Cuando el producto de acero se enfría (templa) rápidamente a una temperatura muy alta, se establece una estructura cristalina específica conocida como acero martensítico. Esta estructura, conocida como "martensita, "ofrece al acero ciertas cualidades especiales. Es una estructura importante de los materiales de metales ferrosos, específicamente que se refiere a la solución sólida sobresaturada de carbono en el metalurgista alemán Adolf Martens (1850-1914) en el 1890 y luego fue nombrado Martensite por el francés F. Osmond para conmemorar a su descubridor.
Figura 1: Esquema de una microestructura de acero martensítico. También se pueden encontrar ferrita y bainita en pequeñas cantidades.
Figura 2: Microestructura de MS 950/1200
Figura 3: Comparación de las curvas tensión-deformación para acero dulce, HSLA 350/450 y MS 950/1200.
El siguiente es un análisis detallado de Martensite
Definición:
El proceso de calentamiento y luego acero (enfriamiento) de acero para producir una estructura cristalina martensítica en sí mismo produce acero martensítico, un acero duro y robusto con un alto contenido de carbono.
1. Características clave:
Dureza:
Es conocido por ser muy duro para el material de acero martensítico. El proceso de enfriamiento solidifica los átomos de carbono en una estructura que resiste la deformación, lo que hace que el acero sea robusto y duradero. Debido a que existe una buena relación lineal entre la dureza de la martensita y el límite elástico, los dos pueden discutirse simultáneamente.
Dureza de la martensita: las propiedades más esenciales de la martensita en el acero son la alta dureza y la resistencia. Los experimentos han demostrado que la dureza de la martensita está determinada por su contenido de carbono en lugar de su contenido de elementos de aleación.
La resistencia a la tracción de las láminas de acero martensítico conformadas en frío para automóviles puede alcanzar 1700 MPa o incluso más, lo que las convierte en el acero de mayor resistencia para conformado en frío. Es el acero de mayor resistencia entre los aceros de alta resistencia y es el "más resistente entre los más resistentes". Además de ser "duro", el acero martensítico también tiene muchas ventajas, como un alto límite elástico, sin envejecimiento, buenas propiedades de flexión en frío y expansión de orificios, y buena soldabilidad.
Fortaleza
El complejo y variado mecanismo de fortalecimiento de la martensita incluye el fortalecimiento de la subestructura, el fortalecimiento por envejecimiento, el fortalecimiento por solución sólida, el fortalecimiento por cambio de fase y el fortalecimiento de grano fino. Juntos, estos sistemas dan a la martensita su dureza y resistencia excepcionales. Al ajustar la composición química del acero, la técnica de tratamiento térmico y otros factores, el desarrollo y fortalecimiento de la martensita se pueden regular en aplicaciones del mundo real, produciendo acero con mejores propiedades mecánicas. Este tipo de acero es fuerte y capaz de soportar grandes pesos. Se aplica comúnmente a hojas, herramientas y otros componentes que están sujetos a alta presión o desgaste.
fragilidad
El acero martensítico es robusto, pero podría ser más frágil que otras variedades de acero. Si no se maneja adecuadamente, puede romperse o romperse bajo shock o fuerza.
Magnético
El acero martensítico es magnético, una característica que puede resultar útil en determinadas aplicaciones.
Resistencia a la corrosión
Los aceros martensíticos suelen ser menos resistentes a la corrosión que otros aceros inoxidables, como el acero austenítico. Sin embargo, algunos grados de acero martensítico todavía se utilizan en entornos que requieren una resistencia leve a la corrosión.
Tratamiento térmico
El acero martensítico puede ser tratado con calor (templado) para cambiar su dureza y dureza, lo que permite a los productores adaptar sus cualidades para aplicaciones específicas.
2. Forma organizativa
Hay dos formas organizativas principales de martensita en acero:
Martensita de listones: los listones de aproximadamente el mismo tamaño se combinan en paquetes de martensita direccionales y paralelos (grupos). Cuando la fracción de masa de carbono en el acero está por debajo de 0. 25%, es principalmente martensita de listones, por lo que también se llama martensita baja en carbono.
