صفر تا صد عملیات حرارتی فولاد مارتنزیتی

یکی از مهم ترین آلیاژهای مورد استفاده در دنیا، فولاد ساخته شده با آهن است. در حال حاضر در سطح جهان، محصولات مختلفی به وسیله فولاد ساخته می شود.

و در صنایع متفاوت کاربرد گسترده ای دارد. مارتنزیت یکی از محصولات فولادی می باشد که ساختار متفاوت و نامتعادل دارد. برای تولید این محصول در مرحله ای از فرایند تولید سریع سرد می شود.

و این عملیات حرارتی که روی این محصول صورت می گیرد، باعث افزایش استحکام و سختی محصول می شود. به عملیات ساخت محصول، مارتنپر کردن نیز میگویند.

مارتنپر کردن از ایجاد نقص در مارتنزیت جلوگیری می کند.

مارتنزیت چیست ؟
مارتنزیت یک محصول خاص است که از فولاد ساخته می شود. و در فرایند تولید ساخت مارتنزیت، از عملیات سرد کردن استفاده می شود.

ساختار ظاهری مارتنزیت بسیار ریز و سوزنی شکل است. در اصطلاح به عملیات ساخت مارتنزیت، استحاله میگویند.

این عملیاد در دمای بسیار پایین و بدون نفوذ صورت می گیرد. این ساختار فقط مخصوص فولاد نمی باشد و در آلیاژ های غیر آهنی هم مانند طلا، مس، آلومینیوم مورد استفاده قرار می گیرد.

خاصیت هایی که در ماتنزیت ایجاد می شود، با بقیه ی آلیاژ ها متفاوت است. سرد شدن سریع محصول به عواملی مانند دانه های آستنیت، درصد کربن و عناصر آلیاژی وابسته است.

زمانی که دانه های آستنیت به سرعت سرد می شود، اتم های کربن فرصت خارج شدن از محصول را ندارند.

در نتیجه در شبکه ی BCC حبس می شود و شبکه ی بلوری جدیدی را تولید می کند که به آن BCT میگویند. باید به این موضوع توجه کرد که هر چقدر که درصد عنصر آلیاژی بیشتر باشد، بلورهای ماتنزیت کشیده تر می شود.

استحاله مارتنزیتی چیست ؟
ساختار مارتنزیت به وسیله ی جا به جایی گروهی اتم ها تولید می شود. استحاله مارتنزیت به طور کلی، برشی و غیر نفوذ است.

به همین سبب، ترکیب شیمیایی استفاده شده در محصول، حدود 2 درصد کربن می باشد. در پروسه تولید مارتنزیت، کاهش دما به طور پیوسته و گروهی است.

انتقال گروهی اتم ها باعث می شود تا شکل پلاستیکی در ماده ایجاد شود. در طول انجام همه ی این کار ها باید با دقت انجام شود زیرا کوچک ترین اشتباه و تغییر در ساختار مارتنزیت تغییر ایجاد می کند.

مثلا اگر سرعت سرد شدن بیشتر از حد معمول باشد، از تشکیل بینیت و پرلیت جلوگیری می کند.

مارتنزیت تمپر شده چیست ؟
در قسمت قبلی به عملیات مارتنپر اشاره کردیم. هدف از انجام عملیات مارتمپر، جلوگیری از شکسته شدن قطعه و ترک خوردگی در طول استحاله مارتنزیت می باشد.

برای افزایش سختی مارتنزیتی به روش مارتمپر، مستلزم به انجام مراحل زیر می باشد:

• حرارت دادن به ماده تا دمای تبلور ماده
• مواد را در این دما نگه میدارند تا آستنیته فولاد انجام می شود.
• سپس مواد را در روغن داغ یا نمک مذاب گذاشته و سپس در فرایند استحاله مارتنزیت سریع سرد شود.
• سپس مواد را در این دما نگه میدارند تا ساختار مواد یکنواخت شود.
• سپس قطعه را در مجاورت هوا قرار می دهند به طوری که دمای آن یکنواخت شود.
• هنگام انجام عملیات مارتمپر، احتمال بروز مشکلاتی مانند ترک برداشتن پایین میاید. و سخت پذیری بالایی دارد.

سختی مارتنزیت به چه عواملی بستگی دارد؟
درصد سختی مارتنزیت به دو عامل درصد کربن و نوع ساختارفرعی مواد وابسته است. ساختار فرعی در واقع به ساختاری گفته می شود که در بین فرایند های فولید در عملیات استحاله مارتنزیت تشکیل شده است.

انواع ساختار مارتنزیت:
استحاله های مارتنزیت به دو نوع مارتنزیت لایه ای و مارتنزیت بشقابی تقسیم می گردد. با استفاده از فولادهای کم کربن و یا دارای کربن متوسط مارتنزیت لایه ای، با استفاده از فولادهای پرکربن مارتنزیت بشقابی تولید می شوند.

واحدهای ساختاری مارتنزیت با چشم غیرمسلح قابل دیدن نیستند و فقط با میکروسکوپ های نوری تشخیص داده می شود.

مارتنزیت لایه ای:
دراین نوع مارتنزیت میزان کربن موجود در فولاد بسیار کم می باشد. و در فرایند استحاله مواد تمایل به تشکیل لایه های مارتنزیتی دارند. در نتیجه در فولادهای کم کربن مارتنزیت لایه ای ساخته می شود.

مارتنزیت بشقابی:
در طی عملیات مارتنزیت بشقابی فولاد های پرکربن و آلیاژهای آهنی تولید می شود. که اگر متقاطع باشند باعث ترک خواهند شد. در فولاد های ریز دانه، باعث ایجاد تشکیل ترک مویی کمتر است.

مارتنزیت مخلوط:
نوع دیگری از فولاد مارتنزیت وجود دارد که ترکیبی از ساختارمارتنزیت بشقابی و مارتنزیت لایه ای می باشد. و درصد کربن استفاده شده در این نوع مارتنزیت بین 0.6 الی 1 درصد می باشد.