يشير الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديدي إلى الفولاذ المقاوم للصدأ مع الفريت المكعب المتمحور حول الجسم باعتباره هيكل المصفوفة عند درجة حرارة عالية ودرجة حرارة عادية. يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك على الحديد والكروم كعناصر رئيسية، ولا يحتوي عمومًا على النيكل، ويحتوي بعضها على كمية صغيرة من الموليبدينوم أو التيتانيوم أو النيوبيوم وعناصر أخرى. لديها مقاومة جيدة للأكسدة، ومقاومة التآكل ومقاومة تكسير التآكل بالكلوريد. بالإضافة إلى ذلك، يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك أيضًا بخصائص الموصلية الحرارية الكبيرة، ومعامل التمدد الصغير، ومقاومة الأكسدة الجيدة، والمقاومة الممتازة للتآكل الناتج عن الإجهاد. يتم استخدامه في الغالب لتصنيع الأجزاء المقاومة للتآكل الجوي وبخار الماء والماء والحمض التأكسدي. الدرجات التمثيلية للفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد هي: AISI 410 (UNS S41000)، AISI 420 (UNS S42000)، AISI 430 (UNS S43000) وفقًا لمعيار ASTM؛ 1.4006، 1.4021، 1.4016، طبقاً لمعايير EN...إلخ.
يمكن تقسيم الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي إلى كروم منخفض وكروم متوسط وكروم عالي وفقًا لمحتوى الكروم. وفقا لنقاء الفولاذ، وخاصة محتوى شوائب الكربون والنيتروجين، يمكن تقسيمه إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي العادي والفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي فائق النقاء. الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي العادي له عيوب درجة الحرارة المنخفضة وهشاشة درجة حرارة الغرفة، وحساسية الشق، والميل العالي للتآكل بين الحبيبات، وضعف قابلية اللحام. على الرغم من أن هذا النوع من الفولاذ قد تم تطويره في وقت سابق، إلا أن تطبيقاته الصناعية كانت مقيدة إلى حد كبير. ترتبط أوجه القصور هذه في الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد العادي بنقاء الفولاذ، وخاصة المحتوى العالي من العناصر الخلالية مثل الكربون والنيتروجين في الفولاذ. طالما أن الكربون والنيتروجين في الفولاذ منخفضان بدرجة كافية، فيمكن التغلب على أوجه القصور المذكورة أعلاه بشكل أساسي.
بالمقارنة معالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك بمقاومة أفضل للتآكل ومقاومة للحرارة وقابلية المعالجة. نظرًا لأن مرحلة الفريت لا يمكنها إذابة الكربون بصعوبة، فإن الفريت يتميز بخصائص كونه ناعمًا وسهل التشوه. مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي، نظرًا لأن الهيكل الشبكي عبارة عن هيكل مكعب يتمحور حول الجسم، فهو ذو مغناطيسية مسايرة، لذا فإن الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي مغناطيسي. الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي غير مغناطيسي بسبب هيكله المكعب المتمركز حول الوجه.
سعر الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي ليس منخفضًا ومستقرًا نسبيًا فحسب، بل يتمتع أيضًا بالعديد من الميزات والمزايا الفريدة. لقد ثبت أن الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك هو مادة بديلة ممتازة جدًا.
الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي العادي
تشتمل هذه الفولاذ على محتويات منخفضة ومتوسطة وعالية من الكروم. يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي منخفض الكروم على حوالي 11% إلى 14% من الكروم، مثل 00Cr12 و0Cr13Al في الصين. الأمريكية AISI 400, 405, 406MF-2. يتميز هذا النوع من الفولاذ بالصلابة الجيدة واللدونة والتشوه البارد وقابلية اللحام. نظرًا لأن الفولاذ يحتوي على كمية معينة من الكروم والألومنيوم، فهو يتمتع بمقاومة جيدة للأكسدة ومقاومة للصدأ. يمكن استخدام 405 كبرج لتكرير البترول، وبطانة الخزان، وشفرة التوربينات البخارية، وجهاز مقاوم للتآكل بدرجة حرارة عالية، وما إلى ذلك. 400 للأجهزة المنزلية والمكتبية، وما إلى ذلك. يستخدم 409 لأجهزة نظام كاتم صوت عادم السيارات وأنابيب المياه الباردة والدافئة، الخ. الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي الكروم المتوسط، محتوى الكروم هو 14٪ إلى 19٪، مثل 1Cr17 و1Cr17Mo في الصين. AISI 429، AISI 430، AISI 433، AISI 434، AISI 435، AISI 436، AISI 439 في الولايات المتحدة. يتمتع هذا النوع من الفولاذ بمقاومة أفضل للصدأ والتآكل. معامل تصلب العمل الخاص به صغير (n≈2)، ولديه أداء سحب عميق جيد، لكن ليونته ضعيفة. يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد AISI 430 في الديكور المعماري، وتزيين السيارات، ومعدات المطبخ، ومواقد الغاز وأجزاء من المعدات الصناعية لحمض النيتريك، وما إلى ذلك. ويستخدم AISI 434 في الديكور الخارجي للسيارات والمباني. يستخدم 439 كخرطوم لسخانات المياه بالغاز، وخطوط أنابيب الفحم والغاز، وما إلى ذلك. ويحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد عالي الكروم على 19% إلى 30% من الكروم، مثل Cr18Si2 وCr25 في الصين، وAISI 442، وAISI 443، وAISI 446 في الولايات المتحدة. الدول. تتمتع هذه الفولاذ بمقاومة جيدة للأكسدة. يستخدم AISI 442 بشكل مستمر في الغلاف الجوي، والحد الأعلى لدرجة الحرارة هو 1035 درجة مئوية، والحد الأقصى لدرجة الحرارة للاستخدام المستمر هو 980 درجة مئوية. يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد AISI 446 بمقاومة أفضل للأكسدة.
الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي عالي النقاءl
يحتوي هذا النوع من الفولاذ على نسبة منخفضة جدًا من الكربون والنيتروجين؛ نسبة عالية من الكروم والموليبدينوم والتيتانيوم والنيوبيوم وعناصر أخرى. مثل الصين 00Cr17Mo، 00Cr18Mo2، 00Cr26Mol، 00Cr30Mo2. يتمتع هذا النوع من الفولاذ بخصائص ميكانيكية جيدة (خاصة المتانة)، وقابلية اللحام، ومقاومة التآكل بين الحبيبات، ومقاومة التآكل، ومقاومة تآكل الشقوق، ومقاومة ممتازة للتآكل الناتج عن الإجهاد. على سبيل المثال، يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي 18-2 بمقاومة جيدة للتآكل في حمض النيتريك، وحمض الأسيتيك، وهيدروكسيد الصوديوم، ومقاومة التآكل في 3% NaCl وFeCl3 تعادل أو تتجاوز 18-8 الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، والفولاذ 26CrMo في العديد من الوسائط. وخاصة في الأحماض العضوية والأحماض المؤكسدة والقلويات القوية. لديها مقاومة جيدة للتآكل في وسط كلوريد قوي. لا يحدث أي تكسير بسبب التآكل الإجهادي في الكلوريد وكبريتيد الهيدروجين وحمض الكبريتيك الزائد والقلويات القوية. يتمتع 30Cr-2Mo بمقاومة أعلى للتآكل الناتج عن الحفر وتآكل الشقوق مع الحفاظ على مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد.
مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي
(1) التآكل الموحد.
الكروم هو العنصر الأسهل للتخميل. في البيئة الجوية، يمكن تخميل سبائك الحديد والكروم التي تحتوي على أكثر من 12% من الكروم ذاتيًا. في الوسط المؤكسد، يمكن تخميل محتوى الكروم إذا كان أكثر من 17%. في بعض الوسائط المسببة للتآكل، يمكن إضافة الكروم والموليبدينوم العالي والنيكل والنحاس وعناصر أخرى للحصول على مقاومة جيدة للتآكل.
(2) التآكل الحبيبي.
يعاني الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، من التآكل الحبيبي، لكن معالجة التحسس والمعالجة الحرارية لتجنب هذا التآكل هي عكس ذلك تمامًا. الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي عرضة للتآكل بين الحبيبات من التبريد السريع فوق 925 درجة مئوية، ويمكن التخلص من الحالة (الحالة الحساسة) المعرضة للتآكل بين الحبيبات بعد فترة قصيرة من التقسية عند 650-815 درجة مئوية. التآكل بين الحبيبات للفولاذ الحديدي هو أيضًا نتيجة لاستنزاف الكروم الناتج عن ترسيب الكربيد. لذلك، فإن تقليل محتوى الكربون والنيتروجين في الفولاذ وإضافة عناصر مثل التيتانيوم والنيوبيوم يمكن أن يقلل من قابلية التآكل بين الحبيبات.
(3) التآكل والشقوق.
