Spis treści
Stale martenzytyczne (tj. stopy posiadające strukturę martenzytyczną) są specyficzną podgrupą stali nierdzewnych, których skład jest często wzbogacany o pierwiastki austenitotwórcze. Wspomniany rodzaj stali cechuje się świetnymi parametrami wytrzymałościowymi, w związku z czym znajduje zastosowanie przede wszystkim w formie sprężyn czy narzędzi tnących, takich jak noże, przyrządy chirurgiczne czy elementy wykorzystywane w ramach maszyn introligatorskich oraz innych urządzeń tnących. Stale martenzytyczne odznaczają się optymalnym współczynnikiem twardości oraz ochrony przed ścieraniem, jednak nie należy stosować ich w silnie agresywnych pod względem korozyjności środowiskach.
Pierwiastki austenitotwórcze i ferrytotwórcze a właściwości stali
Pierwiastki austenitotwórcze oraz ferrytotwórcze dodatki stopowe stosuje się w przypadku stali martenzytycznych w celu poprawienia ich konkretnych parametrów, istotnych z punktu widzenia określonego przedsięwzięcia.
Przykładowo odpowiednia zawartość niklu w stopach tego rodzaju pozwala rozszerzyć w wysokich temperaturach obszar, w obrębie którego występuje struktura austenityczna, a także podnieść w ramach niego pułap stężenia chromu. Wykorzystanie molibdenu z kolei (odpowiedzialnego podobnie jak chrom za ochronę stali przed jej utlenianiem) umożliwia zwiększenie stopnia wytrzymałości stali martenzytycznych na proces korozji wżerowej. Podobny efekt w postaci zoptymalizowanej odporności korozyjnej można uzyskać także stosując pierwiastki austenitotwórcze takie jak azot. W jego przypadku jednak oprócz pozytywnego wpływu na ochronę przed utlenianiem producent zyskuje także intensywne ogólne umocnienie struktury stali.
Stale martenzytyczne – przeznaczenie w zależności od proporcji poszczególnych dodatków stopowych
Wzbogacenie struktury stali o węgiel w proporcjach 0,1% w stosunku do chromu o stężeniu 13% przełoży się na możliwość uzyskania w wysokiej temperaturze właściwości austenitycznych, które pozwolą na hartowanie materiału – a tym samym na wytworzenie struktury martenzytycznej – a następnie, po odpuszczeniu, umożliwią uzyskanie na powrót pożądanych własności plastycznych.
Jeżeli stężenie chromu zostanie podniesione, powierzchnia występowania struktury austenitycznej może zostać powiększona poprzez zastosowanie stężenia niklu w ilości 2%. Stale martenzytyczne o zawartości węgla na poziomie nieprzekraczającym 0,2% oraz o trzynastoprocentowej zawartości chromu ulepsza się cieplnie, poprzez hartowanie w temperaturach oscylujących w granicach od 1000 do 1050 stopni Celsjusza i odpuszczanie w temperaturze z przedziału 600-700 stopni.
Przy stężeniu węgla w postaci 0,3% i chromu w ilości 13%, stal martenzytyczna może zostać wykorzystana do produkcji przyrządów tnących, sprężyn, a także do uzyskania elementów urządzeń, w przypadku których niezbędna jest wysoka wytrzymałość. Stopy charakteryzujące się jeszcze większą zawartością węgla (do 0,4%) znajdują zastosowanie w maszynach wymagających detali o konkretnej odporności ściernej i twardości w temperaturze dochodzącej do 250 stopni Celsjusza.
Na rynku odnaleźć można również stale martenzytyczne o stężeniu węgla nieprzekraczającym 0,06% oraz stężeniu niklu mieszczącego się w przedziale od 3 do 6%. Po zakończeniu procesu hartowania oraz odpuszczania wykazują one dużą wytrzymałość austenitu. Stale tego rodzaju określa się jako tzw. stopy martenzytyczne niklowe, a do ich przykładów należą m.in. gatunki 1.4418 czy też 1.4313.
