يتميز كل نوع من أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ بخصائص مميزة تناسب تطبيقات محددة بشكل أفضل. على سبيل المثال، الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 400 يتآكل ويصدأ في ظل ظروف معينة. بفضل محتواها العالي من الكربون، فإن بنيتها البلورية المارتنسيتية تمنح المنتجات النهائية قوة أعلى وتجعلها أكثر مقاومة للتآكل. بالنسبة لأولئك الذين يحتاجون إلى العمل بها أو استخدام هذه السبيكة بطريقة أخرى، فإن فهم ماهية الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 400 وما يمكن أن يفعله سيساعد في العثور على أفضل الفولاذ المقاوم للصدأ للتطبيق.
ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 400؟
في حين أنه، مثل جميع أنواع الفولاذ، مصنوع بشكل أساسي من الحديد، فإن التركيب الأولي المتبقي للفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 400 يتراوح من 11 إلى 27 بالمائة من الكروم، وحوالي 1 بالمائة من الكربون، وبحد أقصى 2.5 بالمائة من النيكل. مع الهياكل المارتنسيتية في الغالب، تختلف هذه الفولاذ بشكل كبير في صلابتها وقوتها. تقاوم هذه الفولاذ المقاوم للصدأ التآكل بشكل أقل من سلسلة 300، ولكنها أقوى وغالبًا ما تقدم حلاً أكثر فعالية، اعتمادًا على الظروف التي يجب أن تتحملها السبيكة. عند اختيار أفضل الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 400 للتطبيق، من الضروري مراعاة الخصائص العامة لكل نوع ومقاوماته وطرق العمل.
الآن، دعونا نلقي نظرة على الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر شيوعًا في السلسلة 400 وتطبيقاتها وأفضل طرق المعالجة.
409 الفولاذ المقاوم للصدأ
الفولاذ المقاوم للصدأ 409 عبارة عن سبيكة ذات أغراض عامة تحتوي على 11 بالمائة من الكروم، مع استخدام التيتانيوم كمثبت. باعتباره الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد، فهو يستخدم بشكل أساسي في أنظمة عوادم المركبات، على الرغم من أن له أيضًا استخدامات صناعية أخرى. إن محتوى الكروم في السبيكة هو الحد الأدنى المطلوب لتشكيل الطبقة السلبية المقاومة للتآكل والتي يُعرف بها الفولاذ المقاوم للصدأ. من خلال الجمع بين مقاومة التآكل عند درجات الحرارة المرتفعة، يعتبر الفولاذ 409 سبيكة فعالة من حيث التكلفة مع قابلية تشكيل جيدة وقوة متوسطة.
كما هو الحال مع جميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى، فهو يقاوم التآكل بشكل أفضل بكثير من الفولاذ الكربوني، والذي غالبًا ما يكون بمثابة بديل في بيئات محددة مليئة بالتحديات. نظرًا لقدرته على الأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة ومقاومة التآكل، يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 409 ميزة في العديد من المواقف. على عكس أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى، يتم استخدامه بسبب خصائصه الميكانيكية وغيرها بدلاً من المظهر.
تشمل التطبيقات:
المحولات الحفازة
أدوات الفلاحة
أجزاء الفرن
الشماعات
كاتمات الصوت
الدعامات الهيكلية
أنابيب العادم
أغلفة المحولات
أنابيب للمبادلات الحرارية
أنظمة عادم المركبات
إن مقاومة السبيكة للتآكل الناتج عن العوادم وغيرها من المواقف التي تنتج تآكلًا مرتبطًا بالغاز تجعلها مثالية للاستخدام داخل المركبات، خاصة في النقاط التي يتفاعل فيها الفولاذ مع الغازات. ومع ذلك، فإن الصدأ السطحي الخفيف الذي يتطور والذي يمنع المزيد من التآكل يجعل هذا الفولاذ غير جذاب بصريًا. مع الأخذ في الاعتبار المعالجات الحرارية، تقاوم السبيكة عمومًا التقشر عند تعرضها لفترات قصيرة لدرجات حرارة تصل إلى 1499 درجة فهرنهايت (815 درجة)، في حين يمكنها العمل بشكل مستمر دون مشاكل حتى 1247 درجة فهرنهايت (675 درجة).
