الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الدرجة 304 /304L، 316/316L

/في /بواسطة

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي هو الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، وهو ما يمثل حوالي 75% من إجمالي استهلاك الفولاذ المقاوم للصدأ. لقد أدى التطور السريع للصناعة الكيميائية وصناعة البتروكيماويات إلى طرح متطلبات أعلى لمقاومة التآكل وقوة الفولاذ المقاوم للصدأ. على سبيل المثال، الفولاذ المقاوم للصدأ ذو الدرجات المزدوجة 304/304L يعني أنه يحتوي على محتوى كربون أقل، أقل من 0.03%، مما يلبي درجات 304L، في حين أن إنتاجيته وقوة الشد أعلى من الحد الأدنى للفولاذ المقاوم للصدأ 304، يمكن للفولاذ المقاوم للصدأ أن يتم تعريفها على أنها 304/304 لتر الفولاذ المقاوم للصدأ ذو الدرجة المزدوجة، أي أن تركيبته الكيميائية تتوافق مع تركيبة 304L، والخصائص الميكانيكية لتلبية متطلبات الفولاذ المقاوم للصدأ 304. وبالمثل، يمكن أن تكون صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ حاصلة على شهادة مزدوجة 304/304H لأنها تحتوي على ما يكفي من محتوى الكربون لتلبية متطلبات 304H (الحد الأدنى 0.040%) وتلبي أيضًا متطلبات حجم الحبوب وقوتها 304H، هناك 316/316 لتر وغيرها من الدرجات المزدوجة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

الأهم هو الفرق في الكربون والقوة الناتجة. يعتبر الكربون عنصر تثبيت أوستنيتي فعال ويمكن اعتباره كشوائب أو عنصر صناعة السبائك الذي يعمل على تحسين قوة الفولاذ المقاوم للصدأ، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة. محتوى الكربون في معظم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أقل من 0.02% ~ 0.04%. من أجل الحصول على مقاومة جيدة للتآكل بعد اللحام، يتم التحكم في محتوى الكربون للفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون بدرجة أقل من 0.030%. من أجل تحسين قوة درجات الحرارة العالية، يتم الحفاظ على محتوى الكربون العالي أو الكربون بدرجة "H" عند 0.04% أو أعلى قليلاً.

توجد ذرات الكربون الأصغر حجمًا في الهيكل المكعب المتمركز حول الوجه في فجوات الشبكة بين ذرات Cr وNi وMo الأكبر حجمًا، مما يحد من حركة الخلع، ويعوق تشوه الليونة ويقوي الفولاذ المقاوم للصدأ. في ظل ظروف ارتفاع درجة الحرارة كما هو الحال في عملية اللحام، يكون للكربون ميل قوي لترسيب الكروم في مصفوفة الفولاذ المقاوم للصدأ مع كربيد غني بالكروم، ويميل الطور الثاني إلى الترسيب عند حدود الحبوب بدلاً من مركز الحبوب، لذلك يتم استخدام كربيد الكروم من السهل تشكيلها عند حدود الحبوب.

يعد الكروم عنصرًا ضروريًا لتعزيز مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ، ولكن تتم إزالة كربيد الكروم من مصفوفة الفولاذ المقاوم للصدأ، وبالتالي فإن مقاومة التآكل هنا أسوأ من بقية مصفوفة الفولاذ المقاوم للصدأ. يمكن أن تؤدي زيادة محتوى الكربون إلى تمديد نطاق درجة الحرارة، بحيث يتم تقصير وقت التحسس أو فقدان مقاومة التآكل، كما أن تقليل محتوى الكربون يمكن أن يؤخر أو يتجنب تمامًا تكوين الكربيد في اللحام. درجات منخفضة الكربون مثل محتوى الكربون 304L و316L أقل من 0.030%، معظم درجات الأوستينيت ذات السبائك الأعلى مثل محتوى الكربون من الفولاذ المقاوم للصدأ 6%Mo أقل من 0.020%. للتعويض عن الانخفاض في القوة بسبب انخفاض محتوى الكربون، يتم أحيانًا إضافة عنصر خلالي آخر وهو النيتروجين لتقوية الفولاذ المقاوم للصدأ.

يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الدرجة بالقوة العالية للفولاذ المقاوم للصدأ التقليدي ومقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون للغاية. يمكن أن يحل مشكلة ضعف أداء وصلة اللحام لمعظم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في معدات محطة استقبال الغاز الطبيعي المسال ذات درجة الحرارة المنخفضة وخطوط الأنابيب ذات القطر الكبير. سعر الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الدرجة هو في الأساس نفس سعر الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون للغاية. الآن يمكن للعديد من مصانع الصلب الصينية توفير الدرجات للسوق الناضجة، أي مهتم، يرجى الاتصال بنا.

 

ما هو الفولاذ الفائق 304H؟

/في /بواسطة

مع تطور الوحدات فوق الحرجة، أصبحت قوة درجة الحرارة العالية للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 18-8 التقليدي (مثل الفولاذ TP304H) غير قادرة على تلبية احتياجاتها مع معلمات البخار التي تبلغ 600 درجة مئوية. لهذا السبب، قامت شركة Japan Sumitomo Metal Corporation بتطوير مواد جديدة لخط أنابيب سطح تسخين الغلاية للوحدة، مثل فولاذ TP347HFG، وفولاذ SUPER304H، وفولاذ HR3C. يعتبر الفولاذ Super 304H نوعًا جديدًا من 18-8 فولاذ، يستخدم بشكل رئيسي في تصنيع جهاز التسخين الفائق وإعادة التسخين للغلايات فوق الحرجة التي لا تتجاوز درجة حرارة جدارها المعدني 700 درجة مئوية. في الوقت الحاضر، تنتج شركة Shasqida Mannesmann (شركة DMV سابقًا) في ألمانيا أيضًا أنابيب فولاذية مماثلة، بدرجة DMV 304HCU.

الفولاذ Super304H هو الفولاذ عن طريق تقليل محتوى Mn وSi وCr وNi القائم على فولاذ TP304H، والذي يضيف 2.5% ~ 3.5% Cu و0.30%~0.60% من Nb و0.05%~0.12% من N، بحيث لإنتاج مرحلة هطول الأمطار الانتشارية والمرحلة المعززة الغنية بالنحاس في الخدمة، يحدث تقوية الهطول باستخدام NbC(N) وNbCrN وM23C6، مما يزيد بشكل كبير من الضغط المسموح به عند درجة حرارة الخدمة، والإجهاد المسموح به عند 600 ~ 650 ℃ أعلى بمقدار 30% من الفولاذ TP347H. مقاومة الأكسدة البخارية للفولاذ قابلة للمقارنة مع مقاومة الفولاذ TP347HFG وأفضل بكثير من مقاومة الفولاذ TP321H. لقد تم إدراجه في ASME Code Case 2328-1، ASTM A-213 Standard، الرقم هو S30432.

 

التركيب الكيميائي للسوبر 304H

ج سي من ص س سجل تجاري ني ن آل ب ملحوظة النحاس الخامس شهر
0.08 0.21 0.79 0.03 0.001 18.42 8.66 0.11 0.007 0.004 0.5 2.77 0.04 0.35

 

الخاصية الميكانيكية للسوبر 304H

قوة الخضوع، ميغاباسكال قوة الشد، ميغاباسكال استطالة، %
360/350 640/645 58/60

 

نظرًا لمعايير البخار العالية للوحدات فوق الحرجة، تصبح مقاومة أكسدة الفولاذ المستخدمة في أجزاء الضغط ذات درجة الحرارة العالية في محطات الطاقة مهمة جدًا. بشكل عام، الجدار الداخلي للأنبوب الفولاذي الفائق 304H يتم السفع بالخردق لتحسين أداء الأكسدة المضادة للبخار. تم تشكيل طبقة السفع بالخردق بسمك 30 ميكرومتر على السطح الداخلي للأنبوب الفولاذي وتم تحسين بنيتها المجهرية مقارنة بتلك الموجودة في الأنبوب الفولاذي غير المثقب. بعد اختبار الأكسدة البخارية عند 650 درجة مئوية و600 ساعة، فإن سماكة طبقة الأكسيد للأنبوب الفولاذي المعالج بواسطة السفع بالخردق تكون أرق وأكثر كثافة، ويتم تحسين مقاومة أكسدة البخار للأنبوب الفولاذي. حاليًا، أنتجت العديد من مصانع الصلب الرائدة في الصين درجة مماثلة 10CrL8Ni9NbCu3Bn، المحددة في GB 5310-2008، والتي تُستخدم حاليًا في العديد من مشاريع الوحدات فوق الحرجة في الصين.

