يشير الفولاذ المصبوب المقاوم للتآكل (أو المقاوم للتآكل) إلى الفولاذ المصبوب الذي يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل. وفقًا للتركيب الكيميائي، يتم تقسيمها إلى فولاذ مصبوب غير سبائكي وسبائك منخفضة وسبائك مقاومة للاهتراء. هناك أنواع عديدة من الفولاذ المقاوم للتآكل، والتي يمكن تقسيمها تقريبًا إلى فولاذ عالي المنغنيز، وفولاذ مقاوم للتآكل متوسط ومنخفض السبائك، وفولاذ الكروم والموليبدينوم والسيليكون والمنغنيز، والفولاذ المقاوم للتجويف، والفولاذ المقاوم للتآكل، والفولاذ الخاص المقاوم للتآكل. يتم أيضًا استخدام بعض سبائك الفولاذ العامة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المحمل وسبائك فولاذ الأدوات وسبائك الفولاذ الهيكلي كفولاذ مقاوم للتآكل في ظل ظروف محددة.
عادةً ما يحتوي الفولاذ المقاوم للتآكل ذو السبائك المتوسطة والمنخفضة على عناصر كيميائية مثل السيليكون والمنغنيز والكروم والموليبدينوم والفاناديوم والتنغستن والنيكل والتيتانيوم والبورون والنحاس والأتربة النادرة وما إلى ذلك. بطانات العديد من الكرات الكبيرة والمتوسطة الحجم تصنع المطاحن في الولايات المتحدة من فولاذ الكروم والموليبدينوم والسيليكو والمنغنيز أو فولاذ الكروم والموليبدينوم. معظم كرات الطحن في الولايات المتحدة مصنوعة من فولاذ موليبدينوم الكروم المتوسط والعالي الكربون. بالنسبة لقطع العمل التي تعمل تحت درجة حرارة عالية نسبيًا (على سبيل المثال، 200～500 درجة مئوية) وظروف التآكل الكاشطة أو التي تتعرض أسطحها لدرجات حرارة عالية نسبيًا بسبب حرارة الاحتكاك، يمكن استخدام السبائك مثل كروم مولبدنيوم فاناديوم أو نيكل موليبدينوم كروم فاناديوم أو تنجستن مولبدنيوم كروم فاناديوم. يمكن استخدامها.
التآكل هو ظاهرة يتم فيها تدمير أو فقدان المادة الموجودة على سطح عمل الجسم بشكل مستمر أثناء الحركة النسبية. مقسمة حسب آلية التآكل، يمكن تقسيم التآكل إلى تآكل جلخ، وتآكل لاصق، وتآكل التآكل، وتآكل التآكل، وتآكل إجهاد التلامس، وتآكل الصدمات، وتآكل القلق وفئات أخرى. في المجال الصناعي، يمثل التآكل الكاشطة والتآكل اللاصق أكبر نسبة من حالات فشل تآكل قطع العمل، وتميل أوضاع فشل التآكل مثل التآكل والتآكل والتعب والقلق إلى الحدوث في تشغيل بعض المكونات المهمة، لذلك فهي تحصل على المزيد والمزيد من الاهتمام. في ظل ظروف العمل، غالبًا ما تظهر عدة أشكال من التآكل في نفس الوقت أو واحدة تلو الأخرى، ويأخذ تفاعل فشل التآكل شكلاً أكثر تعقيدًا. إن تحديد نوع فشل التآكل في قطعة العمل هو الأساس للاختيار المعقول أو تطوير الفولاذ المقاوم للتآكل.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن تآكل الأجزاء والمكونات يمثل مشكلة في هندسة النظام. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على التآكل، بما في ذلك ظروف العمل (الحمل، السرعة، وضع الحركة)، ظروف التشحيم، العوامل البيئية (الرطوبة، درجة الحرارة، الوسائط المحيطة، إلخ)، وعوامل المواد (التركيب، التنظيم، الخواص الميكانيكية)، السطح الجودة والخصائص الفيزيائية والكيميائية للأجزاء. قد تؤدي التغييرات في كل من هذه العوامل إلى تغيير مقدار التآكل وحتى تغيير آلية التآكل. يمكن ملاحظة أن عامل المادة ليس سوى أحد العوامل التي تؤثر على تآكل قطعة العمل. لتحسين مقاومة التآكل للأجزاء الفولاذية، من الضروري البدء بنظام الاحتكاك والتآكل الشامل في ظل ظروف محددة لتحقيق التأثير المطلوب.
