درجات الفولاذ المقاوم للصدأ النيكل الأوستنيتي

من المعروف أن النيكل عنصر صناعة سبائك باهظ الثمن وهو ضروري في بعض التطبيقات التي تتطلب مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد وبنية الأوستينيت. على سبيل المثال، تعتبر مقاومة الزحف مهمة في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، حيث الأوستنيتي الفولاذ المقاوم للصدأ مطلوبين. على غرار الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي التقليدي، تعد الحدود المزدوجة سمة مهمة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الغني بالنيكل بسبب انخفاض طاقة خطأ التراص. الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عرضة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC). ومع ذلك، فإن مقاومة التآكل الإجهادي تتحسن بشكل كبير عندما يتجاوز محتوى النيكل 20%. تمت دراسة تأثير النيكل على شدة الإجهاد لعتبة التآكل الإجهادي (105 درجة مئوية، 22% محلول مائي من كلوريد الصوديوم) في سبائك Fe-Ni-Cr المحتوية على كروم 16%~21%. يمكن اعتبار الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الغني بالنيكل (NiASS) فئة منفصلة من الفولاذ المقاوم للصدأ. في الواقع، فإن مقاومة التآكل الإجهادي للفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور والفريت يمكن مقارنتها بمقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور والفريت عندما يتجاوز محتوى النيكل 30%. عدة درجات محدودة من الأوستنيتي الغني بالنيكل الفولاذ المقاوم للصدأ مدرجة في الجدول أدناه. تم تصميم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الفائق 254SMO و654SMO خصيصًا لصناعة النفط والغاز. التطبيقات النموذجية هي تبريد مياه البحر، وتبييض اللب، ومعدات الأنابيب الهيدروليكية والأدوات.

 

درجات الفولاذ المقاوم للصدأ ني الأوستنيتي

سبيكة	ج	سي	من	سجل تجاري	ني	شهر	دبليو	شركة	النحاس	ملحوظة	ن
254SMo	0.01	0.8	1.0	20	18	6.1			0.7		0.2
654SMo	0.01		3.5	24	22	7.3			0.5		0.5
سانيكرو 25	0.1	0.2	0.5	22.5	25		3.6	3.5	3.0	0.5	0.23
سانيكرو 28	0.02	0.6	2.0	27	31	3.5			1.0
سبيكة 800	0.07	0.6	0.6	20.5	30.5
353 مللي أمبير	0.05	1.6	1.5	25	35						0.16
سبيكة 825	0.03	0.5	0.8	20	38.5	2.6
سبيكة 625	0.03	0.5	0.5	21	بال	8.5
سبيكة 690	0.02	0.5	0.5	30	60
سبيكة 600	0.05	0.4	0.8	16.5	بال				0.5

تم تصميم SANICRO 25، وهي سبيكة 22Cr-25Ni، للاستخدام في الغلايات حتى 700 درجة مئوية. إنها مادة مناسبة للسخانات الفائقة وأجهزة إعادة التسخين نظرًا لقوتها الجيدة في كسر الزحف ومقاومتها للتآكل في درجات الحرارة العالية. في الواقع، فإن قوة الكسر الزاحف لـ SANICRO 25 تتفوق على معظم أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في نطاق 600 ~ 750 درجة مئوية. في البيئة الحمضية شديدة التآكل، عادةً ما يكون Sanicro 28 هو الخيار الأفضل. يتم استخدامه في حفر الآبار عالية الكثافة مع الأنابيب والغلاف وبطانة الغاز الحمضي، وتشمل التطبيقات الأخرى السخانات وأنظمة المضخات والمضخات والحاويات في مصانع حمض الفوسفوريك الرطب ومصانع حمض الفوسفوريك الفائق.

غالبًا ما يتم استخدام السبائك 800 في نطاق البيئة من 550 إلى 1100 درجة مئوية، الأمر الذي يتطلب مقاومة ممتازة للزحف، ومقاومة جيدة للتآكل عند درجات الحرارة العالية وقوة المواد عند درجات الحرارة العالية. كما تستخدم هذه السبائك في منافذ الدخول والخروج لإنتاج الأمونيا والميثانول والغاز المدني، وكذلك في أنابيب الأفران المستخدمة في إنتاج كلوريد الفينيل والإيثيلين. وتشمل التطبيقات الأخرى أنابيب التبادل الحراري وأنابيب الإشعاع لأسرة الاحتراق المميعة وأجزاء من أفران المعالجة الحرارية، مثل أنابيب كاتم الصوت والأكمام الواقية للمزدوجات الحرارية.

تم تصميم سبيكة 25Cr-35Ni 353Ma للاستخدام في أفران التكسير وإصلاح الأنابيب حيث تتم معالجة الغازات الاصطناعية في البيئات التي قد تكون فيها الكربنة وامتصاص النيتروجين مشكلة. وعلى الرغم من وجود بدائل أخرى تحتوي على المزيد من الكروم، إلا أن 353 MA هو الخيار الأفضل. أحد الأسباب هو أنه يحتوي على عنصر Ce، الذي يساعد على تكوين طبقة أكسيد سطحية مستقرة جدًا.

تحتوي السبيكة 690 على 60 بالمائة من النيكل وتستخدم بشكل رئيسي في أنابيب مولدات البخار في محطات الطاقة النووية. درجة حرارة التشغيل هي 365 درجة مئوية، حيث يكون التآكل الإجهادي بين الحبوب مشكلة محتملة. في ظل ظروف الخدمة المحددة، تكون السبيكة 690 خالية تقريبًا من التآكل، مما يجعلها السبيكة المفضلة.

ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الغني بالنيكل 254SMO يستخدم أيضًا في الفن. تم تركيب منحوتة "الله فوق قوس قزح" للفنان كارل ميلز في عام 1995 على الساحل الجنوبي لناك ستراند في ستوكهولم. يبلغ ارتفاع التمثال حوالي 23 مترًا، وهو منطقة ذات مناظر خلابة شهيرة يمر بها يوميًا عدد كبير من البحارة. تحتوي مياه البحر المحيطة على الملح، والكلوريد من السهل جدًا أن يسبب تآكل السطح، والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الفائق القوة 254SMO مناسب جدًا لهذه البيئة.