Propiedades del tratamiento térmico y características de rendimiento del acero inoxidable ferrítico y martensítico.
3. Acero inoxidable ferrítico
El acero inoxidable ferrítico tiene como elemento principal el cromo, con un contenido del 12% al 30% de Cr. Este tipo de acero tiene una estructura monofásica-, sin transición de fase y fuertes propiedades magnéticas. Su grado de acero común es el 430. El tipo de acero inoxidable 409, más económico, fue desarrollado por los Estados Unidos en la década de 1960 para reducir el costo del acero inoxidable. Se utiliza ampliamente en silenciadores y tuberías de alcantarillado para automóviles y motocicletas, y también se encuentra en la categoría de acero inoxidable ferrítico.
Este tipo de acero tiene poca resistencia y, al igual que el acero austenítico, no puede reforzarse mediante tratamiento térmico. Además, el crecimiento del grano provocado por el tratamiento térmico es más rápido que el del acero austenítico y el tamaño del grano es mayor. Por lo tanto, para evitar el crecimiento del grano y la transformación de la fase austenita durante el tratamiento térmico, la temperatura no debe ser demasiado alta. Generalmente, la temperatura máxima del tratamiento térmico no supera los 850 grados. La Tabla 4 muestra el rango de temperatura de los aceros inoxidables ferríticos.
Tabla 4: Rangos de temperatura de los aceros inoxidables ferríticos
Cuando se procesa acero inoxidable ferrítico, es necesario mantener el tiempo de permanencia a una temperatura de 370 a 550 grados, especialmente acero inoxidable ferrítico con alto contenido de cromo-. Si el material se mantiene en un rango de temperatura de 370 a 550 grados durante mucho tiempo, es fácil desarrollar una fractura de 475 grados, es decir, la dureza aumenta, el alargamiento disminuye significativamente o se vuelve cero y la resistencia a la corrosión del material también disminuye. Los experimentos han demostrado que después de calentar el acero 27Cr a 475 grados durante 100 horas, la resistencia a la tracción del material a temperatura ambiente aumenta en un 50%, el límite elástico aumenta en un 150% y el alargamiento se vuelve cero. Además, el rendimiento de soldadura de este acero no es bueno (los granos en la zona afectada por el calor de la soldadura son impresionantes y quebradizos).
4. Acero inoxidable martensítico
Las características del acero inoxidable martensítico son muy diferentes a las de los dos primeros tipos de acero inoxidable. Este tipo de acero inoxidable tiene un punto de transformación de fase diferente y puede endurecerse mediante temple. Además, debido a su alto contenido de cromo y buena tenacidad, su resistencia y tenacidad se pueden ajustar dentro de un amplio rango durante el templado. Por lo tanto, el acero inoxidable martensítico se puede utilizar como acero estructural y acero para herramientas.
Cuando se utiliza acero inoxidable martensítico como acero para herramientas, se encuentra en estado de temple. Para el templado, la temperatura debe elevarse por encima del punto crítico para que los carburos puedan transformarse en austenita. Cuando se elevan las temperaturas para fundir los carburos, la velocidad de difusión del carbono disminuye. Para obtener una estructura de austenita uniforme, la temperatura de calentamiento suele ser 50 grados superior a la temperatura crítica y se requiere un cierto tiempo de mantenimiento para permitir que los carburos se fundan completa y uniformemente. Por supuesto, calentar durante demasiado tiempo o a una temperatura demasiado alta provocará una formación desigual de martensita y aumentará la estructura de austenita residual, generando así tensiones internas dentro del material debido a la diferencia de expansión. El acero martensítico es un tipo de acero sensible al craqueo térmico. Tiene baja transferencia de calor a bajas temperaturas y es muy propenso a agrietarse cuando se calienta rápidamente. Por lo tanto, cuando se utilizan materiales con piezas grandes, se debe precalentar y luego enfriar rápidamente. La Tabla 5 muestra las temperaturas de revenido de los aceros inoxidables martensíticos.
Tabla 5: Temperaturas de templado de aceros inoxidables martensíticos
Cuando se utiliza como acero estructural, el templado (templado y recocido) debe realizarse de acuerdo con el templado. El acero inoxidable martensítico tiene fragilidad y la temperatura no debe ser inferior a 580 grados. Cuando se enfría a partir de temperaturas de templado, a menudo se utiliza el enfriamiento con aceite para evitar el calor frágil; Cabe señalar que el acero inoxidable martensítico debe recocerse poco después del templado.
5. Intemperie-endurecimiento del acero inoxidable
Aunque los aceros inoxidables austeníticos, ferríticos y martensíticos se utilizan ampliamente, todavía tienen algunas dificultades para ser utilizados como aceros estructurales. El acero inoxidable austenítico tiene un límite elástico bajo de sólo unos 200 N/mm2 y todavía no es adecuado para su uso como acero estructural. Aunque el acero inoxidable martensítico puede obtener un alto límite elástico mediante tratamientos térmicos como recocido y revenido, su resistencia a la corrosión es pobre. Para aplicaciones que requieren alta resistencia a la corrosión y alta resistencia, se ha desarrollado un nuevo tipo de acero inoxidable Cr-Ni - resistente a la intemperie-acero inoxidable endurecido (también llamado acero inoxidable PH).
El tratamiento térmico del nuevo tipo de acero inoxidable incluye recocido, recocido completo, recocido en solución, recocido por envejecimiento y templado por transformación. Sus propiedades son:
• Es suave cuando está maduro y se puede reelaborar fácilmente.
• Las propiedades requeridas se pueden obtener mediante un tratamiento de envejecimiento adecuado.
• Tiene la misma resistencia a la corrosión que aceros inoxidables similares, con una resistencia mejorada al agrietamiento por corrosión bajo tensión.
• El enfriamiento por transformación es el proceso de enfriamiento por debajo de una cierta temperatura. El acero inoxidable más utilizado para el endurecimiento por precipitación es el martensítico y su grado de acero es 631 (0Crl7Ni7A1). El templado de este tipo de acero implica el uso de una solución primero, calentar el material a 1000-1100 grados y luego enfriarlo rápidamente, y luego realizar un tratamiento de envejecimiento a diferentes temperaturas de acuerdo con los diferentes requisitos de la máquina herramienta, como envejecimiento a 621 grados, 565 grados y 510 grados.
Del análisis anterior se desprende que el recocido del acero inoxidable es complejo. Se deben utilizar diferentes métodos de recocido según las características de los diferentes grados de acero para satisfacer los diferentes requisitos de los usuarios.
