Was ist martensitischer Stahl (MS)?

Wenn das Stahlprodukt bei einer sehr hohen Temperatur schnell abgekühlt (gelöscht) wird, wird eine spezifische kristalline Struktur festgelegt, die als martensitischer Stahl bekannt ist. Diese Struktur, bekannt als "Martensit„bietet dem Stahl bestimmte besondere Eigenschaften. Es handelt sich um eine wichtige Struktur eisenhaltiger Metallmaterialien, die sich insbesondere auf die übersättigte feste Lösung von Kohlenstoff in -Fe bezieht. Diese Entdeckung wurde erstmals vom deutschen Metallurgen Adolf Martens (1850-1914) im Jahr 1960 entdeckt 1890er Jahre und wurde später vom Franzosen F. Osmond zum Gedenken an seinen Entdecker Martensit genannt.

Abbildung 1: Schema einer martensitischen Stahlmikrostruktur. Ferrit und Bainit können auch in kleinen Mengen gefunden werden.

Abbildung 2: Mikrostruktur von MS 950/1200

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Abbildung 3: Ein Vergleich der Spannungsdehnungskurven für Weichstahl, HSLA 350/450 und MS 950/1200.

Das Folgende ist eine detaillierte Analyse von Martensit

Definition:

Der Prozess des Erhitzens und anschließenden schnellen Abkühlens (Abschreckens) von Stahl, um eine martensitische Kristallstruktur zu erzeugen, erzeugt martensitischen Stahl, einen harten, robusten Stahl mit einem hohen Kohlenstoffgehalt.

1. Hauptmerkmale:

 Härte:

Es ist bekannt, dass es für martensitisches Stahlmaterial sehr hart ist. Der Abschreckprozess verfestigt die Kohlenstoffatome zu einer verformungsbeständigen Struktur und macht den Stahl robust und langlebig. Da zwischen Martensithärte und Streckgrenze ein guter linearer Zusammenhang besteht, können beide gleichzeitig diskutiert werden.

Härte von Martensit: Die wichtigsten Eigenschaften von Martensit in Stahl sind hohe Härte und Stärke. Experimente haben gezeigt, dass die Härte von Martensit eher durch ihren Kohlenstoffgehalt als durch ihren Legierungselementgehalt bestimmt wird.

Die Zugfestigkeit von kaltgebildeten martensitischen Stahlblättern für Automobile kann 1700 MPa oder sogar höher erreichen, was ihn zum höchsten Stahl für die Kälteforschung macht. Es ist der höchste Stahl unter hochfesten Stählen und das "härteste unter den härtesten". Der martensitische Stahl ist nicht nur "hart", sondern hat auch viele Vorteile, wie z. B. hohe Ertragsfestigkeit, keine alternden, guten Kaltbiege- und Locherweiterungseigenschaften und eine gute Schweißbarkeit.

 Stärke

Der komplexe und vielfältige Verstärkungsmechanismus von Martensit umfasst die Verstärkung der Unterstruktur, die Alterungsverstärkung, die Festlösungsverfestigung, die Phasenwechselverstärkung und die Feinkornverfestigung. Zusammen verleihen diese Systeme Martensit seine außergewöhnliche Härte und Festigkeit. Durch die Anpassung der chemischen Zusammensetzung des Stahls, der Wärmebehandlungstechnik und anderer Faktoren kann die Martensitentwicklung und -verfestigung in realen Anwendungen reguliert werden, wodurch Stahl mit besseren mechanischen Eigenschaften entsteht. Diese Art von Stahl ist stark und kann schwere Gewichte tragen. Es wird üblicherweise auf Klingen, Werkzeuge und andere Komponenten angewendet, die hohem Druck oder Verschleiß ausgesetzt sind.

Sprödigkeit

Martensitischer Stahl ist robust, kann jedoch spröder sein als andere Stahlsorten. Bei unsachgemäßer Handhabung kann es unter Stößen oder Gewalteinwirkung reißen oder brechen.

Magnetisch

Martensitischer Stahl ist magnetisch, was in bestimmten Anwendungen nützlich sein kann.

Korrosionsbeständigkeit

Mmarensitische Stähle sind oft weniger korrosionsbeständig als andere rostfreie Stähle wie Austenitstahl. In Einstellungen, die eine leichte Korrosionsbeständigkeit erfordern, werden jedoch noch einige martensitische Stahlqualität verwendet.

Wärmebehandlung

Martensitischer Stahl kann hitzebehandelt (betrieben) werden, um seine Härte und Zähigkeit zu verändern, sodass die Hersteller ihre Qualitäten für bestimmte Anwendungen anpassen können.

