خصائص وتطبيقات الحديد المقاوم للصدأ

حديدي فولاذ مرتفعة-الكروم، فولاذ مقاوم للصدأ مغناطيسي يحتوي على نسبة منخفضة من الكربون. معروف بالليونة الجيدة ومقاومته تآكل وتكسير التآكل الناتج عن الإجهاد ، يستخدم الفولاذ الحديدي بشكل شائع في تطبيقات السيارات وأدوات المطبخ والمعدات الصناعية.

بالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، التي تحتوي على هيكل حبيبي مكعب (FCC) ، يتم تعريف الفولاذ الحديدي من خلال هيكل حبيبي مكعب يركز على الجسم (BCC). وبعبارة أخرى ، يتكون الهيكل البلوري لهذه الفولاذ من خلية ذرة مكعبة مع ذرة في المركز.

هيكل الحبوب هذا نموذجي لألفا حديد وهو ما يمنح الفولاذ الحديدي خواصه المغناطيسية. لا يمكن تقوية الفولاذ الحديدي أو تقويته بالمعالجة الحرارية ولكن له مقاومة جيدة لتكسير الإجهاد. يمكن أن يتم عملهم على البارد وتليينه عن طريق التلدين (التسخين ثم التبريد البطيء).

في حين أنها ليست قوية أو مقاومة للتآكل مثل الدرجات الأوستنيكية ، فإن الدرجات الحديدية بشكل عام لها خصائص هندسية أفضل. على الرغم من قابليتها للحام بشكل عام ، إلا أن بعض درجات الفولاذ الحديدي يمكن أن تكون عرضة لتحسس منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة والتكسير الساخن للمعادن. وبالتالي ، فإن قيود قابلية اللحام تقيد استخدام هذه الفولاذ على مقاييس أرق.

نظرًا لانخفاض محتواها من الكروم ونقص النيكل ، عادةً ما تكون درجات الصلب الفريتية القياسية أقل تكلفة من نظيراتها الأوستينية. غالبًا ما تتضمن درجات التخصص الموليبدينوم.

يمكن تصنيف سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدية بشكل عام إلى خمس مجموعات ، وثلاث عائلات من الدرجات القياسية (المجموعات من 1 إلى 3) وعائلتان من الفولاذ الخاص (المجموعات 4 و 5). في حين أن الفولاذ الحديدي القياسي هو ، إلى حد بعيد ، أكبر مجموعة مستهلكين من حيث الحمولة ، فإن الطلب على الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة المتخصصة يزداد باطراد.

تحتوي هذه على أقل محتوى من الكروم لجميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ ، وبالتالي فهي الأقل تكلفة من المجموعات الخمس. وهي مثالية للبيئات المسببة للتآكل قليلاً حيث يكون الصدأ المحلي مقبولاً. تم إنشاء الدرجة 409 في البداية لكواتم الصوت لأنظمة عادم السيارات ولكن يمكن العثور عليها الآن في أنابيب عادم السيارات وأغلفة المحول الحفاز. غالبًا ما يتم استخدام الدرجة 410L للحاويات والحافلات وإطارات شاشات LCD.

تم العثور على فولاذ الحديد الأكثر استخدامًا في المجموعة 2. تحتوي على نسبة عالية من الكروم ، وبالتالي فهي أكثر مقاومة للتآكل بواسطة أحماض النيتريك وغازات الكبريت والعديد من الأحماض العضوية والغذائية. في بعض التطبيقات ، يمكن استخدام هذه الدرجات كبديل للفولاذ الأوستنيتي من الدرجة 304. غالبًا ما يوجد الصف 430 في الأجزاء الداخلية للأجهزة ، بما في ذلك براميل الغسالة أيضًا مثل أحواض المطبخ والألواح الداخلية وغسالات الأطباق وأدوات المائدة وأواني الطبخ وإنتاج الطعام معدات.

بفضل خصائص اللحام والقابلية للتشكيل الأفضل من صفائح الحديد الحديدية من المجموعة 2 ، يمكن استخدام الفولاذ المجموعة 3 للاستبدال الصف الأوستنيتي 304 في مجموعة أوسع من التطبيقات ، بما في ذلك الأحواض وأنابيب التبادل وأنظمة العادم والأجزاء الملحومة من الغسيل الآلات.

مع ارتفاع محتوى الموليبدينوم ، فإن درجات الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدية في المجموعة 4 عززت مقاومة التآكل وهي تستخدم في خزانات المياه الساخنة وسخانات المياه الشمسية وأجزاء نظام العادم والغلايات الكهربائية وعناصر فرن الميكروويف والسيارات تقليم. الصف 444 ، على وجه الخصوص ، لديه مكافئ مقاومة تأليب (PRE) مشابه للدرجة 316 الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ، مما يسمح باستخدامه في البيئات الخارجية الأكثر تآكلًا.

تتميز هذه المجموعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الخاص بمحتوى عالي نسبياً من الكروم وإضافة الموليبدينوم. والنتيجة هي الفولاذ مع مقاومة ممتازة للتآكل والقشر (أو الأكسدة). في الواقع ، مقاومة التآكل من الدرجة 447 تعادل تلك الموجودة في معدن التيتانيوم. عادة ما يتم استخدام الفولاذ المجموعة 5 في البيئات الساحلية والبحرية شديدة التآكل.