كل شيء عن الفولاذ المقاوم للصدأ -Dawson الصناعة المحدودة

  كل شيء عن الفولاذ المقاوم للصدأ

 

العديد من القيم الفريدة التي تقدمها الفولاذ المقاوم للصدأ جعلها مرشحا قويا في اختيار المواد. المهندس والمحددين والمصممين في كثير من الأحيان يقلل من شأن هذه القيم أو تجاهلها بسبب ما ينظر إليه على أنه أعلى تكلفة أولية من الفولاذ المقاوم للصدأ. ومع ذلك، على مدى الحياة الإجمالية للمشروع، غير القابل للصدأ هو في كثير من الأحيان أفضل خيار القيمة.

  ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ؟

الفولاذ المقاوم للصدأ هو في الأساس منخفض الكربون الصلب الذي يحتوي على الكروم في 10٪ أو أكثر بالوزن. هذا هو إضافة الكروم الذي يعطي الصلب فريدة من نوعها المقاوم للصدأ، خصائص مقاومة للتآكل.

محتوى الكروم من الصلب يسمح تشكيل الخام، ملتصقة، غير مرئية، كوروسيونريسيستينغ أكسيد أكسيد الكروم على سطح الصلب. إذا تضررت ميكانيكيا أو كيميائيا، وهذا الفيلم هو الشفاء الذاتي، شريطة أن الأكسجين، حتى في كميات صغيرة جدا، موجود. يتم تعزيز مقاومة التآكل وغيرها من الخصائص المفيدة للصلب من خلال زيادة محتوى الكروم وإضافة عناصر أخرى مثل الموليبدينوم والنيكل والنيتروجين.

هناك أكثر من 60 درجات من الفولاذ المقاوم للصدأ. ومع ذلك، يمكن تقسيم المجموعة بأكملها إلى خمس فئات. يتم تحديد كل من عناصر السبائك التي تؤثر على المجهرية الخاصة بهم والتي يدعى كل منها.

  فوائد الفولاذ المقاوم للصدأ

المقاومة للتآكل

وتؤدي درجات السبائك السفلية إلى مقاومة التآكل في بيئات الغلاف الجوي والمياه النقية، في حين أن الدرجات العالية السبائك يمكن أن تقاوم التآكل في معظم الأحماض، والمحاليل القلوية، وبيئات تحمل الكلور، وهي خصائص تستخدم في مصانع العمليات.

النار ومقاومة الحرارة

درجات عالية الكروم والنيكل سبيكة خاصة تقاوم التحجيم والحفاظ على قوة في درجات حرارة عالية.

النظافة

سهولة التنظيف من الفولاذ يجعله الخيار الأول لظروف النظافة الصارمة، مثل المستشفيات والمطابخ والمجازر وغيرها من مصانع تجهيز الأغذية.

ميزة القوة إلى الوزن

وتؤدي خاصية تصلب العمل للصفوف الأوستنيتية، التي تؤدي إلى تعزيز كبير للمادة من العمل البارد وحده، والدرجات المزدوجة ذات القوة العالية، إلى تقليل سمك المواد على الدرجات التقليدية، ومن ثم تحقيق وفورات في التكاليف.

  الخصائص

يتم تعريف الفولاذ المقاوم للصدأ بأنه سبيكة حديدية مع الحد الأدنى من محتوى الكروم 10٪. الاسم ينبع من حقيقة أن الفولاذ المقاوم للصدأ لا وصمة عار، تآكل أو الصدأ بسهولة مثل الصلب العادي. وتسمى هذه المادة أيضا الصلب المقاوم للتآكل عندما لم يتم تفصيلها بالضبط إلى نوع سبيكة ودرجة، وخاصة في صناعة الطيران.

الفولاذ المقاوم للصدأ لديها مقاومة أعلى للأكسدة (الصدأ) والتآكل في العديد من البيئات الطبيعية والرجل صنع؛ ومع ذلك، فمن المهم لتحديد النوع الصحيح ودرجة الفولاذ المقاوم للصدأ لتطبيق معين.

