» ورق استیل آستنیتی نیمه ‌پایدار

در طی تغییر شکل پلاستیک استنلس استیل های آستنیتی، گریدهایی که شامل ۱۸ درصد کروم و ۸ درصد نیکل هستند تحت استحاله مارتنزیتی قرار می‌گیرند. این امر به این دلیل است که فاز ﺁستنیت در دمای اتاق از لحاظ ترمودینامیکی پایدار نیست. همان‌طور که در نمودار فازی شکل 1 مشاهده می‌شود، فازهای مورد انتظار در دمای اتاق (در تعادل حقیقی) ﺁستنیت (γ)، فریت (α) و کاربید هستند.

شکل 1. نمودار فاز تعادلی فولاد زنگ نزن آستنیتی ۸-۱۸ (ورق استیل 304) با کربن متغیر. هرچند این فولاد را از نوع فولاد ﺁستنیتی در نظر می‌گیرند، اما در نمودار مشاهده می‌شود که فاز ﺁستنیت (γ) در دمای اتاق از لحاظ ترمودینامیکی پایدار نیست.

بااین‌حال، مواد تجاری بسیار کمی در حالت تعادل خود استفاده می شوند. فولادهای زنگ نزن ﺁستنیتی نیمه پایدار (MASS) یک خانواده آلیاژی بسیار مهم در بین استنلس استیل ها هستند که از خواص α مارتنزیت ناشی از کرنش در طی عملیات سردکاری استفاده می کننند. دو نمونه از این فولادها گریدهای ASTM 301 (EN 1.4310) و ASTM 302 (EN 1.4310NS) هستند. این نوع فولادها به استنلس استیل ۳۰۴ ASTM (ورق استیل 304) شباهت دارند اما کربن بالاتری دارند (معمولا در محدوده ۰۸/۰ تا ۱۰/۰ درصد وزنی) و تحت عملیات کار سرد استحکام بیشتری بدست می آورند. تفاوت اصلی ورق استیل ۳۰۱ و ۳۰۲ میزان نیکل نسبتا بالاتر (به ترتیب ۸-۶ و ۱۰-۸ درصد) و مقدار کروم (۱۸-۱۶ درصد و ۱۷-۱۹ درصد) در گرید 302 است.

با تشکیل α مارتنزیتی، ممکن است استحکام تسلیم به بالاتر از MPa 2000 برسد. این موضوع را باید با استحکام تسلیم ورق استیل ۳۰۴ که معمولا ۲۵۰ مگا پاسکال است، مقایسه نمود. برای مثال، استحکام کششی (Rm) ASTM 302mod (۱ درصد مولیبدن اضافه‌شده) که تحت فرایند کشش عمیق در دمای محیط قرار گرفته، ممکن است از ۲۵۰۰ مگا پاسکال (شکل ۲) فراتر رود.

شکل 2. تاثیر قوی تغییر شکل پلاستیکی و غیرقابل‌برگشت در حین کشش سیم بر مقاومت کششی و استحکام تسلیم در فولاد ASTM 302mod. کاهش قطر از ۸ میلی‌متر به ۱۵/۰ میلی‌متر باعث افزایش Rm از ۱۵۰۰ به ۲۵۰۰ مگا پاسکال و ۱۳۰۰ به ۲۲۰۰ مگا پاسکال می‌شود.

نتایج نشان می‌دهد که با افزودن ۱ درصد مولیبدن به نمونه‌های ASTM 302، برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی حفره‌ای، گزینه مناسبی برای ریمر در دندانپزشکی، سوزن‌های جراحی و سیم‌های راهنما برای قرار دادن استنت در بدن انسان است. این گرید ترکیب بهینه ای از استحکام، داکتیلیته و مقاومت به خوردگی را ارائه می دهد. به علاوه، به دلیل مقاومت در برابر رهاسازی تنش (stress relaxattion)، از این ﺁلیاژ برای ساخت فنر در سرنگ‌های اتوماتیک که برای سال‌ها در فروشگاه‌های نظامی نگهداری می‌شوند، بکار گرفته می‌شود. یک کاربرد مصرفی نسبتا متفاوت در موتورهای خودرو، اسپیسر منبسط کننده است که در ﺁن‌ها فولاد ASTM 201 (EN 1.4372) عملکرد رضایت‌بخشی از خود نشان داده است. این نوع ﺁلیاژ با گریدهای 301 و ۳۰۲ تفاوت دارد، زیرا در ساخت آن تا حدودی از منگنز به‌عنوان جایگزین نیکل استفاده می‌شود.

از کاربردهای جدید آلیاژ MASS ساخت چاقوهای ﺁشپزخانه است. چاقوهای فولادی ضدزنگ مارتنزیتی سنتی در هنگام گرم شدن، از سختی بیشتری برخوردار هستند که ممکن است میزان سختی از ۶۰ HRC فراتر رود. در حالی که چاقوهای ﺁشپزخانه از نوع ۳۰۱ (به شکل ۴ نگاه کنید) تنها به مقادیر سختی بالاتر از ۴۰ HRC دست می‌یابند، اما با ابزارهای ساده چاقوتیزکن به‌آسانی تیز می‌شوند. احتمالا این امر باعث شهرت ﺁنان شده است.