انواع و ویژگی های فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ دارای دو طبقه بندی است: یکی به فولاد ضد زنگ کروم و فولاد ضد زنگ نیکل کروم با توجه به ویژگی های عناصر آلومینیوم تقسیم می شود؛ دیگری به فولاد ضد زنگ m، فولاد ضد زنگ f، یک فولاد ضد زنگ و فولاد ضد زنگ A-F دوبلکسی با توجه به ریز ساختار فولاد در حالت عادی شده تقسیم می شود.

1. فولاد ضد زنگ مارتنسیتیک

فولادهای ضد زنگ مارتنسیتیک معمولی شامل 1cr13~4cr13 و 9Cr18

فولاد 1Cr13 خواص پردازش خوبی دارد. نقاشی عمیق، خم شدن، crimping و welding را می توان بدون پیش گرم کردن انجام داد. 2Crl3 قبل از تغییر شکل سرما نیاز به پیش گرم شدن ندارد، اما پیش گرم شدن قبل از قالب ریزی لازم است. 1Crl3 و 2Cr13 عمدتا برای ساخت قطعات ساختاری مقاوم در برابر خوردگی مانند پره توربین استفاده می شود، در حالی که 3Cr13 و 4Cr13 عمدتا برای ساخت ابزار پزشکی، چاقو جراحی و قطعات مقاوم در برابر سایش استفاده می شود؛ 9crl8 می تواند به عنوان یاتاقان های مقاوم در برابر خوردگی و ابزار برش مورد استفاده قرار گیرد.

2 فولاد ضد زنگ کشتی

محتوای Cr فولاد ضد زنگ فریتیک به طور کلی ۱۳٪ - ۳۰٪، و محتوای کربن کمتر از ۰٫۲۵٪ است. گاهی اوقات عناصر دیگر به هم اضافه می شوند. ساختار متالوگرافیک عمدتاً فریت است که در هنگام گرمایش و خنک کننده یافت نمی α<=&  gt;="" γ="" transformation="" cannot="" be="" strengthened="" by="" heat="" treatment.="" strong="" oxidation="" resistance.="" at="" the="" same="" time,="" it="" also="" has="" good="" hot="" workability="" and="" certain="" cold="" workability.="" ferritic="" stainless="" steel="" is="" mainly="" used="" to="" make="" components="" with="" high="" corrosion="" resistance="" and="" low="" strength="" requirements.="" it="" is="" widely="" used="" to="" manufacture="" equipment="" such="" as="" nitric="" acid="" and="" nitrogen="" fertilizer="" and="" pipelines="" used="" in="" chemical="">

فولادهای ضد زنگ فریتی معمولی Crl7، Cr25 و Cr28 هستند.

3. استیل آستنیتیک

فولاد ضد زنگ آستنیتیک برای غلبه بر عدم مقاومت به خوردگی و شکننده بودن فولاد ضد زنگ مارتنسیتیک توسعه یافته است. ترکیب پایه آن crl8٪ و Ni8٪است که به صورت 8-18 فولاد مخفف شده است. ویژگی آن این است که محتوای کربن کمتر از ۰٫۱٪ است، و ساختار آستنیت تک فاز با ترکیب Cr و Ni به دست می آید.

فولاد ضد زنگ آستنیتیک به طور کلی برای ساخت قطعات تجهیزات شیمیایی مانند اسید نیتریک و اسید اولسفوریک، اجزای تجهیزات کم دما در صنعت تبرید استفاده می شود، و می تواند به عنوان چشمه های فولاد ضد زنگ و ساعت پس از تقویت تغییر شکل مورد استفاده قرار گیرد.

فولاد ضد زنگ آستنیتیک مقاومت خوردگی یکنواخت خوبی دارد، اما مشکلات زیر هنوز در مقاومت به خوردگی محلی وجود دارد:

1. خوردگی اینترگرانولار از فولاد ضد زنگ آستنیتیک

فولاد ضد زنگ آستنیتیک زمانی که در ۴۵۰~۸۵۰ درجه سانتی گراد گرم نگه داشته شود یا به آرامی سرد شود، خوردگی بین اناری ظاهر خواهد شد. هر چه محتوای کربن بیشتر باشد، تمایل خوردگی بین مولکولی بیشتر می شود. علاوه بر این، خوردگی بین گرمایی نیز در منطقه گرمای آسیب دیده از weldment رخ می دهد. این به دلیل بارش Cr غنی از Cr23C6 در مرز دانه است. منطقه فقیر کروم در ماتریس اطراف تشکیل می شود که ناشی از خوردگی سلول اولیه است. این پدیده خوردگی بین مولکولی نیز در فولاد ضد زنگ فریتی که در بالا ذکر شد وجود دارد.

