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Caratteristiche della microstruttura di Acciaio inossidabile martensitico
L'acciaio inossidabile martensitico forma una struttura prevalentemente martensita attraverso l'estinzione. Presenta un'elevata durezza e forza, ma manca di duttilità e tenacità. Questo tipo di acciaio è metastabile a temperatura ambiente ed è suscettibile alle trasformazioni strutturali sotto calore o stress. Maggiore è il contenuto di carbonio, più duramente la martensite si è formata dopo l'estinzione, ma presenta anche una ridotta stabilità strutturale. Durante il temperamento, l'acciaio inossidabile martensitico subisce cambiamenti strutturali come le precipitazioni temperate di martensite e carburo, presentando una significativa instabilità. Questa caratteristica si traduce in una stabilità strutturale relativamente scarsa in condizioni di servizio ad alta temperatura.
Caratteristiche della microstruttura dell'acciaio inossidabile austenitico
L'acciaio inossidabile austenitico è costituito principalmente da una struttura cubica di austenite cubica centrata sul viso. È estremamente stabile a temperatura ambiente e generalmente non subisce una trasformazione martensitica. La sua stabilità strutturale deriva dal suo alto contenuto di nichel e dagli effetti di rafforzamento della soluzione solida di un po 'di manganese. La struttura austenitica impartisce un'eccellente tenacia e resistenza alla corrosione, mantenendo la sua stabilità strutturale su un ampio intervallo di temperatura. Mentre un po 'di acciaio inossidabile austenitico può trasformarsi in martensite a basse temperature, possiede una stabilità strutturale superiore rispetto all'acciaio inossidabile martensitico nelle applicazioni più comuni.
Effetti del trattamento termico sulla stabilità della microstruttura
L'acciaio inossidabile martensitico presenta una significativa instabilità strutturale durante il trattamento termico. Dopo l'estinzione, si trova in uno stato di soluzione solida supersaturata. Il temperamento successivo provoca precipitazioni in carburo, con conseguente riduzione della durezza e un leggero aumento della tenacità. Se la temperatura di temperatura è controllata in modo improprio, la struttura può subire un indurente secondario o un eccessivo ammorbidimento, portando a significative fluttuazioni di proprietà. Al contrario, l'acciaio inossidabile austenitico subisce cambiamenti strutturali meno significativi durante il trattamento termico. Le proprietà vengono generalmente migliorate attraverso il trattamento della soluzione e il lavoro a freddo, piuttosto che il tempra e il temperamento. Ciò si traduce in una maggiore stabilità strutturale e meno fluttuazioni di proprietà.
Diversa stabilità della microstruttura a temperature elevate
A temperature elevate, l'acciaio inossidabile martensitico è soggetto a temprare la fragilità e il rumore della microstruttura, in particolare nell'intervallo da 450 ° C a 600 ° C. Le precipitazioni in carburo e l'ammorbidimento strutturale sono prominenti, portando a una diminuzione delle proprietà meccaniche. Il servizio a lungo termine ad alte temperature può portare a una graduale instabilità strutturale, con conseguente aggregazione di carburo secondaria e una ridotta resistenza alla corrosione. L'acciaio inossidabile austenitico presenta una stabilità di microstruttura superiore ad alte temperature e non subisce le stesse significative trasformazioni microstrutturali di Martensite. Sebbene la crescita del grano o la precipitazione della fase σ possano verificarsi ad alte temperature, la stabilità complessiva è ancora superiore a quella dell'acciaio inossidabile martensitico.
Stabilità microstrutturale in ambienti corrosivi
L'acciaio inossidabile martensitico manca di stabilità strutturale in ambienti corrosivi perché i carburi nello stato estinto e temperato si precipitano facilmente ai confini del grano, formando zone impoverite di cromo e riducendo la resistenza alla corrosione. In ambienti contenenti cloruro, le crepe si propagano facilmente lungo i confini del grano, accelerando il tasso di corrosione. L'acciaio inossidabile austenitico, con la sua microstruttura stabile e la distribuzione uniforme del cromo, forma un film passivo denso, che offre una maggiore resistenza alla corrosione e una stabilità strutturale più duratura.
Confronto di stabilità microstrutturale durante la saldatura
L'acciaio inossidabile martensitico è soggetto a formare martensite incompleta o austenite trattenuta nella zona colpita dal calore durante la saldatura, con conseguente elevata sollecitazione microstrutturale e suscettibilità alla crepa. La stabilità strutturale post-saldata è scarsa, che richiede un ulteriore trattamento termico di temperamento per il miglioramento. L'acciaio inossidabile austenitico mostra una maggiore stabilità strutturale durante la saldatura, mantenendo una struttura principalmente austenitica nella zona di saldatura. Sebbene piccole quantità di ferrite delta o carburi possano precipitare, la sua stabilità complessiva è significativamente superiore a quella dell'acciaio inossidabile martensitico.
Differenze nella stabilità della microstruttura a basse temperature
L'acciaio inossidabile martensitico diventa significativamente più fragile a basse temperature, con conseguente scarsa stabilità della microstruttura e soggetta a cracking a bassa temperatura. L'acciaio inossidabile austenitico, d'altra parte, possiede un'eccellente tenara a bassa temperatura grazie alla sua struttura cubica centrata sul viso, mantenendo una buona duttilità e stabilità anche a temperature estremamente basse. Pertanto, l'acciaio inossidabile austenitico è di gran lunga superiore all'acciaio inossidabile martensitico in applicazioni a bassa temperatura.
Comparazione completa e implicazioni dell'applicazione
L'acciaio inossidabile martensitico offre vantaggi in resistenza ad alta resistenza e usura, ma la sua microstruttura è meno stabile, rendendolo suscettibile al trattamento termico, alte temperature, corrosione e saldatura, con conseguenti fluttuazioni significative delle prestazioni. L'acciaio inossidabile austenitico, d'altra parte, presenta una maggiore stabilità della microstruttura ed è adatto per un servizio a lungo termine e ambienti difficili. Nel complesso, se l'applicazione richiede un'elevata durezza e resistenza all'usura, l'acciaio inossidabile martensitico è la scelta giusta; Se la stabilità della microstruttura e la resistenza alla corrosione sono considerazioni chiave, l'acciaio inossidabile austenitico è più vantaggioso.