وعادة ما تتحقق مقاومة الأآسدة العالية في الهواء عند درجة الحرارة المحيطة مع إضافة ما لا يقل عن 13٪ (بالوزن) من الكروم، ويستخدم ما يصل إلى 26٪ في البيئات القاسية. يشكل الكروم طبقة تخميل من أكسيد الكروم (إي) (Cr2O3) عند تعرضه للأكسجين. الطبقة رقيقة جدا بحيث تكون مرئية، وهذا يعني أن المعدن يبقى لامعة. ومع ذلك، فمنيع من الماء والهواء، وحماية المعدن تحت. أيضا، عندما خدش السطح هذه الطبقة بسرعة الإصلاحات. وتسمى هذه الظاهرة التخميل من قبل العلماء المواد، وينظر في المعادن الأخرى، مثل الألومنيوم. عندما تضطر أجزاء الفولاذ المقاوم للصدأ مثل المكسرات والمسامير معا، يمكن كشط طبقة أكسيد قبالة مما تسبب في أجزاء لحام معا. عندما تفكك، قد تكون ممزقة المواد الملحومة و بيتي، وهو تأثير يعرف باسم غالينغ.

  القيمة التجارية من الفولاذ المقاوم للصدأ

مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل وتلطيخ، صيانة منخفضة، غير مكلفة نسبيا، واللمعان مألوفة جعلها قاعدة مثالية المواد لمجموعة من التطبيقات التجارية. هناك أكثر من 150 درجة من الفولاذ المقاوم للصدأ، منها خمسة عشر هي الأكثر شيوعا. يتم طحن سبيكة في ورقة، لوحات، قضبان، الأسلاك، وأنابيب لاستخدامها في تجهيزات المطابخ، والسكاكين، الأجهزة، الأدوات الجراحية، الأجهزة الرئيسية، المعدات الصناعية، ومواد البناء في ناطحات السحاب والمباني الكبيرة. انظر "استخدام في النحت وبناء الواجهات"، أدناه، لأكثر من ذلك.

الفولاذ المقاوم للصدأ هو 100٪ القابلة لإعادة التدوير. في الواقع، أكثر من 50٪ من الفولاذ المقاوم للصدأ الجديد مصنوع من خردة معدنية معادة، مما يجعلها مواد صديقة للبيئة إلى حد ما.

  أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ

هناك أنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ: عندما يتم إضافة النيكل، على سبيل المثال، يتم استقرت هيكل الأوستنيت من الحديد. هذا الهيكل البلوري يجعل هذه الفولاذ غير المغناطيسية وأقل هشاشة في درجات حرارة منخفضة. للحصول على أعلى صلابة وقوة، يتم إضافة الكربون. عندما تتعرض للمعالجة الحرارية الكافية وتستخدم هذه الفولاذ كما شفرات الحلاقة، والسكاكين، وأدوات الخ.

وقد استخدمت كميات كبيرة من المنغنيز في العديد من التركيبات الفولاذ المقاوم للصدأ. المنغنيز يحافظ على هيكل الأوستنيتي في الصلب كما يفعل النيكل، ولكن بتكلفة أقل.

وتصنف الفولاذ المقاوم للصدأ أيضا من خلال هيكلها البلوري:

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يشكل أكثر من 70٪ من إجمالي إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ. أنها تحتوي على كحد أقصى من الكربون 0.15٪، والحد الأدنى من الكروم 16٪ والنيكل الكافي و / أو المنغنيز للحفاظ على هيكل الأوستنيتي في جميع درجات الحرارة من منطقة المبردة إلى نقطة انصهار من سبيكة. تكوين نموذجي هو 18٪ الكروم و 10٪ النيكل، والمعروف باسم 18/10 غير القابل للصدأ وغالبا ما تستخدم في أطباق. وبالمثل 18/0 و 18/8 هو متاح أيضا. الفولاذ المقاوم للصدأ "سوبيروستنيتيك"، مثل سبائك آل-6XN و 254SMO، تظهر مقاومة كبيرة لتآكل كلوريد والتآكل شق بسبب ارتفاع محتويات الموليبدينوم (> 6٪) والإضافات النيتروجين ومحتوى النيكل العالي يضمن مقاومة أفضل للتآكل الإجهاد التآكل على سلسلة 300. محتوى سبائك عالية من "سوبيروستنيتيك" الفولاذ يعني أنها باهظة الثمن بشكل مخيف ويمكن تحقيق أداء مماثل عادة باستخدام الفولاذ على الوجهين بتكلفة أقل بكثير.