410 الفولاذ المقاوم للصدأ
هناك سبيكة أخرى ذات أغراض عامة، وهي الفولاذ المقاوم للصدأ 410، وهي مصنوعة من مادة المارتنسيت وتستخدم في المكونات التي تتعرض لضغط عالٍ. مقاومة التآكل بشكل جيد، والفولاذ المقاوم للصدأ 410 معروف أيضًا بصلابته وقوته. ويحتوي على الكروم بنسبة لا تقل عن 11.5%، وهو ما يكفي لجعله مفيدًا كسبيكة مقاومة للتآكل في بيئات معينة، بما في ذلك تلك التي تحتوي على مواد كيميائية خفيفة أو بخار. غالبًا ما يتم توفيره في حالة قابلة للتشكيل ولكن صلبة للتطبيقات التي تتطلب مقاومة معتدلة للتآكل والحرارة، إلى جانب القوة العالية، فإن هذا النوع من الفولاذ يقاوم التآكل بشكل أفضل عندما يتم تصلبه وتلطيفه وصقله.
تشمل التطبيقات:
شفرات توربينات الغاز والبخار
البراغي والصواميل والمسامير
مكونات المضخات، بما في ذلك الأعمدة والصمامات
أدوات المائدة
أدوات طب الأسنان والجراحة
كرات ومقاعد فولاذية صلبة
أدوات المطبخ
سجاد سلم الألغام
الفوهات
مكونات مضخة آبار النفط مثل الكرات والمقاعد الفولاذية الصلبة
يقاوم الفولاذ 410 التآكل بشكل جيد في البيئات المسببة للتآكل بشكل معتدل، على الرغم من أنه يجب إجراء التنظيف المناسب بعد الاستخدام لضمان الأداء الجيد؛ وهذا يشمل المقاومة ضد الأحماض المعدنية والعضوية الأكثر اعتدالًا. عندما يتعلق الأمر باللحام، يمكن لحام هذه السبيكة بسهولة عبر التقنيات التقليدية. ومع ذلك، للحفاظ على خطر التشقق، فمن الأفضل تسخين قطع العمل إلى ما بين 350-400 درجة فهرنهايت (177-204 درجة)، مع التوصية بالتليين أيضًا للحفاظ على أقصى قدر من الليونة. بالنسبة للمعالجات الحرارية، يجب أن يتراوح نطاق درجة الحرارة بين 2000-2200 درجة فهرنهايت (1093-1204 درجة)، على الرغم من أنه لا ينبغي معالجة السبيكة في درجة حرارة أقل من 1650 درجة فهرنهايت (899 درجة).
410S الفولاذ المقاوم للصدأ
باعتباره تكرارًا منخفض الكربون للفولاذ المقاوم للصدأ 410، يحتوي 410S على محتوى كروم بنسبة 12 بالمائة مع خصائص تقلل من تكوينات الأوستينيت في درجات الحرارة المرتفعة، مما يمنع السبيكة من التصلب. باعتباره الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة مارتنسيتي 400، فإنه عند تبريده بسرعة في ظل ظروف معينة، فإنه يظل مطاوعًا وناعمًا. تحافظ هذه الميزة على الفولاذ من التصلب وتمنع التشقق عند اللحام أو التعرض لدرجات حرارة عالية. عند التلدين، يكون 410S من الحديد، ويظهر مقاومة تآكل مماثلة للصف 410 العادي، على الرغم من أنه يقاوم الأكسدة بشكل أفضل.
تشمل التطبيقات:
صناديق التلدين
صواني التقطير
المعدات المستخدمة في تكرير البترول
بوابة الصمامات
المبادلات الحرارية
آلات التعدين ومعالجة الخام
أقسام
معدات معالجة البتروكيماويات
لوحات الصحافة
رفوف التبريد
أعمدة من الفولاذ المقاوم للصدأ
معدات المعالجة الحرارية
تقاوم درجة 410S الأكسدة بشكل جيد ويمكن أن تعمل بشكل مستمر في درجات حرارة تصل إلى 1300 درجة فهرنهايت (705 درجة). ومع ذلك، عندما تزيد درجة الحرارة عن 1500 درجة فهرنهايت (811 درجة)، يصبح التقشر مفرطًا. تقاوم السبيكة أيضًا التآكل الناتج عن القلويات والظروف الجوية وبعض المواد الكيميائية والمياه العذبة والأحماض المعدنية والعضوية الأكثر اعتدالًا. عند تنظيفها بشكل صحيح، تعمل السبائك بشكل جيد عند تعرضها للكلوريدات أثناء أنشطة مثل إعداد الطعام.