روش های زیر اغلب در مهندسی برای جلوگیری از خوردگی بین مولکولی استفاده می شوند:

(1) کاهش محتوای کربن در فولاد، به طوری که محتوای کربن در فولاد پایین تر از حلالیت اشباع در آستنیت تحت تعادل است، به این ترتیب، به طور اساسی حل مشکل کروم کاربید (Cr23C6) بارش در مرز دانه. به طور کلی زمانی می توان نیاز مقاومت به خوردگی بین مولکولی را برآورده کرد که محتوای کربن در فولاد به کمتر از ۰٫۰۳٪ کاهش یابد.

(2) اضافه کردن Ti، Nb و عناصر دیگر است که می تواند کاربید پایدار (تیک یا ان بی سی) را تشکیل می دهند برای جلوگیری از بارش Cr23C6 در مرز دانه می تواند خوردگی بین دانه ای فولاد ضد زنگ آستنیتی جلوگیری کند.

(3) با تنظیم نسبت عناصر تشکیل آستنیت به عناصر تشکیل فریت در فولاد، آن را دارای آستنیت + فریت ساختار فاز دوگانه، که در آن فریت برای 5٪ به 12٪. این ساختار فاز دوگانه تولید خوردگی بین مولکولی آسان نیست.

(4) فرایند درمان حرارت مناسب می تواند از خوردگی بین گرمایی جلوگیری کند و مقاومت به خوردگی خوبی به دست آید.

2. خوردگی استرس از فولاد ضد زنگ آستنیتیک

ترک خوردگی ناشی از عمل ترکیبی تنش (عمدتاً تنش کششی) و خوردگی را ترک خوردگی استرس (SCC) می نامند. فولاد ضد زنگ آستنیتیک مستعد خوردگی استرس در رسانه های خورنده حاوی یون های کلرید است. هنگامی که محتوای Ni به ۸٪ تا ۱۰٪ می رسد، تمایل خوردگی استرس فولاد ضد زنگ آستنیتیک بزرگ است. ادامه به افزایش محتوای Ni به 45 ~ 50 ٪ ، و تمایل به خوردگی استرس به تدریج کاهش می یابد تا زمانی که آن را از بین میرود.

راه اصلی برای جلوگیری از خوردگی استرس فولاد ضد زنگ آستنیتیک، اضافه کردن si2~4٪ و کنترل محتوای N زیر 0.04٪ از ذوب است. علاوه بر این، محتوای impurities مانند P، Sb، Bi و همانطور که باید به حداقل می رسد. علاوه بر این، فولاد فاز دوگانه A-F را می توان انتخاب کرد که بی احساس به خوردگی استرس در رسانه های cl- و oh است. هنگامی که ترک میکرو اولیه فاز فریت را ملاقات می کند، گسترش آن ادامه نخواهد یافت، و محتوای فریت باید حدود ۶٪ باشد.

3. تغییر شکل تقویت فولاد ضد زنگ آستنیتیک

فولاد ضد زنگ آستنیتیک تک فاز عملکرد تغییر شکل سرد خوبی دارد که می تواند سرد به سیم فولادی بسیار ریز کشیده شود و سرد به نوار فولادی بسیار نازک یا لوله فولادی نورد شود. پس از مقدار زیادی تغییر شکل، استحکام فولاد تا حد زیادی بهبود می یابد، به ویژه هنگامی که نورد در منطقه دمای زیرزرو. استحکام کششی می تواند به بیش از ۲۰۰۰ MPa برسد. این به این دلیل است که علاوه بر اثر سخت کننده کار سرد، تغییر شکل ناشی از تبدیل m ابرتعسیم می شود.

از فولاد ضد زنگ آستنیتیک می توان برای ساخت چشمه های ضد زنگ، ساعت ها و ساعت ها، طناب های فولادی در سازه های هوانوردی و غیره پس از تقویت تغییر شکل استفاده کرد. در صورتی که پس از تغییر شکل نیاز به ولدینگ باشد، فرایند و تغییر شکل اسپات تنها می تواند برای افزایش تمایل خوردگی استرس مورد استفاده قرار گیرد. بخش γ-> ناشی از دگرگونی M باید در استفاده در نظر گرفته شود (مانند در قطعات ابزار).