الفولاذ المقاوم للصدأ فيريتيك مقاومة للتآكل للغاية، ولكن أقل بكثير دائمة من الدرجات الأوستنيتي ولا يمكن أن تصلب بواسطة المعالجة الحرارية. أنها تحتوي على ما بين 10.5٪ و 27٪ من الكروم والنيكل القليل جدا، إن وجدت. معظم التركيبات تشمل الموليبدينوم. بعض، الألومنيوم أو التيتانيوم. وتشمل درجات الحديد المشتركة 18Cr-2Mo، 26Cr-1Mo، 29Cr-4Mo، و 29Cr-4Mo-2Ni.

الفولاذ المقاوم للصدأ مارتنسيتيك ليست مقاومة للتآكل مثل اثنين من الطبقات الأخرى، ولكنها قوية للغاية وصعبة وكذلك يمكن للماكينة للغاية، ويمكن أن تصلب بواسطة المعالجة الحرارية. الفولاذ المقاوم للصدأ المارتينسيتي يحتوي على الكروم (12-14٪)، الموليبدينوم (0.2-1٪)، لا النيكل، وحوالي 0.1-1٪ الكربون (مما يعطيها المزيد من الصلابة ولكن جعل المواد أكثر قليلا هش). هو مروي والمغنطيسي. ومن المعروف أيضا باسم "سلسلة 00" الصلب.

الهطول الفولاذ المقاوم للصدأ مارتنسيتيك لديها مقاومة للتآكل مماثلة لأصناف الأوستنيتي، ولكن يمكن أن يكون هطول الأمطار تصلب إلى نقاط قوة أعلى من الدرجات مارتنسيتيك أخرى. الأكثر شيوعا، 17-4PH، يستخدم حوالي 17٪ من الكروم و 4٪ النيكل.

الفولاذ المقاوم للصدأ دوبلكس لها المجهرية مختلطة من الأوستنيت والفريت، والهدف من ذلك لإنتاج مزيج 50:50 على الرغم من أن في الخلائط التجارية قد يكون مزيج 40:60 على التوالي. وقد تحسنت الصلب المزدوجة القوة على الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي وأيضا تحسين المقاومة للتآكل الموضعي لا سيما تأليب، شق التآكل والتآكل الإجهاد تكسير. وهي تتميز الكروم عالية (19-28٪) والموليبدينوم (تصل إلى 5٪) ومحتويات النيكل أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.

  التاريخ

وهناك عدد قليل من التحف الحديد مقاومة للتآكل البقاء على قيد الحياة من العصور القديمة. وهناك مثال مشهور (وكبير جدا) هو الركن الحديدي دلهي، الذي أقيم بأمر من كومارا غوبتا الأول حوالي عام 400 ميلادي. ومع ذلك، على عكس الفولاذ المقاوم للصدأ، هذه التحف تدين متانة لا الكروم، ولكن لمحتوى الفوسفور عالية، والتي جنبا إلى جنب مع الظروف الجوية المحلية مواتية يشجع على تشكيل طبقة التخميل واقية الصلبة من أكاسيد الحديد والفوسفات، بدلا من غير واقية، طبقة الصدأ متصدع التي تتطور على معظم الحديد.

تم التعرف على مقاومة التآكل من سبائك الحديد والكروم لأول مرة في عام 1821 من قبل ميتالورجيست الفرنسية بيير برتييه، الذي أشار إلى مقاومتها ضد هجوم من بعض الأحماض واقترح استخدامها في السكاكين. ومع ذلك، لم يتمكن علماء المعادن في القرن التاسع عشر من إنتاج مزيج منخفض الكربون والكروم العالي الموجود في معظم الفولاذ المقاوم للصدأ الحديث، وكانت سبائك الكروم العالية التي يمكن أن تنتجها هشة جدا لتكون ذات فائدة عملية.