2. Organisationsform

Es gibt zwei Hauptorganisationsformen von Martensit in Stahl:

Lath -Martensit: Latten von ungefähr gleich groß werden zu richtigen, parallelen Martensitbündeln (Gruppen) kombiniert. Wenn der Kohlenstoffmassenanteil in Stahl unter {0. 25%liegt, ist es hauptsächlich Lath-Martensit, so dass sie auch mit kohlenstoffarmen Martensit bezeichnet wird.

Flockenmartensit: Die dreidimensionale Form ist eine dünne doppelte konvexe Linse. Unter einem metallographischen Mikroskop hat sein Querschnitt typischerweise eine Nadel- oder Bambusblattform. Stahl ist auch als mit hohem Kohlenstoff-Martensit bekannt, da er größtenteils lamellare Martensit ist, wenn die Kohlenstoffmassenfraktion höher als 1. 0%ist.

3. Bildungsbedingungen

Die Bildung von Martensit erfordert eine bestimmte Kühlrate und tiefe Superkühlung. Insbesondere muss der Stahl in den Austenitzustand erhitzt und anschließend mit einer Geschwindigkeit schneller auf eine Temperatur unter dem MS -Punkt abgekühlt werden als die kritische Kühlrate des Stahls. Die tiefe Superkühlung stellt sicher, dass die freie Energie des Systems verringert wird und gleichzeitig eine ausreichende Phasentransformationskraft für die Martensitproduktion bietet.

4. Leistung und Anwendungen

 Leistung: Obwohl Martensit-besonders mit hohem Kohlenstoff-Lamellar-Martensit-Martensit-für seine große Stärke und Härte bekannt ist, ist es auch eine harte und spröde Struktur.

 Anwendung: In industriellen Umgebungen, in denen hohe Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit erforderlich sind, wird morensitischer Edelstahl häufig verwendet.

· Schneidwerkzeuge (z. B. Widerstandsbohrer)

· Maschinenteile (z. B. Automobilteile, medizinische Geräte, Zahnräder, Wellen)

· Flugzeugteile (z. B. Luft- und Raumfahrtkomponenten)

· Klingen (z. B. Scheren, Rasierer)

5. Notizen

Durch die Umwandlung von Austenit in Martensit beim Abschrecken kommt es zu einer Volumenausdehnung des Werkstücks. Dies kann zu inneren Spannungen führen, was einer der Gründe dafür ist, dass es beim Abschrecken häufiger zu Verformungen und Rissen kommt. Zahlreiche Variablen wie Temperatur, Abkühlgeschwindigkeit und chemische Zusammensetzung des Stahls beeinflussen die Leistung und Verwendung von Martensit.

Mit einem Wort, martensitischer Stahl als wichtige Struktur in Eisenmetallmaterialien hat einzigartige Eigenschaften und Anwendungswert. In praktischen Anwendungen müssen geeignete Materialien und Prozessbedingungen gemäß den spezifischen Bedürfnissen zur Erstellung martensitischer Strukturen mit den erforderlichen Eigenschaften ausgewählt werden.

Martensitischer Stahl für Automobilanwendungen

Martensitische Stähle werden aufgrund ihrer außergewöhnlichen Festigkeit und Härte häufig in der Automobilindustrie verwendet. Diese Eigenschaften machen sie ideal für sicherheitskritische Komponenten, insbesondere dort, wo Schlagfestigkeit und strukturelle Integrität von entscheidender Bedeutung sind. Beim Warmumformen presshärtender Stähle können martensitische Mikrostrukturen erzielt werden.

Beispiele für Produktionsklassen und Anwendungen

Spezifikationen für kaltgewandte, martensitische Stahl 1. Generation

Automobilhersteller verwenden häufig martensitische Stahlqualität, die den spezifischen Anforderungen an die Zugfestigkeit entsprechen. Im Folgenden finden Sie einige häufige Spezifikationen, die unbeschichtete kaltgeschaltete martensitische Stähle beschreiben:

ASTM A980M: Klassen 130 [900], 160 [1100], 190 [1300] und 220 [1500].

Vda 239-100: Enthält Begriffe wie Cr 860 y1100T-MS, CR1030Y1300T-MS, CR1220Y1500T-MS und CR1350Y1700T-MS.

SAE J2745: Mit Martensit -Noten wie MS 900T/700Y, 1100T/860 y, 1300T/1030y und 1500T/1200y.

Diese Standards richten sich an die spezifischen Anforderungen der Autohersteller für Zugfestigkeit und strukturelle Leistung.

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