هل 304 الفولاذ المقاوم للصدأ مغناطيسي؟

/في /بواسطة

لدى المستهلكين العاديين بعض سوء الفهم حول الفولاذ المقاوم للصدأ، ويعتقدون أن الفولاذ المقاوم للصدأ المغناطيسي غير مؤهل من الفولاذ المقاوم للصدأ 304. كما نعلم، وفقًا للهيكل الموجود تحت درجة حرارة الغرفة، يمكن تقسيم الفولاذ المقاوم للصدأ إلى الأوستنيت مثل 201، 304، 321، 316، 310، والمارتنسيت أو الحديديك مثل 430، 420، 410. الأوستنيت غير مغناطيسي أو مغناطيسي ضعيف والمارتنسيت أو الفريت مغناطيسيان. 304 عبارة عن درجة تمثيلية من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، وتتميز بقابلية تشغيل ممتازة وقابلية لحام ومقاومة للتآكل، وتمثل 60% من الاستهلاك العالمي للفولاذ المقاوم للصدأ، بشكل عام، فهي ليست مغناطيسية، ولكن في بعض الأحيان تكون مغناطيسية أو مغناطيسية ضعيفة ناتجة عن الصهر تقلبات التركيب الكيميائي أو المعالجة، لكن لا يمكننا أن نعتقد أن هذا مزيف أو دون المستوى المطلوب، ما سبب هذا؟

304 هو الفولاذ المقاوم للصدأ شبه المستقر، وهو عبارة عن هيكل أوستينيت واحد بعد حالة التلدين، بدون مغناطيس. سيؤدي فصل تركيبة الصهر أو المعالجة الحرارية غير المناسبة إلى إنتاج كمية صغيرة من بنية المارتينسيت أو الفريت، وبالتالي مع مغناطيسية ضعيفة. بالإضافة إلى ذلك، بعد تشوه المعالجة الباردة (مثل الختم، والتمدد، والدحرجة، وما إلى ذلك)، خضع جزء من هيكل الأوستينيت أيضًا لتغيير الطور (الطفرات العامة إلى مارتنسيت) ومع المغناطيسية.

على سبيل المثال، في نفس الدفعة من شرائح الفولاذ، القطر الخارجي للأنبوب الفولاذي 76mm لا يحتوي على مغناطيس واضح في حين أن القطر الخارجي للأنبوب الفولاذي 9.5mm لديه مغناطيس واضح. الخصائص المغناطيسية للأنبوب المستطيل المربع أكثر وضوحًا لأن تشوه الانحناء البارد أكبر من تشوه الأنبوب الدائري، خاصة في الجزء المنحني.

معظم حوض الماء مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 304. يرى العديد من المستهلكين أنه مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ بدرجة 304 وفقًا لما إذا كان خزان المياه مغناطيسيًا أم لا. في الوقت الحاضر، هناك أنواع كثيرة من تكنولوجيا المعالجة للحوض، مثل تشكيل اللحام، وتشكيل الشد المتكامل، وما إلى ذلك، إذا تم استخدام تشكيل لحام المواد 304، يتم صلبه بشكل عام بعد معالجة اللوحة، ولن يكون مغناطيسيًا أو مغناطيسيًا ضعيفًا (لأنه المعالجة السطحية للحوض)؛ يحتاج أحد قوالب سحب خزان المياه إلى المرور بعدة عمليات تمديد، وتليين عام ثم تمديد (التليين يزيد التكلفة، و304 ليس من الضروري التلدين مرة أخرى)، سيكون مغناطيسيًا، وهذه ظاهرة طبيعية جدًا.

عندما يتم استخدام منفاخ الفولاذ المقاوم للصدأ في المبادل الحراري للقشرة

/في /بواسطة

المبادل الحراري لأنبوب المنفاخ عبارة عن ترقية تعتمد على مبادل حراري للأنبوب المستقيم (المشرق). يرث تصميم قمة الموجة وقاعها مزايا المبادل الحراري الأنبوبي مثل المتانة والسلامة، وفي الوقت نفسه يتغلب على العيوب مثل ضعف قدرة نقل الحرارة وسهولة القياس. المبدأ هو تحسين إجمالي معامل نقل الحرارة وذلك لتقليل مساحة نقل الحرارة المطلوبة، مما يمكن أن يوفر المواد ويقلل الوزن تحت نفس تأثير نقل الحرارة.

