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Caractéristiques de microstructure de Acier inoxydable martensitique
L'acier inoxydable martensitique forme une structure principalement martensite par extinction. Il présente une dureté et une force élevées, mais manque de ductilité et de ténacité. Ce type d'acier est métastable à température ambiante et est sensible aux transformations structurelles sous chaleur ou contrainte. Plus la teneur en carbone est élevée, plus la martensite s'est formée après extinction, mais présente également une stabilité structurelle réduite. Pendant la trempe, l'acier inoxydable martensitique subit des changements structurels tels que la martensite trempée et les précipitations de carbure, présentant une instabilité significative. Cette caractéristique entraîne une stabilité structurelle relativement mauvaise dans des conditions de service à haute température.
Caractéristiques de microstructure de l'acier inoxydable austénitique
L'acier inoxydable austénitique se compose principalement d'une structure d'austénite cubique centrée sur le visage. Il est extrêmement stable à température ambiante et ne subit généralement pas de transformation martensitique. Sa stabilité structurelle provient de sa forte teneur en nickel et des effets de renforcement de la solution solide de certains manganèse. La structure austénitique confère une excellente résistance à la ténacité et à la corrosion, en maintenant sa stabilité structurelle sur une large plage de températures. Bien que certains acier inoxydables austénitiques puissent se transformer en martensite à basse température, il possède une stabilité structurelle supérieure par rapport à l'acier inoxydable martensitique dans les applications les plus courantes.
Effets du traitement thermique sur la stabilité de la microstructure
L'acier inoxydable martensitique présente une instabilité structurelle significative pendant le traitement thermique. Après extinction, il est dans un état de solution solide sursaturée. La température ultérieure provoque des précipitations de carbure, entraînant une diminution de la dureté et une légère augmentation de la ténacité. Si la température de température est mal contrôlée, la structure peut subir un durcissement secondaire ou un ramollissement excessif, conduisant à des fluctuations de propriétés importantes. En revanche, l'acier inoxydable austénitique subit des changements structurels moins significatifs pendant le traitement thermique. Les propriétés sont généralement améliorées par le traitement de la solution et le travail au froid, plutôt que la trempe et la trempe. Il en résulte une plus grande stabilité structurelle et moins de fluctuation des biens.
Différence de stabilité de la microstructure à des températures élevées
À des températures élevées, l'acier inoxydable martensitique est sujette à la fragilité et au grossissement de la microstructure, en particulier dans la plage de 450 ° C à 600 ° C. Les précipitations de carbure et le ramollissement structurel sont proéminents, entraînant une diminution des propriétés mécaniques. Un service à long terme à des températures élevées peut entraîner une instabilité structurelle progressive, entraînant une agrégation de carbure secondaire et une réduction de la résistance à la corrosion. L'acier inoxydable austénitique présente une stabilité de microstructure supérieure à des températures élevées et ne subit pas les mêmes transformations microstructurales significatives que la martensite. Bien que la croissance des grains ou les précipitations en phase σ puissent se produire à des températures élevées, la stabilité globale est toujours supérieure à celle de l'acier inoxydable martensitique.
Stabilité microstructurale dans des environnements corrosifs
L'acier inoxydable martensitique manque de stabilité structurelle dans des environnements corrosifs car les carbures à l'état éteint et trempé se précipitent facilement aux joints de grains, formant des zones appauvries au chrome et réduisant la résistance à la corrosion. Dans les environnements contenant du chlorure, les fissures se propagent facilement le long des joints de grains, accélérant le taux de corrosion. L'acier inoxydable austénitique, avec sa microstructure stable et sa distribution uniforme du chrome, forme un film passif dense, offrant une résistance à la corrosion plus élevée et une stabilité structurelle plus durable.
Comparaison de la stabilité microstructurale lors du soudage
L'acier inoxydable martensitique est sujet à la formation de martensite incomplètement tempéré ou d'austénite conservé dans la zone touchée par la chaleur pendant le soudage, entraînant une stress microstructural élevé et une sensibilité à la fissure. La stabilité structurelle post-saillie est mauvaise, nécessitant un traitement thermique supplémentaire pour l'amélioration. L'acier inoxydable austénitique présente une plus grande stabilité structurelle pendant le soudage, en maintenant une structure austénitique principalement dans la zone de soudure. Bien que de petites quantités de ferrite delta ou de carbures puissent précipiter, sa stabilité globale est nettement supérieure à celle de l'acier inoxydable martensitique.
Différences de stabilité de la microstructure à basse température
L'acier inoxydable martensitique devient beaucoup plus fragile à basse température, entraînant une mauvaise stabilité de la microstructure et sujette à une fissuration à basse température. L'acier inoxydable austénitique, en revanche, possède une excellente ténacité à basse température en raison de sa structure cubique centrée sur le visage, en maintenant une bonne ductilité et une bonne stabilité même à des températures extrêmement basses. Par conséquent, l'acier inoxydable austénitique est de loin supérieur à l'acier inoxydable martensitique dans les applications à basse température.
Comparaison complète et implications d'application
L'acier inoxydable martensitique offre des avantages dans une résistance à haute résistance et à l'usure, mais sa microstructure est moins stable, ce qui le rend sensible au traitement thermique, aux températures élevées, à la corrosion et au soudage, entraînant des fluctuations significatives de performances. L'acier inoxydable austénitique, en revanche, présente une plus grande stabilité de la microstructure et convient à un service à long terme et à des environnements difficiles. Dans l'ensemble, si l'application nécessite une résistance élevée à la dureté et à l'usure, l'acier inoxydable martensitique est le bon choix; Si la stabilité de la microstructure et la résistance à la corrosion sont des considérations clés, l'acier inoxydable austénitique est plus avantageux.