1. المعالجة الحرارية للمحلول (معالجة تقوية الماء) للمسبوكات الفولاذية عالية المنغنيز المقاومة للتآكل
يوجد عدد كبير من الكربيدات المترسبة في الهيكل المصبوب للفولاذ عالي المنغنيز المقاوم للتآكل. ستعمل هذه الكربيدات على تقليل صلابة الصب وتجعل من السهل كسره أثناء الاستخدام. الغرض الرئيسي من المعالجة الحرارية للمحلول للمسبوكات الفولاذية عالية المنغنيز هو إزالة الكربيدات في الهيكل المصبوب وعلى حدود الحبوب للحصول على هيكل الأوستينيت أحادي الطور. وهذا يمكن أن يحسن قوة ومتانة الفولاذ عالي المنغنيز، بحيث تكون مصبوبات الفولاذ عالية المنغنيز مناسبة لمجموعة واسعة من المجالات.
يمكن تقسيم المعالجة الحرارية لمحلول المسبوكات الفولاذية عالية المنغنيز المقاومة للاهتراء إلى عدة خطوات تقريبًا: تسخين المسبوكات إلى ما يزيد عن 1040 درجة مئوية واحتجازها لفترة مناسبة، بحيث تذوب الكربيدات الموجودة فيها تمامًا في الأوستينيت أحادي الطور ; ثم التبريد السريع، والحصول على هيكل الحل الصلبة الأوستينيت. يُطلق على معالجة المحلول أيضًا اسم معالجة تقوية الماء.
(1) درجة حرارة معالجة تصلب الماء
تعتمد درجة حرارة صلابة الماء على التركيب الكيميائي للفولاذ ذو المنغنيز العالي، وعادة ما يكون 1050 درجة مئوية -1100 درجة مئوية. يجب أن يأخذ الفولاذ عالي المنغنيز ذو المحتوى العالي من الكربون أو المحتوى العالي من السبائك (مثل الفولاذ ZG120Mn13Cr2 والفولاذ ZG120Mn17) الحد الأعلى لدرجة حرارة صلابة الماء. ومع ذلك، فإن درجة حرارة الماء المرتفعة بشكل مفرط سوف تتسبب في إزالة الكربنة الشديدة على سطح الصب والنمو السريع لحبيبات الفولاذ عالية المنغنيز، مما سيؤثر على أداء الفولاذ عالي المنغنيز.
(2) معدل تسخين معالجة تصلب المياه
الموصلية الحرارية للفولاذ المنغنيز أسوأ من الفولاذ الكربوني العام. تتميز مصبوبات الفولاذ عالية المنغنيز بضغط عالي ومن السهل أن تتشقق عند تسخينها، لذلك يجب تحديد معدل التسخين وفقًا لسمك الجدار وشكل الصب. بشكل عام، يمكن تسخين المصبوبات ذات سمك الجدار الأصغر والبنية البسيطة بمعدل أسرع؛ يجب تسخين المسبوكات ذات سمك الجدار الأكبر والبنية المعقدة ببطء. في عملية المعالجة الحرارية الفعلية، من أجل تقليل تشوه أو تشقق الصب أثناء عملية التسخين، يتم تسخينه بشكل عام إلى حوالي 650 درجة مئوية للحفاظ على فرق درجة الحرارة بين داخل وخارج الصب منخفضًا، ودرجة الحرارة في الفرن موحد، ومن ثم يرتفع بسرعة إلى درجة حرارة صلابة الماء.
(3) عقد الوقت لمعالجة تصلب المياه
يعتمد وقت الاحتفاظ بمعالجة تقوية الماء بشكل أساسي على سمك جدار الصب، وذلك لضمان الذوبان الكامل للكربيدات في هيكل الصب وتجانس هيكل الأوستينيت. في الظروف العادية، يمكن حسابه عن طريق زيادة وقت التثبيت بمقدار ساعة واحدة لكل زيادة بمقدار 25 مم في سمك الجدار.
