الفولاذ الأوستنيتي هو فولاذ مقاوم للصدأ غير مغناطيسي يحتوي على مستويات عالية من الكروم و النيكل ومستويات منخفضة من الكربون. معروف بقدرته على التشكيل ومقاومته تآكل، الفولاذ الأوستنيتي هي الدرجة الأكثر استخدامًا من الفولاذ المقاوم للصدأ.
تحديد الخصائص
يحتوي الفولاذ الحديدي على هيكل حبيبي مكعب (BCC) يتمحور حول الجسم ، ولكن يتم تحديد النطاق الأوستنيتي للفولاذ المقاوم للصدأ هيكلها البلوري المكعب الذي يركز على الوجه (FCC) ، والذي يحتوي على ذرة واحدة في كل زاوية من المكعب وواحدة في منتصف كل منها وجه. يتكون هيكل الحبوب هذا عند إضافة كمية كافية من النيكل إلى السبائك — 8 إلى 10 في المائة في الكروم القياسي بنسبة 18 في المائة أشابة.
بالإضافة إلى كونها غير مغناطيسية ، لا يمكن معالجة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي بالحرارة. يمكن أن تكون باردة تعمل على تحسين الصلابة والقوة ومقاومة الإجهاد. حل يسخن حتى 1045 درجة مئوية متبوعًا بالتبريد أو التبريد السريع يعيد الحالة الأصلية للسبائك ، بما في ذلك إزالة فصل السبائك وإعادة تأسيسه ليونة بعد العمل البارد.
تصنف الفولاذ الأوستنيتي القائم على النيكل على أنه سلسلة 300. أكثر هذه الأسباب شيوعًا الصف 304والتي تحتوي عادةً على 18٪ كروم و 8٪ نيكل.
ثمانية في المئة هي الحد الأدنى من النيكل الذي يمكن إضافته إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يحتوي على 18 في المئة من الكروم من أجل تحويل جميع الفريت إلى الأوستينيت بالكامل. الموليبدينوم يمكن أيضًا إضافتها إلى مستوى حوالي 2 في المائة للصف 316 لتحسين مقاومة التآكل.
على الرغم من أن النيكل هو عنصر السبائك الأكثر استخدامًا لإنتاج الفولاذ الأوستنيتي ، فإن النيتروجين يوفر إمكانية أخرى. يتم تصنيف الفولاذ المقاوم للصدأ مع النيكل المنخفض ومحتوى النيتروجين العالي على أنه 200 سلسلة. ومع ذلك ، لأنه غاز ، يمكن إضافة كميات محدودة فقط من النيتروجين قبل ظهور تأثيرات ضارة ، بما في ذلك تكوين النيتريد ومسامية الغاز التي تضعف السبائك.
إضافة المنغنيز، وهو أيضًا أوستينيت سابقًا ، جنبًا إلى جنب مع تضمين النيتروجين يسمح بإضافة كميات أكبر من الغاز. نتيجة لذلك ، هذين العنصرين ، جنبا إلى جنب مع نحاس- والتي تحتوي أيضًا على خصائص تشكيل الأوستينيت - غالبًا ما يتم استبدالها بالنيكل 200 سلسلة الفولاذ المقاوم للصدأ.
تم تطوير السلسلة 200 - التي يشار إليها أيضًا باسم الفولاذ المقاوم للصدأ من الكروم - (CrMn) - في أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين عندما كان النيكل يعاني نقصًا في الأسعار وكانت الأسعار مرتفعة. يعتبر الآن بديلاً فعالاً من حيث التكلفة للصلب 300 من الفولاذ المقاوم للصدأ والذي يمكن أن يوفر فائدة إضافية لقوة الإنتاجية المحسنة.
الدرجات المستقيمة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لها محتوى كربون أقصى يبلغ 0.08 في المائة. تحتوي الدرجات المنخفضة الكربون أو الدرجات "L" على الحد الأقصى من محتوى الكربون بنسبة 0.03 في المائة لتجنب ترسيب الكربيد.
الفولاذ الأوستنيتي غير مغناطيسي في حالة التلدين ، على الرغم من أنه يمكن أن يصبح مغناطيسيًا قليلاً عند عملت الباردة. لديهم قابلية جيدة للتشكيل واللحام ، وكذلك صلابة ممتازة ، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة أو المبردة. كما أن الدرجات الأوستنيكية لها إجهاد منخفض وقوة شد عالية نسبيًا.
في حين أن الفولاذ الأوستنيتي أغلى من الفولاذ المقاوم للصدأ ، إلا أنه عمومًا أكثر متانة ومقاومة للتآكل.
التطبيقات
يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك:
- تقليم السيارات
- تجهيزات المطابخ
- معدات الأغذية والمشروبات
- معدات صناعية
التطبيقات حسب درجة الصلب
304 و 304 لتر (الدرجة القياسية):
- الدبابات
- أوعية تخزين وأنابيب للسوائل المسببة للتآكل
- معدات التعدين ، والمواد الكيميائية ، والبرودة ، والأغذية والمشروبات ، والأدوية
- أدوات المائدة
- هندسة معمارية
- الأحواض
309 و 310 (درجات عالية من الكروم والنيكل):
- مكونات الفرن والفرن والمحول الحفاز
318 و 316 لتر (درجات محتوى المولى العالية):
- صهاريج تخزين كيماوية وأوعية الضغط والأنابيب
321 و 316 Ti (الدرجات "المستقرة"):
- حرقان لاحق
- سخانات فائقة
- المعوضات
- منفاخ التوسع
200 سلسلة (درجات النيكل منخفضة):
- غسالات الصحون والغسالات
- أدوات المائدة وأدوات الطهي
- خزانات المياه الداخلية
- العمارة الداخلية وغير الهيكلية
- معدات الأغذية والمشروبات
- قطع غيار السيارات