マルテンサイト系ステンレス鋼鋳物の熱処理

マルテンサイト系ステンレス鋼とは、微細構造が主にマルテンサイトであるステンレス鋼の一種を指します。マルテンサイト系ステンレス鋼のクロム含有量は 12% ～ 18% で、主な合金元素は鉄、クロム、ニッケル、炭素です。

マルテンサイト系ステンレス鋼は、熱処理によって機械的特性を調整することができ、硬化可能なステンレス鋼の一種です。マルテンサイト系ステンレス鋼は、化学組成の違いにより、マルテンサイト系クロム鋼とマルテンサイト系クロムニッケル鋼に分けることができます。

 

マルテンサイト系ステンレス鋼のクイック ビュー
カテゴリー	ステンレス鋼
意味	マルテンサイト組織を持つ硬化可能なステンレス鋼の一種
熱処理	焼きなまし、焼き入れ、焼き戻し
合金要素	Cr、Ni、C、Mo、V
溶接性	貧しい
磁気	中くらい
ミクロ構造	主にマルテンサイト
代表的なグレード	Cr13、2Cr13、3Cr13
アプリケーション	蒸気タービンブレード、食器、手術器具、航空宇宙、海洋産業

 

マルテンサイト系ステンレス鋼とは、微細構造が主にマルテンサイトであるステンレス鋼の一種を指します。マルテンサイト系ステンレス鋼のクロム含有量は 12% ～ 18% で、主な合金元素は鉄、クロム、ニッケル、炭素です。

マルテンサイト系ステンレス鋼は、熱処理によって機械的特性を調整することができ、硬化可能なステンレス鋼の一種です。マルテンサイト系ステンレス鋼は、化学組成の違いにより、マルテンサイト系クロム鋼とマルテンサイト系クロムニッケル鋼に分けることができます。

1. マルテンサイトクロム鋼
クロムに加えて、マルテンサイトクロム鋼には一定量の炭素も含まれています。クロム含有量は、鋼の耐食性を決定します。炭素含有量が高いほど、強度、硬度、耐摩耗性が高くなります。このタイプの鋼の通常の組織はマルテンサイトであり、一部には少量のオーステナイト、フェライト、またはパーライトも含まれています。主に、高い強度と硬度を必要とする部品、部品、工具、ナイフなどの製造に使用されますが、高い耐食性は必要ありません。典型的な鋼種は、2Crl3、4Crl3、9Crl8 などです。

2.マルテンサイトクロムニッケル鋼
マルテンサイト系クロムニッケル鋼には、マルテンサイト系析出硬化系ステンレス鋼、セミオーステナイト系析出硬化系ステンレス鋼、マルエージング系ステンレス鋼等があり、いずれも高強度または超高強度ステンレス鋼である。この種の鋼は炭素含有量が低く (0.10% 未満)、ニッケルを含んでいます。一部のグレードには、モリブデンや銅などの高元素も含まれています。したがって、この種の鋼は高強度でありながら、強度と靭性、および耐食性を兼ね備えています。性能、溶接性等はマルテンサイト系クロム鋼より優れています。Crl7Ni2 は、最も一般的に使用される低ニッケル マルテンサイト ステンレス鋼です。

マルテンサイト析出硬化ステンレス鋼には通常、Al、Ti、Cu、およびその他の元素も含まれています。これは、鋼の強度をさらに向上させるために、析出硬化によってマルテンサイト マトリックス上に Ni3A1、Ni3Ti およびその他の分散強化相を析出させます。半オーステナイト (または半マルテンサイト) 析出硬化ステンレス鋼。焼入れ状態はまだオーステナイトであるため、焼入れ状態を冷間加工し、中間処理、時効処理およびその他のプロセスによって強化することができます。このように、マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼のオーステナイトは、焼入れ後に直接マルテンサイトに変態する可能性があり、その後の加工や成形が困難であるという欠点がある。一般的に使用される鋼種は、0Crl7Ni7AI、0Crl5Ni7M02A1 などです。このタイプの鋼は、一般に 1200 ～ 1400 MPa に達する比較的高い強度を持ち、高い耐食性を必要としないが高い強度が必要な構造部品の製造によく使用されます。

マルテンサイト系ステンレス鋼の一般的な熱処理は、焼入れ焼戻し処理です。通常、950〜1050℃の温度で油または空気で冷却することを選択します。その後、650～750℃で焼戻しを行います。通常、焼入れ組織の応力による鋳物の割れを防止するために、焼入れ直後に焼き戻しを行う必要があります。

少量のニッケル、モリブデン、シリコン、およびその他の合金元素を含む高強度低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼鋳物は、焼きならしおよび焼き戻し後に、優れた総合的な機械的特性、溶接特性、および耐摩耗性を備えています。このような鋳物は、大型水車の一体鋳造および鋳造+溶接インペラに広く使用されています。この場合の熱処理仕様は、焼ならし950～1050℃、焼戻し600～670℃が一般的です。