لأن جسم المنفاخ تتم معالجته بالضغط البارد أنبوب مشرق من المعتقد عمومًا أنه يمكن تقوية جسم المنفاخ بعد تشكيله. تظهر تجربة استقرار الضغط الخارجي أن عدم استقرار أنبوب التبادل الحراري المموج تحت الضغط الخارجي يحدث أولاً في قسم الأنبوب المستقيم، ولن يكون الأنبوب المموج غير مستقر إلا إذا استمر الضغط الخارجي في الارتفاع. يشير هذا إلى أن ثبات المقطع المموج أفضل من ثبات المقطع المستقيم وأن الضغط الحرج للقسم المموج أعلى من المقطع المستقيم.

تظهر التجارب أن تموج تشوه الانبعاج قد حدث في قاع الموجة، وخاصة قاع الموجة الواحدة المحلي، وعمومًا لا يزيد عن قاعين من عدم الاستقرار في نفس الوقت، مما يدل على أن استقرار قمة الموجة أفضل من القاع ولكن في بعض الأحيان يمكن أن يظهر أيضًا على العكس من ذلك، في عملية وضع علامة الضغط على البارد، يكون كل من الحوض وسمك الجدار للقسم المستقيم ثابتًا، والبارد بعد الأنبوب أقصر في الواقع.

إن وجود قمم وقيعان الأمواج في المنفاخ يزيد من تأثير الحمل الحراري للتبادل الحراري الشعاعي في الأنابيب، كما هو موضح في الشكل أدناه:

الحمل الحراري الشعاعي له تأثير كبير على إجمالي معامل نقل الحرارة، وهو السبب الأساسي لانخفاض السعر وخفة الوزن للمبادل الحراري ذو لوحة الأنبوب المزدوج. منطقة التبادل الحراري أنبوب يكون سطح جسم المنفاخ والأنبوب المستقيم كبيرين بنفس الطول، ولكن هذا التغيير أقل بكثير من مساهمة تغيير قيمة المعامل. يمكن أن نرى بوضوح أن سرعة تدفق الأنبوب المستقيم (الخفيف) تقل بشكل كبير عندما يكون قريبًا من جدار الأنبوب.

يمكن للمبادل الحراري للقشرة مع المنفاخ أن يجعل سرعة السائل واتجاهه يتغيران بشكل ثابت لتكوين اضطراب مقارنةً بمبادل الأنبوب المستقيم، مما يجعل تبادل الحرارة مع الجدار، ولن يعد التأثير الحدودي الذي يؤثر على نقل الحرارة موجودًا. يمكن زيادة معامل نقل الحرارة الإجمالي بمقدار 2 ~ 3 مرات، ويمكن أن يصل التشغيل الفعلي إلى 5 مرات، والوزن خفيف، وهذا هو السبب في أن سعر المبادل الحراري المنفاخ أقل من سعر أنبوب الحرارة المستقيم مبادل. وفقًا للحساب والخبرة العملية، فإن معامل نقل الحرارة الإجمالي للمنفاخ بسمك 1 مم أقل بمقدار 10% من المنفاخ بسمك 0.5 مم. تظهر بيانات تشغيل مئات المبادلات الحرارية المنفاخية أن سمك الجدار (تقريبًا 0.5 مم) هو السبب الرئيسي للتشغيل لمدة 10 إلى 14 عامًا دون إصلاحات أو أضرار كبيرة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمبادل الحراري المنفاخ أن يقاوم بشكل فعال تأثير المطرقة المائية. يتم توصيل غلاف المبادل الحراري للوحة الأنبوب المزدوج بمفصل التمدد. إذا كان يعاني من تأثير المطرقة المائية، فإن وصلة التمدد ستكون في غير مكانها. يحدث هذا لكل من المنفاخ والمبادلات الحرارية ذات الأنبوب المستقيم، وقد يؤدي تشوه الغلاف إلى التواء الأنبوب. وذلك لأن المنفاخ لديه هامش توسع أكبر، والهامش المرن للانفعال يكون كبيرًا عند تعرضه للتشوه، أي أن القدرة على مقاومة عدم الاستقرار تكون قوية في هذه الحالة. ولكن على أي حال، في عملية التثبيت لتجنب حدوث مطرقة المياه، يمكن اتخاذها من خلال استخدام صمام الجلوس الزاوية، ومفتاح التأخير وغيرها من التدابير.