Flake Martensite: su forma tridimensional es una lente convexa doble delgada. Bajo un microscopio metalográfico, su sección transversal típicamente tiene una forma de hoja de aguja cruzada o bambú. El acero también se conoce como martensita de alto carbono porque es principalmente martensita laminar cuando la fracción de masa de carbono es superior a 1. 0%.
3. Condiciones de formación
La formación de martensita requiere una cierta velocidad de enfriamiento y condiciones de sobreenfriamiento profundo. Específicamente, el acero debe calentarse hasta el estado de austenita y posteriormente enfriarse a una temperatura por debajo del punto Ms a una velocidad más rápida que la velocidad de enfriamiento crítica del acero. El sobreenfriamiento profundo garantiza que la energía libre del sistema se reduzca y al mismo tiempo proporciona suficiente fuerza impulsora de transformación de fase para la producción de martensita.
4. Rendimiento y aplicaciones
Rendimiento: Aunque la martensita, especialmente la martensita laminar con alto contenido de carbono, es reconocida por su gran resistencia y dureza, también es una estructura dura y quebradiza.
Aplicación: En entornos industriales donde se necesitan alta resistencia, dureza y resistencia al desgaste, junto con una resistencia moderada a la corrosión, con frecuencia se utiliza acero inoxidable martensítico.
· Herramientas de corte (p. ej., taladros de resistencia)
· Piezas de máquina (por ejemplo, piezas automotrices, dispositivos médicos, engranajes, ejes)
· Piezas de aeronaves (por ejemplo, componentes aeroespaciales)
· Cuchillas (por ejemplo, tijeras, navajas)
5. Notas
Cuando la austenita se convierte en martensita durante el proceso de enfriamiento, el volumen de la pieza de trabajo se expande. Esto puede provocar tensión interna, que es una de las razones por las que es más probable que se produzcan deformaciones y grietas durante el enfriamiento. Numerosas variables, como la temperatura, el ritmo de enfriamiento y la composición química del acero, influyen en el rendimiento y el uso de la martensita.
En una palabra, el acero martensítico, como estructura importante en materiales metálicos ferrosos, tiene propiedades y valor de aplicación únicos. En aplicaciones prácticas, es necesario seleccionar materiales y condiciones de proceso apropiados según las necesidades específicas para preparar estructuras martensíticas con las propiedades requeridas.
Acero martensítico para aplicaciones automotrices
Los aceros martensíticos se utilizan ampliamente en la industria automotriz debido a su excepcional resistencia y dureza. Estas propiedades los hacen ideales para componentes críticos para la seguridad, especialmente donde la resistencia al impacto y la integridad estructural son esenciales. Las microestructuras martensíticas se pueden lograr durante el estampado en caliente de aceros endurecidos por presión.
Ejemplos de grados de producción y aplicaciones
| Calificación | Aplicaciones automotrices típicas |
|---|---|
| MS 950/1200 | Miembros cruzados, vigas de intrusión laterales, vigas de parachoques, refuerzos de parachoques |
| MS 1150/1400 | Paneles exteriores de balancines, vigas de intrusión laterales, vigas de parachoques, refuerzos de parachoques |
| MS 1250/1500 | Vigas de intrusión laterales, vigas de parachoques, refuerzos de parachoques |
Especificaciones para acero martensítico de primera generación, laminado en frío
Los fabricantes de automóviles a menudo utilizan grados de acero martensítico que cumplen con los requisitos específicos de resistencia a la tracción. A continuación se presentan algunas especificaciones comunes que describen aceros martensíticos de rodillas frías sin recubrimiento:
ASTM A980M: Grados 130 [900], 160 [1100], 190 [1300] y 220 [1500].
VDA 239-100: incluye términos como CR860Y1100T-MS, CR1030Y1300T-MS, CR1220Y1500T-MS y CR1350Y1700T-MS.
SAE J2745: Con grados de martensita como MS 900T/700Y, 1100T/860Y, 1300T/1030Y y 1500T/1200Y.
Estas normas satisfacen los requisitos específicos de los fabricantes de automóviles en cuanto a resistencia a la tracción y rendimiento estructural.
¿Busca acero automotriz confiable? ContactoPromistente¡Para calificaciones y tamaños personalizados!
