Vodiči za zavarivanje

Što je martenzit u čeliku?

Martenzit je tvrd, krhak oblik mikrostrukture čelika koji nastaje uslijed brzog hlađenja austenitne faze (visokotemperaturni mikrostrukturni oblik čelika) tijekom procesa kaljenja. Kada se čelik zagrije na visoku temperaturu iznad temperature rekristalizacije (723°C) i zatim brzo ohladi kaljenjem, austenitna faza prelazi u novu, metastabilnu fazu poznatu kao martenzit.

Martenzit se odlikuje velikom tvrdoćom, čvrstoćom i krtošću. Ima jedinstvenu mikrostrukturu, s igličastim ili pločastim oblikom koji mu daje prepoznatljiv izgled pod mikroskopom.

Kako nastaje martenzit u čeliku?

Stvaranje martenzita u čeliku složen je proces na koji utječe niz čimbenika, uključujući sastav čelika, brzinu hlađenja tijekom kaljenja i temperaturu na kojoj se odvija proces kaljenja.

Formiranje martenzita također se može kontrolirati i manipulirati procesom koji se zove kaljenje, a koji uključuje zagrijavanje čelika na određenu temperaturu i potom polagano hlađenje. Ovo se može koristiti za prilagodbu svojstava čelika kako bi odgovarala specifičnim primjenama.

Martenzit nastaje u čeliku kroz proces koji se naziva martenzitna transformacija, a to je transformacija bez difuzije koja se događa tijekom kaljenja.

Evo kratkog pregleda uključenih koraka:

Grijanje: Čelik se zagrijava do temperature iznad svoje kritične temperature, koja varira ovisno o sastavu čelika. Na ovoj temperaturi čelik postoji u fazi visoke temperature poznatoj kao austenit.

Kaljenje: Čelik se brzo hladi kaljenjem, što uključuje uranjanje u rashladni medij kao što je voda ili ulje. Ova brza brzina hlađenja ključna je za stvaranje martenzita, budući da sprječava transformaciju austenitne faze u druge faze kao što su perlit ili bainit.

Transformacija: Kako se čelik hladi, austenitna faza prolazi kroz transformaciju bez difuzije u martenzit. Ova transformacija uključuje preuređivanje kristalne strukture čelika, što rezultira novom, metastabilnom fazom s prepoznatljivom mikrostrukturom.

Na stvaranje martenzita utječe niz čimbenika, uključujući sastav čelika, brzinu hlađenja tijekom kaljenja i temperaturu na kojoj se odvija proces kaljenja. Različite brzine hlađenja i temperature mogu rezultirati različitim količinama i vrstama martenzita, kao i drugih faza poput bainita ili perlita.

Raspon tvrdoće mikrostrukture martenzita

Martenzit je poznat po svojoj visokoj tvrdoći, što je rezultat njegove jedinstvene mikrostrukture. Tvrdoća martenzita može varirati ovisno o nizu čimbenika, uključujući sastav čelika, brzinu hlađenja tijekom kaljenja i postupak toplinske obrade.

Općenito, tvrdoća martenzita može biti u rasponu od 50 do 70 HRC (Rockwellova ljestvica tvrdoće), što je puno više od ostalih mikrostruktura poput ferita ili perlita. Ova visoka razina tvrdoće čini martenzit idealnim za primjenu u primjenama gdje je otpornost na trošenje i abraziju važna, kao što su alati za rezanje i oštrice.

Vrijedno je napomenuti da, iako je martenzit vrlo tvrd, također je prilično krt, što ga može učiniti osjetljivim na pucanje i druge oblike mehaničkog kvara. Kako bi se riješio ovaj problem, martenzitni čelici često se podvrgavaju kaljenju, što uključuje zagrijavanje čelika na nižu temperaturu i potom polagano hlađenje. Ovaj postupak može pomoći u smanjenju krtosti čelika uz zadržavanje njegove visoke tvrdoće i čvrstoće.