مزايا الفولاذ المقاوم للصدأ قذيفة رفع الصوت عاليا مبادل حراري

  • كفاءة نقل الحرارة العالية

إن تصميم القمة والحوض الخاص للمنفاخ يجعل تدفق السائل بسبب الطفرة المستمرة للقسم الداخلي والخارجي للأنبوب لتشكيل اضطراب قوي. حتى في حالة معدل التدفق الصغير جدًا، يمكن أن يشكل السائل اضطرابًا قويًا داخل الأنبوب وخارجه، مما يحسن بشكل كبير معامل نقل الحرارة لأنبوب التبادل الحراري. معامل نقل الحرارة أعلى بـ 2 إلى 3 مرات من معامل نقل الحرارة الأنبوبي التقليدي.

  • لا يوجد تحجيم وحظر

يكون الوسط الموجود داخل وخارج المنفاخ دائمًا في حالة اضطراب شديد، مما يجعل من الصعب ترسب الجزيئات الصلبة في الوسط؛ من ناحية أخرى، فإن تأثره باختلاف درجة حرارة الوسط سوف ينتج عنه أثر لتشوه التمدد المحوري، وسيتغير الانحناء بشكل متكرر، وسينتج أنبوب التبادل الحراري والأوساخ قوة سحب كبيرة، حتى لو كان هناك هدوء في الحجم فسوف ينكسر يتم إيقاف تشغيله تلقائيًا، بحيث يحافظ المبادل الحراري دائمًا على أداء أفضل ودائم لنقل الحرارة.

  • التعويض التلقائي

يمكن للهيكل والشكل الخاصين للمنفاخ أن يقلل بشكل فعال من الضغط الحراري في حالة تسخينه دون إضافة وصلات التمدد، وبالتالي تبسيط هيكل المنتجات وتحسين موثوقية المنتجات.

  • عمر خدمة طويل

يتم تعزيز قدرة التوسع المحوري، مما يقلل بشكل فعال من إجهاد فرق درجة الحرارة ويمكن أن يتكيف مع الفرق الكبير في درجة الحرارة وتغير الضغط، لذلك لن يكون هناك تسرب ناتج عن تمزق فتحة الأنبوب. يعمل الاتصال بين لوحة الحاجز والمنفاخ على إطالة عمر خدمة المبادل الحراري.

 

الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ 403

/في /بواسطة

يتم استخدام الدرجات 304 و 430 بشكل شائع من مواد الفولاذ المقاوم للصدأ. الفولاذ المقاوم للصدأ 304 هو نوع عام من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الكروم والنيكل، كثافة 7.93 جم/سم 3، المعروف أيضًا باسم الفولاذ المقاوم للصدأ 18/8، سلسلة 300 من الفولاذ المقاوم للصدأ هي الفولاذ الأكثر استخدامًا. يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية 800 درجة مئوية، ولها أداء معالجة جيد وصلابة، وتستخدم على نطاق واسع في متطلبات الأداء الشامل الجيد (مقاومة التآكل والقولبة) للمعدات والأجزاء. 304L عبارة عن نسخة منخفضة الكربون من 304، والتي لا تتطلب التلدين بعد اللحام، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع للأجزاء ذات القياس السميك (حوالي 5 مم وما فوق). يمكن استخدام محتوى الكربون العالي 304H في درجات حرارة عالية. كما يمنح هيكل الأوستينيت الملدن هذه الدرجات صلابة ممتازة، حتى في درجات حرارة التجمد المنخفضة.

