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Características de microestructura de Acero inoxidable martensítico
El acero inoxidable martensítico forma una estructura predominantemente martensita a través del enfriamiento. Exhibe alta dureza y fuerza, pero carece de ductilidad y dureza. Este tipo de acero es metaestable a temperatura ambiente y es susceptible a transformaciones estructurales bajo calor o estrés. Cuanto mayor sea el contenido de carbono, más difícil se formó la martensita después del enfriamiento, pero también exhibe una estabilidad estructural reducida. Durante el temple, el acero inoxidable martensítico sufre cambios estructurales como la precipitación de martensita templada y carburo, que exhibe una inestabilidad significativa. Esta característica da como resultado una estabilidad estructural relativamente pobre en condiciones de servicio de alta temperatura.
Características de microestructura de acero inoxidable austenítico
El acero inoxidable austenítico consiste principalmente en una estructura de austenita cúbica centrada en la cara. Es extremadamente estable a temperatura ambiente y generalmente no se somete a una transformación martensítica. Su estabilidad estructural proviene de su alto contenido de níquel y los efectos de fortalecimiento de la solución sólida de algunos manganeso. La estructura austenítica imparte una excelente resistencia y resistencia a la corrosión, manteniendo su estabilidad estructural en un amplio rango de temperatura. Mientras que un acero inoxidable austenítico puede transformarse en martensita a bajas temperaturas, posee una estabilidad estructural superior en comparación con el acero inoxidable martensítico en la mayoría de las aplicaciones comunes.
Efectos del tratamiento térmico en la estabilidad de la microestructura
El acero inoxidable martensítico exhibe una inestabilidad estructural significativa durante el tratamiento térmico. Después del enfriamiento, se encuentra en un estado de solución sólida sobresaturada. El temple posterior provoca precipitación de carburo, lo que resulta en una disminución de la dureza y un ligero aumento en la dureza. Si la temperatura de templado se controla incorrectamente, la estructura puede sufrir endurecimiento secundario o ablandamiento excesivo, lo que lleva a fluctuaciones de propiedad significativas. En contraste, el acero inoxidable austenítico sufre cambios estructurales menos significativos durante el tratamiento térmico. Las propiedades generalmente se mejoran a través del tratamiento de la solución y el trabajo en frío, en lugar de enfriar y templar. Esto da como resultado una mayor estabilidad estructural y menos fluctuación de la propiedad.
Diferente estabilidad de la microestructura a altas temperaturas
A altas temperaturas, el acero inoxidable martensítico es propenso a templar la fragilidad y el engrosamiento de la microestructura, particularmente en el rango de 450 ° C a 600 ° C. La precipitación de carburo y el ablandamiento estructural son prominentes, lo que lleva a una disminución en las propiedades mecánicas. El servicio a largo plazo a altas temperaturas puede conducir a una inestabilidad estructural gradual, lo que resulta en una agregación secundaria de carburo y una resistencia a la corrosión reducida. El acero inoxidable austenítico exhibe una estabilidad de microestructura superior a altas temperaturas y no se somete a las mismas transformaciones microestructurales significativas que la martensita. Aunque el crecimiento del grano o la precipitación de fase σ pueden ocurrir a altas temperaturas, la estabilidad general sigue siendo superior a la del acero inoxidable martensítico.
Estabilidad microestructural en entornos corrosivos
El acero inoxidable martensítico carece de estabilidad estructural en entornos corrosivos porque los carburos en el estado apagado y templado precipitan fácilmente los límites de grano, forman zonas agotadas de cromo y reducen la resistencia a la corrosión. En entornos que contienen cloruro, las grietas se propagan fácilmente a lo largo de los límites de grano, acelerando la tasa de corrosión. El acero inoxidable austenítico, con su microestructura estable y su distribución uniforme del cromo, forma una película pasiva densa, que ofrece una mayor resistencia a la corrosión y una estabilidad estructural más larga.
Comparación de estabilidad microestructural durante la soldadura
El acero inoxidable martensítico es propenso a formar martensita de temperatura incompleta o austenita retenida en la zona afectada por el calor durante la soldadura, lo que resulta en un alto estrés microestructural y susceptibilidad a las grietas. La estabilidad estructural posterior a la soldado es pobre, lo que requiere un tratamiento térmico de temple adicional para la mejora. El acero inoxidable austenítico exhibe una mayor estabilidad estructural durante la soldadura, manteniendo una estructura principalmente austenítica en la zona de soldadura. Aunque las pequeñas cantidades de ferrita o carburos delta pueden precipitar, su estabilidad general es significativamente superior a la del acero inoxidable martensítico.
Diferencias en la estabilidad de la microestructura a bajas temperaturas
El acero inoxidable martensítico se vuelve significativamente más frágil a bajas temperaturas, lo que resulta en una estabilidad de microestructura deficiente y propensas a las grietas a baja temperatura. El acero inoxidable austenítico, por otro lado, posee una excelente resistencia a la baja temperatura debido a su estructura cúbica centrada en la cara, manteniendo una buena ductilidad y estabilidad incluso a temperaturas extremadamente bajas. Por lo tanto, el acero inoxidable austenítico es muy superior al acero inoxidable martensítico en aplicaciones de baja temperatura.
Implicaciones integrales de comparación e aplicación
El acero inoxidable martensítico ofrece ventajas en alta resistencia y resistencia al desgaste, pero su microestructura es menos estable, lo que la hace susceptible al tratamiento térmico, altas temperaturas, corrosión y soldadura, lo que resulta en fluctuaciones de rendimiento significativas. El acero inoxidable austenítico, por otro lado, exhibe una mayor estabilidad de la microestructura y es adecuada para servicios a largo plazo y entornos duros. En general, si la aplicación requiere alta dureza y resistencia al desgaste, el acero inoxidable martensítico es la opción correcta; Si la estabilidad de la microestructura y la resistencia a la corrosión son consideraciones clave, el acero inoxidable austenítico es más ventajoso.
