Мартенсито-ферритные и мартенситные стали

Это хромистые стали с содержание хрома около 13 %. В зависимости от содержания углерода эти стали могут быть феррито-мартенситными, мартенсито-ферритными и мартенситными. В отсутствии углерода в сплаве Fe – 13 %Crполиморфное превращениеγ идет частично, поэтому в структуре таких сталей после нормализации наряду с ферритом присутствует мартенсит (сталь 08Х13 – феррито-мартенситного класса, стали 10Х13 и 12Х13 – мартенсито-ферритного класса). Если в стали содержание углерода 0,2 % и выше, тоγ превращение при нагреве происходит полностью и после нормализации такие стали имеют мартенситную структуру (стали 20Х13, 30Х13, 40Х13). В отожженном состоянии стали 08Х13, 10Х13, 12Х13 – доэвтектоидные; 20Х13 – эвтектоидная, а стали 30Х13 и 40Х13 – заэвтектоидные.

Мартенситные и мартенсито-ферритные стали обладают хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, в слабоагрессивных средах (слабых растворах солей, кислот) и имеют высокие механические свойства. Увеличение содержания углерода приводит к снижению коррозионной стойкости, так как часть хрома связывается в карбиды и уходит из твердого раствора, но при этом растут прочностные свойства.

Эти стали в основном используют для изделий, работающих на износ, в качестве режущего инструмента, в частности ножей, для упругих элементов и конструкций в пищевой и химической промышленности, находящихся в контакте со слабоагрессивными средами (например, 45 % уксусная кислота, фруктовые соки и др.). Эти стали применяют после закалки и отпуска на заданную твердость. Благодаря малой критической скорости закалки стали 30Х13, 40Х13 закаливаются на мартенсит при охлаждении на воздухе. Термическая обработка сталей мартенситного класса заключается в закалки от температуры аустенитизации 9501050С в масле . Высокие температуры аустенитизации обеспечивают наиболее полное растворение карбидов хрома в аустените. Однако при превышении указанных температур происходит сильный рост зерна аустенита , что снижает механические свойства. После закалки стали отпускают на требуемую твердость. Так после закалки сталь 40Х13 имеет твердость HRC 5658, после отпуска 200300`С HRC 5055, а после отпуска при 600С HRC 3234.После закалки, стали имеют высокую коррозионную стойкость. Отпуск при 200400 С проводят для снятия внутренних напряжений, он не оказывает влияния на коррозионную стойкость. При отпуске выше 500С происходит распад мартенсита на ферритокарбидную смесь с выделением карбидов типа Ме₂₃С. Структура стали становится гетерогенной, ферритная матрица обедняется хромом, и коррозионная стойкость резко снижается. Отпуск при более высоких температурах (600700С) повышает коррозионную стойкость.

Стали с 0,120,2% С применяют как конструкционные после закалки с 10001050˚С и высокого отпуска при 680720˚С. После такой обработки стали обладают умеренной прочностью, повышенной пластичностью и вязкостью, коррозионной стойкостью в слабых агрессивных средах, хорошей технологичностью (свариваемостью, обрабатываемостью, отсутствием обезуглероживания и коробления и др.). Эти стали применяют для изготовления деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода) и других изделий, работающих в слабоагрессивных средах. Эти стали не только коррозионностойкие, но и жаропрочные, применяющиеся при температуре до 500С.