يعد الكروم والموليبدينوم من العناصر الأكثر فعالية لتحسين مقاومة التآكل والشقوق في الفولاذ المقاوم للصدأ. ومع زيادة محتوى الكروم، يزداد أيضًا محتوى الكروم في طبقة الأكسيد، ويزداد الاستقرار الكيميائي للفيلم. يتم امتصاص الموليبدينوم على سطح المعدن النشط في شكل MoO4، مما يمنع انحلال المعدن، ويعزز إعادة التخميل، ويمنع تلف الفيلم. ولذلك، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي عالي الكروم والموليبدينوم يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل والشقوق.
(4) مقاومة التآكل الإجهادي.
نظرًا لخصائص الهيكل التنظيمي، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي مقاوم للتآكل في الوسط حيث ينتج الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي تكسيرًا بسبب التآكل الإجهادي.
الخواص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك
لا يمكن تقوية الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي بالمعالجة الحرارية لأنه لا يوجد تغيير في الطور. بشكل عام، يتم استخدامه بعد التلدين عند 700-800 درجة مئوية. نظرًا للحجم الذري المماثل للحديد والكروم، فإن تأثير تقوية المحلول الصلب صغير، وقوة الخضوع وقوة الشد للفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد أعلى قليلاً من الفولاذ منخفض الكربون، كما أن الليونة أقل من الفولاذ منخفض الكربون. .
1) هشاشة درجة حرارة الغرفة من الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي العادي.
الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي العادي حساس للشقوق، ودرجة حرارة التحول الهشة أعلى من درجة حرارة الغرفة باستثناء الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي منخفض الكروم. كلما زاد محتوى الكروم، زادت هشاشة البرد. ترتبط هذه الهشاشة الباردة بالعناصر الخلالية مثل الكربون والنيتروجين في الفولاذ، ويحتوي الفولاذ الحديدي فائق النقاء على محتوى منخفض جدًا من الكربون في العناصر الخلالية مثل الكربون والنيتروجين، لذلك يمكنه الحصول على صلابة جيدة، والانتقال الهش يمكن خفض درجة الحرارة تحت درجة حرارة الغرفة.
2) التقصف بدرجة الحرارة العالية للفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي العادي.
يتم تسخين الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي العادي إلى ما يزيد عن 927 درجة مئوية ثم يتم تبريده بسرعة إلى درجة حرارة الغرفة، ويتم تقليل اللدونة والمتانة بشكل كبير. يرتبط هذا التقصف الناتج عن درجات الحرارة المرتفعة بالترسيب السريع لمركبات الكربون (النيتريد) على حدود الحبوب أو خلعها عند درجة حرارة 427-927 درجة مئوية. يمكن أن يؤدي تقليل محتوى الكربون والنيتروجين في الفولاذ (باستخدام تقنية فائقة النقاء) إلى تحسين هذه الهشاشة بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، عندما يتم تسخين الفولاذ الحديدي فوق 927 درجة مئوية، فإن سعة الحبوب سوف تصبح خشنة، وسوف تؤدي الحبوب الخشنة إلى تدهور مرونة وصلابة الفولاذ.
3) تشكيل المرحلة σ.
وفقًا لمخطط طور الكروم والحديد، عند الاحتفاظ به عند درجة حرارة 500-800 درجة مئوية، ستشكل السبيكة التي تحتوي على 40%-50% كروم مرحلة واحدة σ، وستتشكل السبيكة التي تحتوي على أقل من 20% أو أكثر من 70% كروم هيكل α + σ ثنائي الطور. إن تشكيل المرحلة σ سوف يقلل بشكل كبير من ليونة وصلابة الفولاذ. ولذلك، لا ينبغي استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي لفترة طويلة عند 500-800 درجة مئوية.
4) هشاشة عند 475 درجة مئوية.
سوف يكون الفولاذ الحديدي عالي الكروم (> 15٪) هشًا بشدة عند الاحتفاظ به عند درجة حرارة 400-500 درجة مئوية. يستغرق هذا النوع من التقصف وقتًا أقصر من هطول المرحلة σ. على سبيل المثال، عندما يتم الاحتفاظ بالفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي 0.080C-0.4Si-16.9Cr عند 450 درجة مئوية لمدة 4 ساعات، فإن صلابة تأثير درجة حرارة الغرفة تنخفض تقريبًا إلى الصفر. وتزداد درجة التقصف مع زيادة محتوى الكروم، ولكن يمكن استعادة الصلابة بعد المعالجة بدرجة حرارة أعلى من 600 درجة مئوية. التقصف عند 475 درجة مئوية هو نتيجة لترسيب مرحلة ألفا الغنية بالكروم. يجب أن يتجنب هذا الفولاذ التسخين بالقرب من 475 درجة مئوية.
وقت النشر: 02-05-2023