Мартенситные нержавеющие стали имеют объемно-центрированную кубическую кристаллическую структуру, обладают широким спектром свойств и используются в качестве нержавеющих конструкционных сталей, нержавеющих инструментальных сталей и жаропрочных сталей. Они магнитны и не так устойчивы к коррозии, как ферритные и аустенитные нержавеющие стали, из-за низкого содержания хрома. Они делятся на четыре категории (с некоторым совпадением):
Марки Fe-Cr-C.Это были первые используемые марки, которые до сих пор широко используются в машиностроении и износостойких материалах.
Марки Fe-Cr-Ni-C.Часть углерода заменена никелем. Они обладают более высокой прочностью и более высокой коррозионной стойкостью. Марка EN 1.4303 (марка для литья CA6NM) с 13% Cr и 4% Ni используется для большинства турбин Пелтона, Каплана и Фрэнсиса на гидроэлектростанциях, поскольку она обладает хорошими литейными свойствами, хорошей свариваемостью и хорошей стойкостью к кавитационной эрозии.
Дисперсионно-твердеющие марки.Марка EN 1.4542 (также известная как 17/4PH), наиболее известная марка, сочетает в себе мартенситное твердение и дисперсионное твердение. Он обладает высокой прочностью и хорошей ударной вязкостью и используется, помимо прочего, в аэрокосмической промышленности.
Жаропрочные марки.Небольшие добавки ниобия, ванадия, бора и кобальта повышают прочность и сопротивление ползучести примерно до 650 градусов (1202 градуса по Фаренгейту).
Мартенситные нержавеющие стали можно подвергать термообработке для улучшения механических свойств. Термическая обработка обычно включает три этапа:
аустенизация,в котором сталь нагревается до температуры в диапазоне 980–1050 градусов (1800–1920 градусов по Фаренгейту), в зависимости от марки. Полученный аустенит имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую структуру.
Закалка.Аустенит превращается в мартенсит, твердую объемно-центрированную тетрагональную кристаллическую структуру. Закаленный мартенсит очень твердый и слишком хрупкий для большинства применений. Может оставаться некоторое количество остаточного аустенита.
Закалка.Мартенсит нагревают примерно до 500 градусов (932 градуса по Фаренгейту), выдерживают при этой температуре, а затем охлаждают на воздухе. Более высокие температуры отпуска снижают предел текучести и предел прочности при растяжении, но увеличивают удлинение и ударопрочность.
Замена некоторого количества углерода в мартенситных нержавеющих сталях азотом является недавней разработкой. [когда?] Ограниченная растворимость азота увеличивается за счет процесса электрошлакового рафинирования под давлением (PESR), в котором плавление осуществляется при высоком давлении азота. Было достигнуто содержание азота в стали до 0,4%, что привело к более высокой твердости и прочности, а также к более высокой коррозионной стойкости. Поскольку PESR является дорогостоящим, более низкое, но значительное содержание азота было достигнуто с использованием стандартного процесса обезуглероживания кислородом аргона (AOD).