تغير هذا الوضع في أواخر تسعينات القرن التاسع عشر، عندما طور هانز غولدشميت من ألمانيا عملية ألومينيثرميك (ثيرميت) لإنتاج كروم خال من الكربون. في السنوات 1904-1911، أعد العديد من الباحثين، وخاصة ليون غيليت من فرنسا السبائك التي من شأنها أن تعتبر اليوم الفولاذ المقاوم للصدأ. في عام 1911، أبلغ فيليب مونارتز من ألمانيا عن العلاقة بين محتوى الكروم ومقاومة التآكل لهذه السبائك.

هاري بريارلي من مختبر أبحاث براون-فيرث في شيفيلد، انكلترا هو الأكثر شيوعا "المخترع" من الفولاذ المقاوم للصدأ. في عام 1913، في حين تسعى إلى سبائك مقاومة للتآكل للبراميل بندقية، واكتشف وبعد ذلك تصنيع سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ مارتنسيتيك. ومع ذلك، حدثت تطورات صناعية مماثلة في وقت واحد في أعمال الحديد في كروب في ألمانيا، حيث كان إدوارد مورر وبينو شتراوس يطوران سبيكة أوستينية (21٪ من الكروم و 7٪ من النيكل)، وفي الولايات المتحدة، حيث كان كريستيان دانتسيزن وفريدريك بيكيت كانت تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ.

بالفعل في عام 1908 وقد بنيت كروب يخت الشراعية الشهير يضم الهيكل الصلب الكروم والنيكل، أو حتى يبدو أن حطامها يجري التحقيق حاليا من قبل مكتب البحوث الأثرية في ولاية فلوريدا.

  الفولاذ المقاوم للصدأ الدرجات

200 سلسلة-الأوستنيتي الكروم والنيكل وسبائك المنغنيز

300 سلسلة-الأوستنيتي سبائك الكروم والنيكل

نوع 301-- الدكتايل للغاية، للمنتجات المشكلة. أيضا يتصاعد بسرعة أثناء العمل الميكانيكي.

نوع 303-مجانا نسخة بالقطع من 304 عن طريق إضافة الكبريت

نوع 304-الأكثر شيوعا. الكلاسيكية 18/8 الفولاذ المقاوم للصدأ.

نوع 316-المقبل الأكثر شيوعا. للاستخدامات الغذائية والجراحية الفولاذ المقاوم للصدأ؛ سبيكة إضافة الموليبدينوم يمنع أشكال محددة من التآكل. المعروف أيضا باسم "الصف البحري" الفولاذ المقاوم للصدأ نظرا لقدرتها المتزايدة على مقاومة التآكل في المياه المالحة مقارنة بنوع 304. SS316 غالبا ما تستخدم لبناء محطات إعادة المعالجة النووية.

400 سلسلة-- فيريتيك و مارتنسيتيك سبائك الكروم

نوع 408-هيت-ريسيستانت. ضعف المقاومة للتآكل؛ 11٪ الكروم، 8٪ النيكل.

نوع 409-أرخص نوع. تستخدم ل عوادم السيارات. الحديد (الحديد / الكروم فقط).

نوع 410-مارتنسيتيك (عالية القوة الحديد / الكروم).

النوع 416

نوع 420- "السكاكين الصف" مارتنسيتيك. على غرار "الصلب المقاوم للصدأ" من بريارلي الأصلي. المعروف أيضا باسم "الجراحية الصلب".

نوع 430-- الزخرفية، على سبيل المثال، ل تقليم السيارات؛ من الحديد.

نوع 440-درجة أعلى من السكاكين الصلب، مع المزيد من الكربون في ذلك، والذي يسمح للاحتفاظ أفضل بكثير حافة عندما يتم معالجة الصلب بشكل صحيح.

500 سلسلة مقاومة للحرارة سبائك الكروم

600 سلسلة مارتنسيتيك هطول تصلب السبائك

نوع 630 الأكثر شيوعا ف المقاوم للصدأ، والمعروف باسم 17-4. 17٪ الكروم، النيكل 4٪

هذه المقالة مرخصة بموجب رخصة غنو فري دوكومنتاتيون ليسنز. ويستخدم مادة من مقالة ويكيبيديا "الفولاذ المقاوم للصدأ".