De fleste stålene har et karboninnhold på 0,06–0,4 vektprosent, og de er tilsatt små mengder av ett eller flere av mikrolegeringselementene niob, vanadium og titan. Mikrolegeringselementene danner partikler som under varmvalsing bremser veksten av rekrystalliserte austenittkorn ved høye valsetemperaturer eller hindrer rekrystallisasjon av deformerte austenittkorn ved lavere valsetemperaturer (det siste gjelder bare niob- og vanadiumpartikler). Niob har den største effekten. Stålene bråkjøles med store mengder vann etter endt varmvalsing, og for å oppnå en mer eller mindre fullstendig martensittisk mikrostruktur inneholder stålene elementer som nikkel, krom og molybden som øker herdbarheten og undertrykker veksten av de bløtere mikrostrukturelementene ferritt, perlitt og bainitt før martensitt dannes ved lave temperaturer.
Varmvalsingen kan avsluttes både over og under rekrystallisasjonstemperaturen. I det første tilfellet kimdannes en fin martensittstruktur på korngrensene til en finkornet rekrystallisert austenittstruktur. Martensitten anløpes når overskuddsvarmen i kjernen går ut av stålet eller ved at stålet i ettertid varmes opp til en høy anløpningstemperatur, for eksempel 650 °C. Den sistnevnte metoden gir en seigherdet martensitt, og disse stålene blir blant annet kalt QT-stål (Quenched and Tempered). De mikrolegerte QT-stålene har en flytespenning på 500–700 MPa, og de sterkeste av disse kvalitetene er aktuelle for bruk i broer og ubåter. Store godstykkelser (50–80 mm) blir ikke fullstendig gjennomherdet under bråkjølingen, og mikrostrukturen vil da inneholde en økende andel bainitt og ferritt/perlitt innover mot midten av godset.
Enda sterkere og seigere martensittstål med økt sveisbarhet har de senere årene blitt utviklet ved hjelp av kontrollert valsing, noe som innebærer at varmvalsingen blir avsluttet under rekrystallisasjonstemperaturen. I disse stålene er karboninnholdet gjerne redusert til et ultralavt nivå, for eksempel 0,03 vektprosent, og i tillegg til mikrolegeringselementene er det tilsatt små mengder herdbarhetsøkende elementer som krom, molybden og bor. Det lave karboninnholdet bidrar til høy seighet og sveisbarhet. Etter endt sluttvalsing nær omvandlingstemperaturen til ferritt bråkjøles stålene til en temperatur under temperaturen for begynnende martensittdannelse (eksempel 350 °C), etterfulgt av luftkjøling til romtemperatur. Martensitten kimdannes da på grensene til flatklemte austenittkorn og på kornenes indre deformasjonsstruktur. Dette gir et stort kimdanningsareal og mange kim, og det utvikles en martensittstruktur som består av små grupper/pakker/blokker med parallelle martensittstaver. Bredden på en blokk kan være godt under én mikrometer, og dette gir både høy styrke og høy seighet. På denne måten oppnår man flytespenninger på 800–1000 MPa, og omslagstemperaturen kan være så lav som -100 °C. Dette er mekaniske egenskaper som langt overgår egenskapene til tradisjonelle martensittstål.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.