نظرًا لخصائصه الفريدة، لا يمكن تقوية الفولاذ المقاوم للصدأ 410S بالمعالجة الحرارية. لتصلب السبيكة، يجب أن تصل درجات الحرارة إلى نطاق درجة حرارة ضيق يبلغ 1600-1650 درجة فهرنهايت (871-899 درجة)، وبعد ذلك يجب تبريدها بالهواء لتخفيف أي إجهاد ناتج عن العمل البارد. للحفاظ على السبيكة من أن تصبح هشة للغاية، لا ينبغي تعريضها لدرجات حرارة تزيد عن 2000 درجة فهرنهايت (1093 درجة). في حالة العثور على حبيبات كبيرة في الفولاذ بعد العمل على البارد، يجب أن تقع درجات حرارة التلدين بدلاً من ذلك بين 1200-1350 درجة فهرنهايت (649-732 درجة).
عندما يتعلق الأمر باللحام، يمكن استخدام طرق دمج المفاصل والمقاومة. لتجنب كسور اللحام بسبب الهشاشة، يجب إيلاء اهتمام خاص أثناء العملية للحفاظ على انخفاض مدخلات حرارة اللحام وتقليل الانقطاعات وتدفئة قطعة العمل بشكل متقطع قبل التشكيل. لن يتم لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 410S مثل درجة 409، حيث أن الإضافات إلى السبيكة تتطلب حرارة أعلى عند اللحام.
الفولاذ المقاوم للصدأ 410HT
هذه السبيكة هي أيضًا مارتنسيتية باعتبارها النسخة المعالجة بالحرارة للأغراض العامة من الفولاذ المقاوم للصدأ 410. يستخدم في المواقف التي لا يشكل فيها التآكل مصدر قلق كبير، فهو يحتوي أيضًا على ما يكفي من الكروم (11.5 بالمائة) لمقاومة التآكل في ظل ظروف أكثر اعتدالًا.
تشمل التطبيقات:
شفرات توربينات الغاز والبخار
البراغي والصواميل والمسامير
أدوات المائدة
أدوات طب الأسنان والجراحة
كرات فولاذية صلبة
أدوات المطبخ
سجاد سلم الألغام
الفوهات
مقاعد مضخة آبار النفط
أجزاء وأعمدة للمضخات والصمامات
إن خصائص سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 400 فيما يتعلق بالتآكل واللحام والمعالجة الحرارية هي في الأساس نفس خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ 410 التقليدي.
416 الفولاذ المقاوم للصدأ
تعتبر هذه السبيكة أول الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يمكن تصنيعه بشكل حر، وتتمتع بأعلى قابلية للتصنيع مقارنة بأي نوع آخر من الفولاذ المقاوم للصدأ. ومع ذلك، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ 416 هو الأكثر قابلية للتشكيل في المرحلة دون الحرجة في حالة التلدين. باعتبارها سبيكة مارتنسيتي تحتوي على 13 بالمائة من الكروم، فإنها تصبح أكثر صلابة وأكثر مقاومة للتآكل عند معالجتها بالحرارة. على الرغم من أنها ليست مقاومة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد أو الأوستنيتي، إلا أن 416 يقاوم الصدأ والتآكل الآخر، في حين أنه يتمتع بقوة كبيرة عند تصلبه وتلطيفه. تتميز نسختها المعالجة بالحرارة، 416HT، بخصائص ميكانيكية ومغناطيسية عالية واحتكاك سطحي منخفض.
تشمل التطبيقات:
مكونات لآلات المسمار الأوتوماتيكية
محركات كهربائية
التروس
المكسرات والمسامير
مضخات
ترصيع
الصمامات
أجزاء الغسالة
يقاوم الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 400 التآكل الناتج عن الأملاح الأساسية والمحايدة، ومعظم الظروف الجوية، والأحماض الغذائية الطبيعية، ومنتجات النفايات. مع نسبة عالية من الكبريت، 416 غير مناسب للبيئات البحرية أو البيئات الأخرى التي تحتوي على نسبة عالية من الكلوريدات. كما أنها أقل مقاومة من درجات الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي وسبائك الحديد المكونة من 17 بالمائة من الكروم. يجب تقوية السبيكة بسطح أملس لتحقيق أفضل مقاومة للتآكل.