(4) تبريد معالجة تصلب المياه
عملية التبريد لها تأثير كبير على مؤشر الأداء وهيكل الصب. أثناء معالجة تقوية الماء، يجب أن تكون درجة حرارة الصب قبل دخول الماء أعلى من 950 درجة مئوية لمنع الكربيدات من إعادة الترسيب. ولهذا السبب يجب ألا تزيد الفترة الزمنية بين الخروج من الفرن ودخول الماء عن 30 ثانية. يجب أن تكون درجة حرارة الماء أقل من 30 درجة مئوية قبل دخول الصب إلى الماء، ويجب ألا تتجاوز درجة حرارة الماء القصوى بعد دخول الماء 50 درجة مئوية.
(5) كربيد بعد معالجة تشديد الماء
بعد معالجة تشديد الماء، إذا تمت إزالة الكربيدات الموجودة في الفولاذ عالي المنغنيز بالكامل، فإن الهيكل المعدني الذي تم الحصول عليه في هذا الوقت هو هيكل أوستينيت واحد. ولكن لا يمكن الحصول على مثل هذا الهيكل إلا في المسبوكات ذات الجدران الرقيقة. بشكل عام، يُسمح بوجود كمية صغيرة من الكربيدات في حبيبات الأوستينيت أو على حدود الحبوب. يمكن التخلص من الكربيدات غير الذائبة والكربيدات المترسبة عن طريق المعالجة الحرارية مرة أخرى. ومع ذلك، فإن الكربيدات سهلة الانصهار المترسبة بسبب درجة حرارة التسخين المفرطة أثناء معالجة تقوية الماء غير مقبولة. لأنه لا يمكن التخلص من كربيد سهل الانصهار عن طريق المعالجة الحرارية مرة أخرى.
2. المعالجة الحرارية المعززة لهطول الأمطار للمسبوكات الفولاذية عالية المقاومة للاهتراء
تشير المعالجة الحرارية المعززة لهطول الأمطار للفولاذ عالي المنغنيز المقاوم للتآكل إلى إضافة كمية معينة من عناصر تشكيل الكربيد (مثل الموليبدينوم والتنغستن والفاناديوم والتيتانيوم والنيوبيوم والكروم) من خلال المعالجة الحرارية للحصول على كمية وحجم معينين فولاذ عالي المنغنيز المرحلة الثانية من جزيئات الكربيد المشتتة. يمكن لهذه المعالجة الحرارية أن تقوي مصفوفة الأوستينيت وتحسن مقاومة التآكل للفولاذ عالي المنغنيز.
3. المعالجة الحرارية لسبائك فولاذ الكروم المتوسطة المقاومة للتآكل
الغرض من المعالجة الحرارية لمسبوكات فولاذ الكروم المتوسطة المقاومة للتآكل هو الحصول على هيكل مصفوفة مارتنسيت بقوة عالية وصلابة وصلابة عالية، وذلك لتحسين قوة وصلابة ومقاومة التآكل للمسبوكات الفولاذية.
يحتوي فولاذ الكروم المتوسط المقاوم للتآكل على المزيد من عناصر الكروم وله صلابة أعلى. لذلك، طريقة المعالجة الحرارية المعتادة هي: بعد 950 درجة مئوية إلى 1000 درجة مئوية، يتم الأوستنة، ثم معالجة التبريد، ومعالجة التقسية في الوقت المناسب (عادة عند 200-300 درجة مئوية).
4. المعالجة الحرارية للمسبوكات الفولاذية ذات السبائك المنخفضة المقاومة للتآكل
تتم معالجة المسبوكات الفولاذية ذات السبائك المنخفضة المقاومة للتآكل عن طريق التبريد في الماء، والتبريد في الزيت، والتبريد بالهواء اعتمادًا على تركيبة السبائك ومحتوى الكربون. يعتمد الفولاذ المصبوب المقاوم للاهتراء على المعالجة الحرارية + المعالجة الحرارية.
من أجل الحصول على مصفوفة مارتنسيت ذات قوة وصلابة وصلابة عالية، ولتحسين مقاومة التآكل للمسبوكات الفولاذية، يتم عادةً إخماد المسبوكات الفولاذية منخفضة السبائك المقاومة للتآكل عند درجة حرارة 850-950 درجة مئوية وتلطيفها عند درجة حرارة 200-300 درجة مئوية. .
وقت النشر: 07 أغسطس 2021