دمای تغییر شکل مجدد با متغیر تغییر شکل تغییر می کند. هنگامی که متغیر تغییر شکل ۶۰٪ باشد، دمای راستالیزاسیون به ۶۵۰ درجه سانتی گراد کاهش می یابد، و دمای بازپیچی مجدد فولاد ضد زنگ آستنیتیک تغییر شکل یافته سرد ۸۵۰~۱۰۵۰ درجه سانتی گراد است. در 850 درجه سانتی گراد، باید به مدت 3h گرم نگه داشته شود، و سپس به طور کامل در 1050 درجه سانتی گراد سوزانده شود، و سپس آب سرد شود.

4. درمان حرارت از فولاد ضد زنگ آستنیتیک

فرایندهای معمول درمان حرارتی فولاد ضد زنگ آستنیتیک عبارتند از: درمان محلول، درمان تثبیت و درمان تسکین استرس.

(1) درمان راه حل. هدف اصلی فرونشستن آب پس از گرم کردن فولاد تا دمای ۱۱۵۰~۱۰۵۰ درجه سانتی گراد حل کردن کاربیدها در آستنیت و نگه داشتن این حالت تا دمای اتاق است، به طوری که مقاومت در برابر خوردگی فولاد تا حد زیادی بهبود خواهد یافت. همانطور که در بالا ذکر شد، به منظور جلوگیری از خوردگی بین کریستال، معمولاً از درمان محلول جامد برای حل Cr23C6 در آستنیت، و سپس خنک کننده سریع استفاده می شود. خنک کننده هوا را می توان برای قطعات نازک دیواره استفاده می شود، و خنک کننده آب به طور کلی استفاده می شود.

(2) درمان تثبیت. به طور کلی پس از درمان محلول جامد انجام می شود که معمولاً برای فولاد ۱۸ تا ۸ حاوی Ti و Nb استفاده می شود. پس از درمان جامد، فولاد تا ۸۵۰~۸۸۰ درجه سانتی گراد گرم می شود و سپس هوا سرد می شود. در این زمان کاربیدهای Cr کاملاً حل می شوند، در حالی که کاربیدهای تیتانیوم به طور کامل حل نمی شوند و در طول فرایند خنک کننده به طور کامل بارش می کنند، به طوری که کربن نمی تواند دوباره کاربید کروم را تشکیل دهد، بنابراین خوردگی بین گرمایی به طور مؤثری از بین می رود.

(3) درمان تسکین استرس. درمان تسکین استرس یک فرایند درمان حرارتی برای از بین بردن تنش باقی مانده فولاد پس از پردازش سرد یا قالب ریزی است. به طور کلی برای خلق و خو تا ۳۰۰~۳۵۰ درجه سانتی گراد گرم می شود. برای فولادهای بدون تثبیت عناصر Ti و Nb، دمای گرمایش نباید از ۴۵۰ درجه سانتی گراد تجاوز کند، تا از بارش کاربیدهای کروم و خوردگی بین دانه ای جلوگیری شود. برای بخش های سرد کار شده و welded از کربن فوق العاده کم و فولاد ضد زنگ حاوی Ti و Nb، آنها نیاز به حرارت در 500~ 950 درجه سانتی گراد، و سپس به آرامی سرد برای از بین بردن استرس (درجه حرارت حد بالا برای حذف استرس welding گرفته شده است) ، که می تواند تمایل خوردگی بین دانه ای را کاهش دهد و بهبود مقاومت در برابر خوردگی استرس فولاد.

4. AUSTENITIC فریتیک فولاد ضد زنگ دوبلکسی

بر اساس فولاد ضد زنگ آستنيتي ساختار دوبلکسی با آستنیت و فریت (حاوی 40~60٪) را می توان با افزایش مناسب محتوای Cr و کاهش محتوای Ni، همراه با درمان بازسازی δ- فریتیک) فولاد ضد زنگ، نمرات فولاد معمولی 0cr21ni5ti، 1Cr21Ni5Ti، ocr21ni6mo2ti، و غیره به دست آورد. فولاد ضد زنگ دوبلکسی دارای قابلیت درمان خوب است، پس از انجام این کار نیاز به درمان گرمایی ندارد و تمایل آن به خوردگی بین گرمایی و خوردگی استرس نیز کوچک است. با این حال ، با توجه به محتوای Cr بالا ، آن را آسان به شکل σ توجه در هنگام استفاده از.