Definiciones de acero maraging
El acero martensítico es un acero de ultra alta resistencia con martensita de hierro y níquel libre de carbono (o de carbono ultra bajo) como matriz y endurecimiento por precipitación de compuestos intermetálicos después del envejecimiento.
El acero tiene buena formabilidad antes del tratamiento de envejecimiento de alta resistencia, casi ninguna deformación después del tratamiento de envejecimiento y alta resistencia y tenacidad después del tratamiento de envejecimiento.
Tratamiento térmico de acero martensítico
Generalmente, el tratamiento térmico del acero martensítico se recoce en solución a 820 ℃, y el tiempo de retención se calcula de acuerdo con el tamaño de su sección transversal durante 1 h cada 25 mm.
La velocidad de enfriamiento después del recocido casi no tiene efecto sobre la microestructura y las propiedades del acero.
Pero antes del tratamiento de envejecimiento, el acero martensítico debe enfriarse a temperatura ambiente. Por lo general, se envejece a 480 ℃ durante 3 a 6 horas.
Proceso de producción de acero martensítico
El acero martensítico es una aleación de Fe-Ni que no contiene carbono y se le añade cobalto, molibdeno, titanio y otros elementos. Los grados típicos de acero, como la base de hierro, contienen 17 %～19 % Ni, 7 %～9 % Co, 4.5 %～5 % Mo y 0.6 %～0.9 % Ti. Este tipo de aleación se templa en martensita y luego se templa a 480-500°C.
Durante el proceso de templado, los elementos de aleación están sobresaturados en la martensita, que se precipita de la martensita para formar precipitados intermetálicos, lo que da como resultado un fuerte efecto de fortalecimiento por precipitación.
De acuerdo con la analogía del endurecimiento por precipitación de aluminio, cobre y otras aleaciones no ferrosas, este proceso puede denominarse tratamiento de envejecimiento. Y debido a que la estructura inicial es martensítica, este tipo de acero se denomina acero martensítico.
El acero martensítico de alta resistencia se puede obtener mediante un tratamiento de envejecimiento. El proceso de tratamiento es generalmente: la temperatura de envejecimiento es de 480 ℃, el acero de alta resistencia se puede usar a 510 ℃, el tiempo de envejecimiento es de 3 a 6 horas y el enfriamiento por aire después del envejecimiento. Después del tratamiento de envejecimiento, una gran cantidad de partículas de compuestos intermetálicos ultrafinos dispersos se depositan en la matriz de martensita, lo que duplica la resistencia del material con poca pérdida de tenacidad.
¿Para qué se utiliza el acero martensítico?
1) El acero martensítico tiene una alta resistencia y dureza antes del envejecimiento, por lo que se utiliza para fabricar carcasas delgadas de cohetes y misiles, aceros estructurales aeroespaciales, recipientes a presión y otros campos de alta tecnología como la aviación, la industria aeroespacial y la energía atómica.
2) Usando el rendimiento estable de la microestructura del acero martensítico, incluso después de que la temperatura sea demasiado alta y promedio, el proceso de ablandamiento es muy lento y se usa como piezas del motor como cigüeñales, engranajes, ejes y automático. El percutor del arma.
3) Debido a su expansión uniforme y su fácil corte antes del envejecimiento, el acero martensítico se puede usar para unidades de alto desgaste en líneas de ensamblaje y para la fabricación de moldes, como troqueles de forja, troqueles de extrusión de aleación de aluminio y materiales para herramientas.
4) El acero martensítico se utiliza en equipos deportivos. La hoja utilizada en esgrima suele estar hecha de acero martensítico, porque la tasa de crecimiento de grietas en el acero martensítico es 10 veces más lenta que en el acero al carbono, y esto reduce la rotura de la hoja. Las personas tienen menos posibilidades de daño.
5) El acero martensítico se ha utilizado en equipos médicos para fabricar instrumentos quirúrgicos y jeringas hipodérmicas.
