عملیات حرارتی فولاد

عملیات حرارتی فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی (Heat Treatment of Martensitic Stainless Steel) برای افزایش استحکام و سختی شبیه به عملیات لازم در مورد فولادهای ساده کربنی و یا فولادهای کم‌ آلیاژی است. یعنی، آلیاژ آستنیته شده، و با سرعتی سرد می‌‌شود که ساختار مارتنزیتی به‌دست آید و سپس برای افزایش چقرمگی و تنش گیری بازپخت می‌شود.
آستنیته کردن فولاد زنگ نزن مارتنزیتی
اثر افزایش دمای آستنیتی بر سختی چهار آلیاژ سخت شده 12Cr%-Fe با 0.016 تا 0.14% کربن در شکل زیرآمده است. به‌ طور کلی وقتی دمای آستنیتی بین 980 تا 1090 درجه سانتی گراد باشد بیشترین سختی به ‌دست آمده و با افزایش مقدار کربن، سختی افزایش می‌یابد. کاهش سختی وقتی که در بیش از 1100 درجه سانتی گراد گرم می‌ شود احتمالا مربوط به تشکیل فاز δ است. حال آنکه گرمایش در کمتر از 900 درجه سانتی گراد آستنیت کافی ایجاد نمی‌کند.

آهنگ سرد کردن فولاد زنگ نزن مارتنزیتی
درآلیاژهای نوع Fe-12%Cr ،کروم موجب بهبود سختی ‌پذیری می‌شود و در نتیجه آبدهی در آب بعد از آستنیته کردن (آستنیت زایی) لزومی نخواهد داشت، و با سرد کردن آهسته ‌تر (مثلا در هوا) ساختار مارتنزیتی ایجاد می‌شود. اثر کروم بر سختی‌پذیری آلیاژ 410 در نمودار IT شکل زیر آمده است. مقایسه این نمودار IT با نمودار فولاد ساده کربنی 1035 نشان می‌دهد که کروم شروع دگرگونی آستنیت به فریت + کاربید را به زمان‌های طولانی‌تر سوق می‌دهد.

برگشت فولاد زنگ نزن مارتنزیتی
شبیه به سایر فولادهای مارتنزیتی آلیاژی، جهت افزایش چقرمگی و شکل‌پذیری، عملیات حرارتی برگشت لازم است. اثر دمای بازپخت بر سختی فولاد زنگ نزن Fe-12%Cr با 0.055% تا 0.14% کربن در شکل زیر آمده است. از این نمودار چنین بر می‌آید که فولاد مذکور را نمی‌توان خیلی نرم کرد مگر اینکه دمای برگشت بیش از 480 درجه سانتی گراد باشد. به علاوه، وقتی دمای بازپخت به حدود 430 درجه سانتی گراد می‌رسد، اثر سختی ثانویه به مقدار کمی مشاهده می‌شود. احتمالا این امر به مراحل اولیه تشکیل فاز (Fe,Cr)23C6 مربوط است، که در این دما پایدار می‌شود و به‌تدریج جایگزین (Fe,Cr)3C می‌شود.