Was sind die Eigenschaften martensitischer Edelstahlmaterialien?
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Was sind die Eigenschaften martensitischer Edelstahlmaterialien?
Martensitischer Edelstahl ist ein Edelstahl mit einer Martensitstruktur als Matrix, der magnetisch ist und dessen mechanische Eigenschaften durch Wärmebehandlung angepasst werden können. Es gibt zwei Haupttypen von martensitischem Edelstahl: 013 und Cr17. Zu den häufig verwendeten martensitischen Edelstählen gehören 12Cr13, 20Cr13, 30Cr13, 40Cr13 und 14Cr17Ni2. Die Rolle von Chrom in Stahl ist vielfältig und verbessert beispielsweise die Festigkeit und Härtbarkeit von Stahl. Seine Hauptaufgabe besteht jedoch darin, die Korrosionsbeständigkeit von Stahl zu verbessern. Die Korrosionsbeständigkeit von Stahl hängt eng mit dem Chromgehalt im Stahl zusammen. Erst wenn der Chromgehalt (Massenanteil) größer als 12 % ist, kann das Elektrodenpotential der Stahlmatrix deutlich erhöht und damit die Korrosionsbeständigkeit von Stahlschmiedestücken verbessert werden. Da Chrom die Härtbarkeit von Stahl erheblich verbessern kann, können selbst Werkstücke mit kleinem Querschnitt eine martensitische Struktur erhalten, wenn dieser Stahltyp auf einen austenitischen Zustand erhitzt und an der Luft abgekühlt wird. Darüber hinaus nehmen mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt im Stahl die Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit zu. Der Hauptgrund liegt darin, dass Kohlenstoff und Chrom Karbide bilden, wodurch der Chromgehalt der Matrix sinkt. Martensitischer Edelstahl neigt stark zur Aushärtung und ist anfällig für Kaltrisse. In Bereichen, in denen die Schweißverbindung über 1150 Grad erhitzt wird, nimmt die Korngröße deutlich zu. Zu schnelle oder zu langsame Abkühlraten können zu einer Versprödung der Verbindung und auch zu einer Versprödung bei 475 Grad und einer geringeren Neigung zur interkristallinen Korrosion führen.
Die Eigenschaften von martensitischem Edelstahl unterscheiden sich offensichtlich von denen von ferritischem Edelstahl und austenitischem Edelstahl. Martensitischer Edelstahl wandelt sich beim Erhitzen auf hohe Temperaturen in Austenit um, und Austenit wandelt sich nach schnellem Abkühlen in eine Martensitstruktur um. Schmiedestücke aus martensitischem Edelstahl haben einen offensichtlichen Phasenumwandlungspunkt und können durch Abschrecken verstärkt werden. Sie haben einen hohen Chromgehalt und eine gute Härtbarkeit. Ihre Härte, Festigkeit und Zähigkeit können beim Anlassen in einem weiten Bereich eingestellt werden. Darüber hinaus weist martensitischer Edelstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt eine höhere Härte auf, sodass er sowohl als Baustahl als auch als Werkzeugstahl verwendet werden kann.
Die Entkohlung von Schmiedestücken während des Erhitzungsprozesses fördert die Bildung von Ferrit, daher sollte die Entkohlung an der Oberfläche von Schmiedestücken auf ein Minimum reduziert werden. Es gibt keine besonderen Anforderungen an den Verformungsgrad von martensitischem Edelstahl im Endbrand. Diese Art von Stahl neigt nach dem Schmieden zur Rissbildung. Der Grund dafür ist, dass beim Abkühlen an der Luft nach dem Schmieden Martensit- und Karbidstrukturen entstehen und die innere Spannung groß ist. Daher muss das Abkühlen nach dem Schmieden langsam erfolgen, normalerweise in einer Sandgrube bei 200 Grad. Oder langsames Abkühlen in der Schlacke, isothermes Glühen muss rechtzeitig nach dem Herausnehmen der Sandgrube durchgeführt werden, um Risse zu vermeiden. Martensitischer Edelstahl, insbesondere martensitischer Edelstahl Cr13, ist preisgünstig und wird daher häufig in weniger korrosiven Medien (wie Wasserdampf) und unter Bedingungen verwendet, die hohe mechanische Eigenschaften erfordern.