Aunque el precio por kilogramo de acero martensítico es más caro que el acero ordinario, las piezas fabricadas con acero martensítico tienen un costo menor debido a la alta relación resistencia/masa, y el costo de procesamiento es significativamente menor.
Especificación de acero martensítico
| Grado | Composiciones químicas / % | Límite elástico/ MPa | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ni | Co | Mo | Ti | Al | ||
| 18 Ni (200) | 18 | 8.5 | 3.3 | 0.2 | 0.11 | 1400 |
| 18 Ni (250) | 18 | 8.5 | 5 | 0.4 | 0.1 | 1700 |
| 18 Ni (300) | 18 | 9 | 5 | 0.7 | 0.1 | 2000 |
| 18 Ni (350) | 18 | 12.5 | 4.2 | 1.6 | 0.1 | 2400 |
| 18Ni (reparto) | 17 | 10 | 4.6 | 0.3 | 0.1 | 1650 |
| 400 Aleación | 13 | 15 | 10 | 0.2 | 0.1 | 2800 |
| 500 Aleación | 8 | 18 | 14 | 0.2 | 0.1 | 3500 |
Propiedades del acero martensítico
Alta resistencia, buena tenacidad
El acero martensítico es el acero de mayor resistencia. Aunque su resistencia es alta, tiene mayor tenacidad que otros aceros de ultra alta resistencia del mismo nivel de resistencia. Es el acero de mayor resistencia y tenacidad entre los materiales existentes.
El sencillo proceso de tratamiento térmico.
El sencillo proceso de tratamiento térmico es otra ventaja del acero martensítico. El proceso tradicional es una solución sólida a 850～870 ℃, seguida de enfriamiento por aire o enfriamiento con agua. La velocidad de enfriamiento tiene poco efecto sobre la estructura y el rendimiento. Luego se calienta a 480 ℃ para su envejecimiento. Para grados de acero de alta resistencia, se pueden usar 510 ℃. El tiempo de envejecimiento es de 3 a 6 horas. Después del envejecimiento, se enfría por aire.
Buen rendimiento de soldadura
El excelente rendimiento de soldadura es una de las ventajas importantes del acero martensítico. La soldadura con protección de gas inerte es el método de soldadura más utilizado. El rendimiento de soldadura del acero martensítico envejecido es diferente del acero martensítico de ultra alta resistencia anterior. No requiere precalentamiento y postcalentamiento, y no producirá grietas de soldadura.
Buen rendimiento de procesamiento en frío y en caliente
El trabajo en caliente es más fácil y la trabajabilidad es aproximadamente la misma que la del lingote de acero SU304. Para el acero martensítico se pueden utilizar las técnicas de trabajo en caliente más utilizadas, como el forjado y el laminado.
Ventajas del acero martensítico
- Súper alta resistencia a temperatura ambiente
- Tratamiento térmico simple para garantizar una distorsión mínima del tratamiento térmico
- En comparación con el acero endurecido con el mismo nivel de resistencia, tiene una excelente resistencia a la fatiga.
- Bajo contenido de carbono, eliminando así los problemas de descarburación
- El tamaño de la sección es un factor importante en el proceso de endurecimiento
- Fácil de procesar
- Buen rendimiento de soldadura
- Tiene alta resistencia y alta tenacidad.
- Procesamiento de corte fácil, deformación de procesamiento baja
- Contracción uniforme y estable durante el tratamiento térmico
- Fácil nitruración
- Tiene buena resistencia a la corrosión y capacidad de crecimiento de grietas.
- Alto acabado pulido
Conclusión
El acero martensítico no solo tiene alta resistencia, sino que también tiene buena plasticidad, tenacidad a la fractura, soldabilidad, trabajabilidad en frío y en caliente y resistencia a la corrosión bajo tensión. El acero martensítico se ha utilizado ampliamente en los campos de la ingeniería aeroespacial, marina, industria de la energía atómica, piezas estructurales y herramientas.