يعد الكروم منخفض الكربون 430 أحد أكثر الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي شيوعًا، وله مقاومة جيدة للتآكل، والمعروف أيضًا باسم 18/0 أو 18-0، وهو أحد سلسلة 400 من الفولاذ المقاوم للصدأ. يمكن تقويته قليلاً عن طريق العمل البارد، لكن صلابة درجات الحرارة المنخفضة ضعيفة، ولا يمكن تقويتها بشكل عام عن طريق المعالجة الحرارية. الموصلية الحرارية أفضل من الأوستينيت، ومعامل التمدد الحراري أصغر من الأوستينيت، وتعب مقاومة الحرارة، وإضافة عنصر التثبيت التيتانيوم يجعل جزء التماس اللحام من الخاصية الميكانيكية جيدًا، ويمكن استخدامه لتزيين المباني، وأجزاء موقد الوقود. , الأجهزة المنزلية, قطع غيار الأجهزة المنزلية. 430F هو نوع من الفولاذ يتمتع بأداء قطع حر على فولاذ 430، ويستخدم بشكل رئيسي في المخارط الأوتوماتيكية والمسامير والصواميل، إلخ. يضيف 430LX Ti أو Nb إلى فولاذ 430، ويقلل محتوى C، ويحسن أداء المعالجة وأداء اللحام. يتم استخدامه بشكل أساسي لخزانات الماء الساخن، وأنظمة تسخين المياه، والأجهزة الصحية، والأجهزة المنزلية المعمرة، وحذافات الدراجات، وما إلى ذلك.

 

طبقاً للمواصفة ASTM A240- مواصفات ألواح وصفائح وأشرطة الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوعة من الكروم والنيكل والكروم لأوعية الضغط والأغراض العامة، يجب أن يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 430 على أقل من 0.12% كربون، وبين 16-18% كروم، وأقل من 0.75% نيكل، الفرق بين 304 و 430 كما هو مبين في الجدول أدناه:

مقارنة التركيب الكيميائي 

أونس ج من ص س سي سجل تجاري ني شهر
S30400 0.07 2.00 0.045 0.03 0.75 17.5-19.5 8.0-10.5 /
S43000 0.12 1,00 0.04 0.03 1.00 16.0-18.0 0.75 /

 

مقارنة الخصائص الميكانيكية

درجات قوة الخضوع، ميغاباسكال قوة الشد، ميغاباسكال الاستطالة في 2/50 مم، الحد الأدنى، % صلابة، HBW
304 205 515 40 183
403 205 450 22 201

 

وخلاصة القول أنها تختلف بشكل رئيسي في العناصر التالية:

  • المقاومة للتآكل: مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ 304 أفضل من 430. لأن الفولاذ المقاوم للصدأ 430 يحتوي على 16.00-18.00% كروم، لا يحتوي بشكل أساسي على النيكل، ويحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 304 على المزيد من الكروم والنيكل؛
  • استقرار: 430 الفولاذ المقاوم للصدأ هو شكل من الفريت، 304 الفولاذ المقاوم للصدأ هو الأوستينيت، أكثر استقرارا من 430 الفولاذ المقاوم للصدأ؛
  • صلابة: صلابة 304 أعلى من 430 الفولاذ المقاوم للصدأ؛
  • توصيل حراري: الموصلية الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ الفريت 430 تشبه الفولاذ المقاوم للصدأ 304؛
  • الخصائص الميكانيكية: الخواص الميكانيكية لدرز لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 430 أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 بسبب إضافة عنصر كيميائي مستقر من التيتانيوم.

كيف يؤثر النيتروجين على الفولاذ المقاوم للصدأ 316LN؟

/في /بواسطة

316LN هو إصدار إضافة النيتروجين بناءً على 316L الصلب (0.06% ~ 0.08%)، بحيث يتمتع بنفس خصائص 316L، تم استخدامه في تصنيع المكونات الهيكلية عالية الحرارة في مفاعل التوليد السريع (FBRS). إن تقليل محتوى الكربون يقلل بشكل كبير من قابلية التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي بسبب اللحام في البيئات المسببة للتآكل اللاحقة. يعد الزحف والتعب المنخفض للدورة والتفاعل بين الزحف والتعب من أهم الاعتبارات بالنسبة لمكونات FBRS. قوة درجة الحرارة العالية الفولاذ المقاوم للصدأ 316L يمكن تحسينه إلى 316 الفولاذ المقاوم للصدأ عن طريق صناعة السبائك 0.06% ~ 0.08% N. سيتم مناقشة تأثير محتوى النيتروجين الأعلى من 0.08% على الخواص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ 316L عند درجة حرارة عالية في هذه الورقة.

