다양한 열처리가 슈퍼 마르텐사이트 스테인리스강의 구조와 특성에 미치는 영향

Super martensitic stainless steel is a new type of martensitic stainless steel that strictly controls the carbon content below 0.03% on the basis of traditional martensitic stainless steel and increases the nickel content. Compared with the traditional low-carbon martensitic stainless steel, super 마르텐사이트 스테인리스 스틸 는 연성 인성이 우수하고 강도가 높을 뿐만 아니라 경도뿐만 아니라 파단 인성, 수중 피로 강도 및 내마모성이 더 높습니다. 마르텐사이트 스테인리스강이 정규화된 후 래스 마르텐사이트를 얻을 수 있으며, 특정 온도에서 템퍼링한 후 추가 템퍼링된 마르텐사이트는 재료의 전반적인 특성에 큰 영향을 미치고 개선할 수 있습니다. 이전 연구자들은 1050°C에서 노멀라이징하고 500°C에서 700°C 사이에서 템퍼링하는 슈퍼 마르텐사이트 스테인리스강을 연구하면서 미세 구조와 기계적 특성에만 초점을 맞췄고 내마모성은 연구하지 않았습니다. 이 연구에서는 슈퍼 마르텐사이트계 스테인리스강 1.4314(S41500)를 한 번 노멀라이징하고 템퍼링한 후 일부 온도를 선택해 2차 템퍼링을 진행했습니다. 8가지 열처리에 따른 재료의 경도, 충격 인성 및 내마모성 사이의 관계를 자세히 논의하고 연구했습니다.

550℃-650℃에서 템퍼링한 후 슈퍼 마르텐사이트 스테인리스강은 투과전자현미경으로 볼 때 검은색 스트립과 블록인 역 오스테나이트를 생성하며, 이는 마르텐사이트 래스와 오스테나이트 결정의 경계에 분포하는 경우가 많습니다. 경계에서 길이는 102nm-103nm이고 폭은 약 100nm입니다. 역 오스테나이트는 재료의 강도와 경도를 감소시키고 인성을 증가시킵니다. 1차 템퍼링 온도가 700℃에 도달하면 역 오스테나이트 근처에 농축된 Ni의 확산 정도가 증가하고 Ni의 분리가 감소하며 냉각 과정에서 역 오스테나이트가 새로운 마르텐사이트로 변형되어 재료에 거의 존재하지 않는 역 오스테나이트가 생성되므로 경도가 증가합니다.

1.4314(S41500) 스테인리스강을 500℃~700℃에서 한 번 템퍼링하면 경도 값이 먼저 감소한 다음 온도가 상승함에 따라 증가합니다. 2차 템퍼링의 경도는 일반적으로 동일한 온도에서 1차 템퍼링의 경도보다 낮습니다. 500℃-700℃ 범위에서는 1차 템퍼링 후 인성이 먼저 증가한 다음 감소하며, 2차 템퍼링 처리는 강철의 인성에 거의 영향을 미치지 않습니다.

1.4314(S41500) 스테인리스강의 누적 중량 감소 곡선은 포물선형이며, 시간이 증가함에 따라 누적 중량 감소가 증가하고 누적 중량 감소율은 계속 감소합니다. 재료 마모 법칙에 따르면 투바디 마모의 경우 재료의 경도에 따라 내마모성이 결정됩니다. 따라서 슈퍼 마르텐사이트 스테인리스 스틸의 내마모성은 재료의 경도와 밀접한 관련이 있습니다. 일반적으로 재료의 경도가 높을수록 누적 중량 손실이 적고 내마모성이 우수합니다. 연구 결과 1.4314(S41500) 강은 500°C에서 템퍼링 후 경도가 가장 높고 인성이 좋지 않으며, 550°C에서 템퍼링 후 경도가 두 번째로 높고 인성이 좋으며 내마모성이 가장 우수한 반면, 500°C에서 템퍼링 후 소재의 내마모 성능은 2위를 차지했습니다. 따라서 1.4314(S41500) 강철의 내마모성은 주로 경도와 관련이 있으며 충격 인성 또한 내마모 성능에 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다.

2차 템퍼링에서 1.4314(S41500) 강의 경도는 동일한 온도에서 1차 템퍼링보다 약간 낮으며 내마모성은 향상되지 않습니다. 재료 특성과 경제성을 고려할 때 1.4314(S41500) 강은 1050℃에서 노멀라이징 + 550℃에서 한 번 템퍼링하는 것이 가장 좋은 열처리 공정입니다.