يقاوم هذا الفولاذ المقاوم للصدأ التقشر عند درجات حرارة متقطعة تصل إلى 1400 درجة فهرنهايت (760 درجة)، وهو قادر على التشغيل المستمر في درجات حرارة تصل إلى 1247 درجة فهرنهايت (675 درجة). ومع ذلك، فهي لا يتم لحامها بشكل جيد، لذلك إذا كانت هناك حاجة إلى اللحام، فيجب أن يتم ذلك باستخدام سبيكة فولاذ 410 منخفضة في أقطاب الهيدروجين ويتم تسخينها مسبقًا إلى نطاق 392-572 درجة فهرنهايت (200-300 درجة). بعد اللحام، يجب أن يتم تلدين هذا الفولاذ أو تصلبه على الفور أو تسخينه لتخفيف الضغط عند نطاق درجة حرارة 1202-1247 درجة فهرنهايت (650-675 درجة).
الفولاذ المقاوم للصدأ 416HT
هذه هي النسخة المعالجة بالحرارة من الفولاذ المقاوم للصدأ 416، مع قوة وصلابة عالية ولكن مقاومة أقل للتآكل. كما أنه يتمتع بقابلية تصنيع أفضل من أنواع الفولاذ الأوستنيتي، مع خصائص مغناطيسية ومنخفضة الاحتكاك لتقليل التشنج والغضب.
تشمل التطبيقات:
محركات كهربائية
التروس
المكسرات والمسامير
أجزاء لآلات المسمار الأوتوماتيكية
مضخات
ترصيع
الصمامات
أجزاء الغسالة
خصائص مقاومة التآكل والحرارة مماثلة للفولاذ المقاوم للصدأ 416 العادي، في حين أن قابلية اللحام ضعيفة بالمثل.
الفولاذ المقاوم للصدأ 430 و430F
يجمع هذا الصف بين الخصائص الميكانيكية المفيدة وقابلية التشكيل الجيدة وخصائص مقاومة التآكل لسبائك الحديد في السلسلة 400. يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ 430 في تطبيقات كيميائية محددة. ومع ذلك، فهو يستخدم في المقام الأول لمكونات الأجهزة وتقليم السيارات.
نوع الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يمكن تصنيعه مجانًا هو 430F، والذي يأتي في شكل شريط يستخدم للفولاذ المقاوم للصدأ 434. يحتوي 434 على جميع الخصائص المفيدة للصف 430، مع إضافة الموليبدينوم لتحسين مقاومة التآكل، بما في ذلك التآكل. تتميز سلسلة 430 بصفات محددة تجعلها الفولاذ المقاوم للصدأ المناسب للملفات أو الألواح أو الألواح.
تشمل تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ 430 ما يلي:
تقليم السيارات
ألواح الخزانات في الثلاجات
بطانات المدخنة
بطانات غسالة الصحون
يدعم العنصر
مهمات الربط
سلك جلد
حلقات تقليم الموقد
تشمل التطبيقات المحددة للفولاذ المقاوم للصدأ 430F ما يلي:
أجزاء تشكيله بشكل متكرر
يمكن أن تقاوم درجة 430 مجموعة من الظروف المسببة للتآكل، مثل النيتريك وبعض الأحماض العضوية، على الرغم من أنها الأكثر مقاومة للتآكل عند صقلها أو صقلها بدرجة عالية. فيما يتعلق بالتآكل والشقوق، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ 430 يقاوم بشكل مشابه لدرجة 304، على الرغم من أن 430F لديه مقاومة أقل بكثير بسبب محتواه العالي من الكبريت. تتمتع سبيكة 430 أيضًا بمقاومة عالية جدًا للتشقق، وفقًا لدرجات الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد.
يمكن أن يقاوم الفولاذ المقاوم للصدأ 430 الأكسدة بشكل متقطع عند درجات حرارة تقترب من 1598 درجة فهرنهايت (870 درجة)، وبشكل مستمر عند درجات حرارة تصل إلى 1499 درجة فهرنهايت (815 درجة). يمكن أن تصبح السبيكة هشة بعد التسخين المستمر بين 752-1112 درجة فهرنهايت (400-600 درجة) بمجرد أن تبرد إلى درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك، الصلب يمكن القضاء على هذا التأثير.
