O que é aço martensítico (MS)

Quando o produto de aço é rapidamente resfriado (extinto) a uma temperatura muito alta, é estabelecida uma estrutura cristalina específica conhecida como aço martensítico. Esta estrutura, conhecida como "martensita, "Oferece ao aço certas qualidades especiais. É uma estrutura importante de materiais de metal ferrosos, referindo -se especificamente à solução sólida supersaturada de carbono em -Fe. Essa descoberta foi descoberta pela primeira vez pelo metalurgista alemão Adolf Martens (1850-1914) no 1890 e mais tarde foi nomeado martensita pelo francês F. Osmond para comemorar seu descobridor.

Figura 1: Esquema de uma microestrutura de aço martensítico. Ferrita e bainita também podem ser encontradas em pequenas quantidades.

Figura 2: Microestrutura do MS 950/1200

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Figura 3: Uma comparação das curvas tensão-deformação para aço-carbono, HSLA 350/450 e MS 950/1200.

A seguir está uma análise detalhada da martensita

Definição:

O processo de aquecimento e depois o aço de resfriamento rapidamente (de extinção) para produzir uma estrutura de cristal martensítica produz aço martensítico, um aço robusto e robusto com alto teor de carbono.

1. Características -chave:

 Dureza:

É conhecido por ser muito duro para o material de aço martensítico. O processo de têmpera solidifica os átomos de carbono em uma estrutura que resiste à deformação, tornando o aço robusto e durável. Como existe uma boa relação linear entre a dureza da martensita e o limite de escoamento, os dois podem ser discutidos simultaneamente.

Dureza da martensita: As propriedades mais essenciais da martensita no aço são alta dureza e resistência. Experimentos provaram que a dureza da martensita é determinada pelo seu conteúdo de carbono e não pelo conteúdo do elemento de liga.

A resistência à tração das chapas de aço martensítico formadas a frio para automóveis pode chegar a 1700 MPa ou até mais, tornando-o o aço de maior resistência para conformação a frio. É o aço de maior resistência entre os aços de alta resistência e é o "mais resistente entre os mais resistentes". Além de ser "duro", o aço martensítico também apresenta muitas vantagens, como alto limite de escoamento, ausência de envelhecimento, boas propriedades de flexão a frio e expansão de furos e boa soldabilidade.

 Força

O complexo e variado mecanismo de fortalecimento da martensita inclui fortalecimento de subestrutura, fortalecimento de idade, fortalecimento de solução sólida, fortalecimento de mudança de fase e fortalecimento de grãos finos. Juntos, esses sistemas conferem à martensita sua dureza e resistência excepcionais. Ao ajustar a composição química do aço, a técnica de tratamento térmico e outros fatores, o desenvolvimento e o reforço da martensita podem ser regulados em aplicações do mundo real, produzindo aço com melhores propriedades mecânicas. Este tipo de aço é forte e capaz de suportar pesos pesados. É comumente aplicado em lâminas, ferramentas e outros componentes sujeitos a alta pressão ou desgaste.

Fragilidade

O aço martensítico é robusto, mas pode ser mais frágil do que outras variedades de aço. Se não for manuseado adequadamente, poderá rachar ou quebrar sob choque ou força.

Magnético

O aço martensítico é magnético, que é um recurso que pode ser útil em determinadas aplicações.

Resistência à corrosão

MOs aços martensíticos são frequentemente menos resistentes à corrosão do que outros aços inoxidáveis, como o aço austenítico. No entanto, alguns tipos de aço martensítico ainda são utilizados em ambientes que exigem resistência moderada à corrosão.

Tratamento térmico

O aço martensítico pode ser tratado termicamente (revenido) para alterar sua dureza e tenacidade, permitindo que os produtores adaptem suas qualidades para aplicações específicas.

2. Forma organizacional

Existem duas principais formas organizacionais de martensita em aço:

Martensita de ripas: Ripas de aproximadamente o mesmo tamanho são combinadas em feixes (grupos) de martensita direcionais e paralelos. Quando a fração de massa de carbono no aço está abaixo de 00,25 por cento, é principalmente martensita de ripa, por isso também é chamada de martensita de baixo carbono.

Martensita de Floco: sua forma tridimensional é uma fina lente convexa dupla. Sob um microscópio metalográfico, sua seção transversal normalmente possui uma forma de agulha cruzada ou folha de bambu. O aço também é conhecido como martensita de alto carbono, porque é principalmente martensita lamelar quando a fração de massa de carbono é superior a 1. 0 por cento.

3. Condições de formação

A formação de martensita requer uma certa taxa de resfriamento e condições profundas de super -resfriamento. Especificamente, o aço deve ser aquecido no estado de austenita e subsequentemente resfriado a uma temperatura abaixo do ponto MS a uma taxa mais rápida que a taxa crítica de resfriamento do aço. A superconeração profunda garante que a energia livre do sistema seja reduzida, além de fornecer força motriz de transformação de fase suficiente para a produção de martensita.

4. Desempenho e aplicações

 Desempenho: Embora a martensita-especial, especialmente o martensita lamelar de alto carbono, é conhecido por sua grande força e dureza, também é uma estrutura dura e quebradiça.

 Aplicação: Em ambientes industriais onde são necessárias alta resistência, dureza e resistência ao desgaste, juntamente com resistência moderada à corrosão, o aço inoxidável martensítico é frequentemente utilizado.

· Ferramentas de corte (por exemplo, brocas de resistência)

· Peças da máquina (por exemplo, peças automotivas, dispositivos médicos, engrenagens, eixos)

· Peças de aeronaves (por exemplo, componentes aeroespaciais)

· Lâminas (por exemplo, tesouras, navalhas)

5. Notas

Quando a austenita se transforma em martensita durante o processo de têmpera, o volume da peça se expande. Isso pode levar a tensões internas, que é uma das razões pelas quais é mais provável que ocorram deformações e trincas durante a têmpera. Inúmeras variáveis, como temperatura, taxa de resfriamento e composição química do aço, influenciam o desempenho e o uso da martensita.

Em suma, o aço martensítico, como estrutura importante em materiais metálicos ferrosos, possui propriedades e valor de aplicação únicos. Em aplicações práticas, é necessário selecionar materiais e condições de processo adequados de acordo com necessidades específicas para preparar estruturas martensíticas com as propriedades exigidas.

Aço Martensítico para Aplicações Automotivas

Aços martensíticos são amplamente utilizados na indústria automotiva devido à sua força e dureza excepcionais. Essas propriedades os tornam ideais para componentes críticos à segurança, especialmente onde a resistência ao impacto e a integridade estrutural são essenciais. Microestruturas martensíticas podem ser alcançadas durante a estampagem quente de aços de endurecimento da imprensa.

Exemplos de graus de produção e aplicações

Especificações para aço martensítico laminado a frio de 1ª geração

Os fabricantes automotivos geralmente utilizam graus de aço martensítico que atendem a requisitos específicos de resistência à tração. Abaixo estão algumas especificações comuns que descrevem aços martensíticos não revestidos a frio:

ASTM A980M: Séries 130 [900], 160 [1100], 190 [1300] e 220 [1500].

VDA 239-100: inclui termos como CR860Y1100T-MS, CR1030Y1300T-MS, CR1220Y1500T-MS e CR1350Y1700T-MS.

SAE J2745: Com graus de martensita como MS 900T/700Y, 1100T/860 y, 1300T/1030Y e 1500T/1200Y.

Esses padrões atendem aos requisitos específicos das montadoras para resistência à tração e desempenho estrutural.

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