Vlastnosti tepelného zpracování a výkonnostní charakteristiky feritické a martenzitické nerezové oceli
3. Feritická nerezová ocel
Feritická nerezová ocel má jako hlavní prvek chrom s obsahem 12 % až 30 % Cr. Tento typ oceli má jednofázovou-strukturu, žádný fázový přechod a silné magnetické vlastnosti. Jeho běžná třída oceli je 430. Levnější nerezová ocel typu 409 byla vyvinuta Spojenými státy v 60. letech 20. století s cílem snížit cenu nerezové oceli. Je široce používán v tlumičích a kanalizačních potrubích pro automobily a motocykly a je také v kategorii feritické nerezové oceli.
Tento typ oceli má nízkou pevnost a stejně jako austenitická ocel jej nelze zpevnit tepelným zpracováním. Kromě toho je růst zrna způsobený tepelným zpracováním rychlejší než u austenitické oceli a velikost zrna je větší. Proto, aby se zabránilo růstu zrn a transformaci austenitové fáze během tepelného zpracování, teplota by neměla být příliš vysoká. Obecně platí, že maximální teplota tepelného zpracování nepřesahuje 850 stupňů. Tabulka 4 ukazuje teplotní rozsah feritických nerezových ocelí.
Tabulka 4: Teplotní rozsahy feritických nerezových ocelí
Při zpracování feritické nerezové oceli je nutné udržovat dobu prodlevy na teplotě 370 až 550 stupňů , zejména vysoce-chromované feritické nerezové oceli. Pokud je materiál udržován v teplotním rozsahu 370 až 550 stupňů po dlouhou dobu, je snadné vyvinout lom 475 stupňů, to znamená, že tvrdost se zvýší, prodloužení se výrazně sníží nebo se stane nulou a také se sníží odolnost materiálu proti korozi. Experimenty ukázaly, že po zahřátí oceli 27Cr na 475 stupňů po dobu 100 hodin se pevnost materiálu v tahu při pokojové teplotě zvýší o 50 %, mez kluzu se zvýší o 150 % a prodloužení se stane nulovým. Kromě toho svařovací výkon této oceli není dobrý (zrna v oblasti ovlivněné teplem svaru-jsou působivá a křehká).
4. Martenzitická nerezová ocel
Vlastnosti martenzitické nerezové oceli se velmi liší od prvních dvou typů nerezové oceli. Tento typ nerezové oceli má jiný bod fázové přeměny a lze jej kalit kalením. Navíc díky vysokému obsahu chrómu a dobré houževnatosti lze jeho pevnost a houževnatost během popouštění upravovat v širokém rozsahu. Proto lze martenzitickou nerezovou ocel použít jako konstrukční ocel a nástrojovou ocel.
Když se martenzitická nerezová ocel používá jako nástrojová ocel, je ve stavu kalení. Pro kalení musí být teplota zvýšena nad kritický bod, aby se karbidy mohly přeměnit na austenit. Když se teplota zvýší na roztavení karbidů, rychlost difúze uhlíku se zpomalí. Aby se získala jednotná austenitová struktura, je teplota ohřevu obvykle o 50 stupňů vyšší než kritická teplota a je vyžadována určitá doba zdržení, aby se karbidy úplně a rovnoměrně roztavily. Je samozřejmé, že zahřívání po příliš dlouhou dobu nebo na příliš vysokou teplotu způsobí nerovnoměrnou tvorbu martenzitu a zvýší zbytkovou strukturu austenitu, čímž dojde k vnitřnímu pnutí v materiálu v důsledku rozdílu v roztažnosti. Martenzitická ocel je druh oceli, která je citlivá na tepelné praskání. Má nízký přenos tepla při nízkých teplotách a je velmi náchylný k praskání při rychlém zahřátí. Proto by při použití materiálů s velkými díly měl být předehřát a poté rychle zchlazen. Tabulka 5 ukazuje teploty popouštění martenzitických korozivzdorných ocelí.
Tabulka 5: Teploty popouštění martenzitických korozivzdorných ocelí
Při použití jako konstrukční ocel by se popouštění (kalení a žíhání) mělo provádět v souladu s kalením. Martenzitická nerezová ocel má popouštěcí křehkost a teplota by neměla být nižší než 580 stupňů. Při chlazení z popouštěcích teplot se často používá kalení oleje, aby se zabránilo křehkému teplu; Je třeba poznamenat, že martenzitická nerezová ocel by měla být žíhána brzy po kalení.
5. Nerezová ocel-tvrditelná povětrnostními vlivy
Přestože austenitické, feritické a martenzitické korozivzdorné oceli jsou široce používány, stále mají určité potíže při jejich použití jako konstrukční oceli. Austenitická nerezová ocel má nízkou mez kluzu pouze asi 200 N/mm2 a zatím není vhodná pro použití jako konstrukční ocel. Ačkoli martenzitická nerezová ocel může získat vysokou mez kluzu tepelným zpracováním, jako je žíhání a popouštění, její odolnost proti korozi je špatná. Pro aplikace vyžadující vysokou odolnost proti korozi a vysokou pevnost byl vyvinut nový typ Cr-Ni nerezové oceli - povětrnostně vytvrzené-nerezové oceli (také nazývané PH nerezové oceli).
Tepelné zpracování nového typu nerezové oceli zahrnuje žíhání, úplné žíhání, rozpouštěcí žíhání, stárnutí a transformační kalení. Jeho vlastnosti jsou:
• Ve zralém stavu je měkký a lze jej snadno přepracovat.
• Požadované vlastnosti lze získat vhodným ošetřením stárnutím.
• Má stejnou odolnost proti korozi jako podobné nerezové oceli, se zlepšenou odolností proti praskání korozí pod napětím.
• Transformační kalení je proces kalení pod určitou teplotu. Nejběžněji používaná nerezová ocel pro precipitační kalení je martenzitická a její třída oceli je 631 (0Crl7Ni7A1). Popouštění tohoto typu oceli zahrnuje nejprve použití roztoku, zahřátí materiálu na 1000-1100 stupňů a jeho rychlé ochlazení a následné ošetření stárnutím při různých teplotách podle různých požadavků obráběcího stroje, jako je stárnutí 621 stupňů, 565 stupňů a 510 stupňů.
Z výše uvedené analýzy je vidět, že žíhání nerezové oceli je složité. Pro splnění různých požadavků uživatelů by měly být použity různé metody žíhání podle charakteristik různých jakostí oceli.
