Введение

Мартензитная нержавеющая сталь – один из пяти кристаллических типов нержавеющей стали.

Мартензитная нержавеющая сталь – это тип сплава нержавеющей стали, обладающий мартенситной кристаллической структурой. Она может быть упрочнена и отпущена посредством старения и термической обработки. Другие основные типы нержавеющей стали включают аустенитную, ферритную, дуплексную и сталь, упрочненную осаждением.

История

В 1912 году Гарри Брирли из исследовательской лаборатории Браун Ферт в Шеффилде, Англия, в поисках коррозионностойкого сплава для орудийных стволов, обнаружил и впоследствии начал промышленное производство мартенситного нержавеющего стального сплава. Об этом открытии было объявлено два года спустя в статье газеты "Нью-Йорк Таймс" в январе 1915 года. Брирли подал заявку на патент в США в 1915 году. Позже этот сплав продавался под брендом "Staybrite" компанией Firth Vickers в Англии и был использован для нового навеса над входом в отель Savoy в Лондоне в 1929 году. Характерная объемно-центрированная тетрагональная микроструктура мартенсита была впервые обнаружена немецким микроскопистом Адольфом Мартенсом примерно в 1890 году. В 1912 году Элвуд Хейнс подал заявку на патент в США на мартенситный нержавеющий стальной сплав. Однако патент был выдан ему только в 1919 году.

Обзор

Мартензитные нержавеющие стали могут быть высоко- или низкоуглеродистыми сталями, основу которых составляет железо, с содержанием от 12% до 17% хрома и углерода от 0,10% (тип 410) до 1,2% (тип 440C). До примерно 0,4%C они в основном используются благодаря своим механическим свойствам в таких областях применения, как насосы, клапаны и валы. При содержании углерода выше 0,4% они в основном используются благодаря своей износостойкости, например, в столовых приборах, хирургических лезвиях, пресс-формах для литья пластмасс и соплах. Они могут содержать некоторое количество никеля (тип 431), что позволяет увеличить содержание хрома и/или молибдена, тем самым улучшая коррозионную стойкость, а также повышая вязкость благодаря более низкому содержанию углерода. Марка EN 1.4313 (CA6NM) с низким содержанием углерода, 13% хрома и 4% никеля обладает хорошими механическими свойствами, хорошей литейностью и хорошей свариваемостью. Она используется почти во всех гидроэлектротурбинах в мире, включая турбины гигантской плотины "Три ущелья" в Китае. Добавки бора, кобальта, ниобия и титана улучшают высокотемпературные свойства, особенно сопротивление ползучести. Это используется в теплообменниках паровых турбин. Особая марка – тип 630 (также называемый 17-4 PH), который является мартенситным и упрочняется путем осаждения.

Обработка

Когда требуются формоизменяемость, мягкость и т.п. при изготовлении, сталь с максимальным содержанием углерода 0,12% часто используется в отпущенном состоянии. С увеличением содержания углерода, посредством закалки и отпуска можно получить предел прочности на растяжение в диапазоне , в сочетании с достаточной вязкостью и пластичностью. В этом состоянии эти стали находят широкое применение в различных областях, где требуется умеренная коррозионная стойкость. Кроме того, в закаленном и слабо отпущенном состоянии, при более высоком содержании углерода, можно достичь предела прочности на растяжение около , при сниженной пластичности. Типичным примером мартенситной нержавеющей стали является X46Cr13. Мартенситные нержавеющие стали могут быть подвергнуты неразрушающему контролю методом магнитной порошковой дефектоскопии, в отличие от аустенитных нержавеющих сталей.

Приложения

Мартензитные нержавеющие стали, в зависимости от содержания углерода, часто применяются благодаря своей коррозионной стойкости и высокой прочности в насосах, клапанах и валах лодок. Они также используются из-за износостойкости в столовых приборах, медицинских инструментах (скальпелях, бритвах и внутренних зажимах), шарикоподшипниках, бритвенных лезвиях, литьевых формах для полимеров и тормозных дисках для велосипедов и мотоциклов.