 

التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ 316LN

فرن ن ج من سجل تجاري شهر ني سي س ص الحديد
المعايير 0.06-0.22 0.02-0.03 1.6-2.0 17-18 2.3-2.5 12.0-12.5 .50.5 .0.01 .030.03 –
1 0.07 0.027 1,7 17.53 2.49 12.2 0.22 0.0055 0.013 –
2 0.11 0.033 1.78 17.63 2.51 12.27 0.21 0.0055 0.015 –
3 0.14 0.025 1.74 17.57 2.53 12.15 0.20 0.0041 0.017 –
4 0.22 0.028 1.70 17.57 2.54 12.36 0.20 0.0055 0.018 –

تم اختبار هذه الدفعات الأربع من الفولاذ المقاوم للصدأ 316LN مع محتوى النيتروجين 0.07%، 0.11%، 0.14% و0.22%، ومحتوى الكربون 0.03%، لدراسة تأثيرات النيتروجين على الشد والزحف والتعب المنخفض الدورة والزحف. -خصائص التعب من الفولاذ المقاوم للصدأ 316LN. الهدف من هذه التجربة هو إيجاد المحتوى النيتروجيني الأمثل للحصول على أفضل مزيج من خصائص الشد والزحف والتعب المنخفض الدورة. أظهرت النتائج التجريبية أن النيتروجين يمكن أن يحسن قوة الشد، وقوة الزحف والتعب للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. تشمل أسباب الزيادة في القوة تعزيز المحلول، وتقليل طاقة خطأ التراص (SFE)، والتصلب بالترسيب، وتكوين المواد المركبة (المذابات الخلالية)، والفصل الذري، والتصلب المنظم. نظرًا لاختلاف خصائص تبادل الإلكترونات، فإن النيتروجين المذاب في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي له حجم تمدد أكبر من الكربون.

بالإضافة إلى التفاعل المرن بين النيتروجين والتفكك، يؤثر تفاعل التفكك الخلالي الكهروستاتيكي أيضًا على القوة. تتميز نوى الخلع بعدم وجود إلكترونات حرة، مما يعني أنها تحمل شحنة موجبة. تكون ذرات النيتروجين في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مشحونة سالبًا بسبب موضع الإلكترونات الحرة بالقرب من ذرات النيتروجين والتفاعل الكهروستاتيكي بين الاضطرابات وذرات النيتروجين.

وتزداد طاقة الارتباط الفعالة بين ذرة النيتروجين والخلع مع زيادة محتوى النيتروجين في الفولاذ الأوستنيتي، ولكن الارتباط غير واضح بالنسبة للكربون. في الفولاذ الأوستنيتي، يتفاعل النيتروجين الخلالي مع العناصر البديلة ويميل إلى تكوين تركيبات ذرية بديلة خلالية. يرتبط المركب بسهولة بالعناصر الموجودة على يسار الحديد في الجدول الدوري، مثل Mn وCr وTi وV. هناك علاقة قوية بين خصائص الترابط بين الذرات (أي الاتجاه مقابل عدم الاتجاه) والقرب من العناصر المجاورة. الذرات في نظام سبائك متعدد المكونات. يسهل الترابط بين ذرات المعدن الترتيب قصير المدى، وهو الترابط بين ذرات العناصر المختلفة. يسهل الاستقطاب بين الذرات تبادل الإلكترونات التساهمية، والترابط بين ذرات نفس العنصر. يعزز الكربون تجميع ذرات الاستبدال في المحلول الصلب القائم على الحديد، بينما يسهل النيتروجين الترتيب قصير المدى.

بشكل عام، قوة الخضوع (YS) وقوة الشد النهائية (UTS) لـ 316 لتر تم تحسين الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل كبير من خلال صناعة السبائك من 0.07% ~ 0.22% من النيتروجين. وقد لوحظت الزيادة في القوة في جميع الاختبارات في نطاق درجات الحرارة من 300 إلى 1123 كلفن. وقد لوحظ شيخوخة السلالة الديناميكية ضمن نطاق درجات حرارة محدود. يتناقص نطاق درجة حرارة شيخوخة السلالة الديناميكية (DSA) مع زيادة محتوى النيتروجين.