіптік өндіріске енгізді. Оның ашылуы екі жылдан кейін, 1915 жылғы қаңтарда The New York Times газетінде жарияланды. Брирли 1915 жылы АҚШ-та патент алуға өтініш берді. Бұл қорытпа кейіннен Англиядағы Firth Vickers компаниясымен "Staybrite" тауарлық белгісімен сатылды және 1929 жылы Лондондағы Savoy қонақ үйінің кіреберісіне жаңа навес жасау үшін қолданылды. Төртбұрышты мартензит микроқұрылымын алғаш рет 1890 жылы неміс микроскописі Адольф Мартенс байқаған. 1912 жылы Элвуд Хейнс мартензитті тот баспайтын болат қорытпасына АҚШ патенті үшін өтініш берді, бірақ бұл патент 1919 жылға дейін мақұлданбады.
Шолу
Мартенситті тот баспайтын болаттар темір негізінде құрылған, жоғары немесе төмен көміртекті болаттар болуы мүмкін, құрамында 12% дейін 17% хром және 0,10% (410 тип) дейін 1,2% (440C тип) көміртегі болады. 0,4%C дейін олар негізінен механикалық қасиеттері үшін қолданылады, мысалы, сорғылар, клапандар және біліктерде. 0,4%C жоғарылағанда олар тозуға төзімділігі үшін қолданылады, мысалы, кесу құралдары, хирургиялық пышақтар, пластик құю қалыптары және саптамаларда. Олардың құрамында Ni (431 тип) болуы мүмкін, бұл жоғары Cr және/немесе Mo мөлшеріне мүмкіндік береді, соның арқасында коррозияға төзімділік жақсарады, ал көміртегінің мөлшері төмендегендіктен, соққыға төзімділік артады. EN 1.4313 (CA6NM) маркасы төмен C, 13%Cr және 4%Ni құрамымен жақсы механикалық қасиеттерге, жақсы құюға және жақсы дәнекерлеуге ие. Ол әлемдегі барлық гидроэлектрлік турбиналарда, соның ішінде Қытайдағы "Үш Бұлақ" су электр стансасында қолданылады. B, Co, Nb, Ti қоспалары жоғары температуралық қасиеттерді, әсіресе иілуге төзімділікті жақсартады. Бұл бу турбиналарындағы жылу алмастырғыштарда қолданылады. Арнайы маркасы – 630 тип (сондай-ақ 17-4 PH деп те аталады), ол мартенситтік және жауынды шығу арқылы қаттыланады.
Up to about 0.4%C they are used mostly for their mechanical properties in applications such as pumps, valves, and shafts. Above 0.4%C they are used mostly for their wear resistance, such as in cutlery surgical blades, plastic injection molds, and nozzles. They may contain some Ni (Type 431) which allows a higher Cr and/or Mo content, thereby improving corrosion resistance and as the carbon content is also lower, the toughness is improved. Grade EN 1.4313 (CA6NM) with a low C, 13%Cr and 4%Ni offers good mechanical properties, good castability, and good weldability. It is used for nearly all the hydroelectric turbines in the world, including those of the huge "Three Gorges" dam in China. Additions of B, Co, Nb, Ti improve the high temperature properties, particularly creep resistance. This is used for heat exchangers in steam turbines. A specific grade is Type 630 (also called 17 4 PH) which is martensitic and hardens by precipitation at .
Өңдеу
Қалыптану қабілеті, жұмсақтық сияқты қасиеттер өндірісте қажет болғанда, көміртегінің мөлшері 0,12%-дан аспайтын болат көбінесе жұмсақ күйде қолданылады. Көміртегі мөлшерінің артуымен, қатайту және қайта қатайту арқылы, жақсы соқтығуға төзімділік және пластикалық деформация қабілетімен қатар, белгілі бір тартылу беріктігіне қол жеткізуге болады. Осы күйде, бұл болаттар жұмсақ коррозияға төзімділік қажет болатын көптеген қолдану салаларында пайдалы. Сонымен қатар, қатайтылған және жеңілдетілген күйдегі жоғары көміртекті болаттарда пластикалық деформация қабілеті төмендеп, шамамен кернеу беріктігіне жетуге болады. Мартенситтік тот баспайтын болаттың кең таралған мысалы – X46Cr13. Мартенситтік тот баспайтын болат, аустениттік тот баспайтын болаттан айырмашылығы, магниттік бөлшектерді тексеру әдісімен бұзбай тексеруге болады.
Қолданбалар
Мартензитті тот баспайтын болаттар, көміртегінің мөлшеріне қарай, көбінесе сорғыларда, клапандарда және қайық біліктерінде коррозияға төзімділігімен және жоғары беріктігімен қолданылады. Олар сондай-ақ, асүй құралдарында, медициналық құралдарда (скальпельдер, бритвалар және ішкі қысқыштар), шарлы подшипниктерде, бритва жандары, полимерлерге арналған инъекциялық қалыптарда, велосипедтер мен мотоциклдердің тежегіш дискілерінде тозуға төзімділігі үшін пайдаланылады.