ميزات وبحوث تطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي

بحث في خصائص وتطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي

1 مقاومة التآكل في الغلاف الجوي

منذ الحديد ستان ستيل يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل في الغلاف الجوي ، وقد تم استخدامه مؤخرًا كسقف وجدار ستارة للمباني. ومع ذلك ، فإن بيئة الغلاف الجوي في المناطق القريبة من البحر قاسية بشكل خاص ، وخاصة الجسيمات العالقة من مياه البحر والهواء مواد مسببة للتآكل تمامًا. لذلك ، تم تطوير الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي عالي الكروم المستخدم في هذه البيئات.

يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للتآكل في الغلاف الجوي على نسبة عالية من الكروم والموليبدينوم العالي ، ويتم إضافة كمية صغيرة من النيوبيوم والتيتانيوم. يحتوي هذا الفولاذ في الواقع على 22٪ كروم و 1.2٪ موليبدينوم. يعتبر وجود كمية كافية من الكروم والموليبدينوم ضروريين لتحسين مقاومة التنقر للفولاذ المقاوم للصدأ. يحتوي الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ من النوع 304 و 316 على زيادة كبيرة في مساحة الصدأ مع زيادة عدد دورات اختبار التآكل الدوري.

على العكس من ذلك ، بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي مثل النوع 444 وفولاذ البحث والتطوير ، زادت المنطقة الصدئة بشكل طفيف خلال أول 600 دورة اختبار ، وبعد دورة اختبار أطول ، كانت المنطقة الصدئة في حالة مشبعة. يوضح فولاذ البحث والتطوير (22Cr-1.2Mo-Nb ، Ti) أن المنطقة الصدئة هي الأقل في أي فترة اختبار.

2 مقاومة التآكل الحبيبي

يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ 410 لتر أو 409 كمواد لأنظمة التحكم في انبعاثات عوادم السيارات نظرًا لمقاومته الجيدة للتآكل ، وقابلية التشكيل ، ومقاومة الحرارة. في السنوات الأخيرة ، زادت درجة حرارة تصميم عادم السيارات. وذلك لأن الزيادة في درجة حرارة عادم السيارات يمكن أن تحسن كفاءة التحويل للمحولات الحفازة وتقليل الغازات الضارة مثل أكاسيد النيتروجين وأكسيد الكبريت وانبعاثات الهيدروكربون.

ومع ذلك ، فإن الزيادة في درجة الحرارة قد تؤدي إلى ظروف تآكل مواد أسوأ. على سبيل المثال ، ينتج كربيد الكروم ترسبات على كاتم الصوت عند درجة حرارة العادم ، أي عند درجة حرارة من 400 إلى 500 درجة مئوية ، سيؤدي ذلك إلى استنفاد الكروم عند حدود الحبوب والتآكل بين الخلايا الحبيبية. نظرًا لأن منطقة اللحام حساسة بشكل خاص للتآكل الحبيبي ، فمن الضروري تحسين مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي المحتوي على 12٪ Cr. هناك طريقة أخرى لحل هذه المشكلة وهي تطوير الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي الجديد.

أحد الأمثلة على ذلك هو إضافة النيوبيوم إلى الفولاذ المحتوي على 12٪ كروم. يستخدم هذا الفولاذ على نطاق واسع في أنظمة انبعاثات عوادم السيارات كمواد مقاومة للتآكل بين الخلايا الحبيبية ، مثل القنوات الأمامية ، والأنابيب المركزية ، وكواتم الصوت. من المعروف أن تقليل محتوى الكربون والنيتروجين في الفولاذ فعال جدًا في منع التآكل بين الخلايا الحبيبية. بهذه الطريقة ، يمكن أن تؤدي إضافة النيوبيوم والتيتانيوم إلى الفولاذ إلى تحسين مقاومته للتآكل بين الخلايا الحبيبية.

3 القابلية للتشكيل

إن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي واسع للغاية ، وتختلف خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي التي يتطلبها كل استخدام. ومع ذلك ، فإن قابلية التشكيل للفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي أسوأ من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مثل الفولاذ 304. على الرغم من أن قيمة γ للفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، أي مؤشر قدرة السحب العميق ، تختلف في نطاق واسع من 1.0 إلى 2.0 ، فإن القيمة n ، أي أن مؤشر الليونة محدود ، حوالي 0.2 ، وهو أقل من 0.4 إلى 0.65 من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. بالنسبة للمنتجات المسحوبة ، من الصعب استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي لاستبدال الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ. إذا كنت ترغب في استبداله ، يجب عليك تغيير تصميم المنتج وتصميمه إلى شكل مرسوم.

4 المرونة

تم إجراء الكثير من الأبحاث حول تأثير التيتانيوم والنيوبيوم على قابلية تشكيل الضغط ، والتركيز بشكل أساسي على متوسط ​​\ uXNUMXb \ uXNUMXb القيمة. الاستنتاج هو أن كمية مناسبة من هذه العناصر يمكن أن تحسن بشكل فعال قابلية تشكيل الضغط. ومع ذلك ، فإن الإضافة المفرطة لهذه العناصر يمكن أن يكون لها أيضًا آثار ضارة.

على سبيل المثال ، مع زيادة محتوى التيتانيوم والنيوبيوم ، تزداد أيضًا درجة حرارة التحول للشقوق الطولية. على الرغم من أن الفولاذ الفريتي المقاوم للصدأ له قيمة متوسطة جيدة ، إلا أن درجة حرارة انتقال هشاشة الدكتايل قد تتسبب في تلف قدرة السحب العميق. نظرًا لأن درجة حرارة التحول هي أحد العوامل الحاسمة لقابلية التشكيل ، فقد يكون من الصعب متابعة التشوه عند درجة حرارة تحويل أعلى.

5 قوة درجات الحرارة العالية

يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ 409 لترًا (11Cr-Ti) كمواد لمشعب عادم السيارات ، وقد تم تصميم درجة حرارة العادم لتكون حوالي 800 درجة مئوية. عندما تكون درجة حرارة العادم حوالي 900 درجة مئوية ، يتم استخدام 430J1L (18Cr-0.4Nb-0.5Cu) من الفولاذ المقاوم للصدأ. ومع ذلك ، لا تزال درجة حرارة العادم تتزايد ، الأمر الذي يتطلب مزيدًا من التحسين في جودة الفولاذ المقاوم للصدأ.

بهذه الطريقة ، لا يمكن لمقاومة الحرارة للفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي عالي الكروم أن تلبي متطلبات مشعبات العادم. لذلك ، كان هناك دائمًا طلب قوي على الفولاذ المقاوم للصدأ ذو درجة الحرارة العالية والمنافسة من حيث التكلفة. بالنظر إلى هذا الطلب ، تمت دراسة تأثير إضافة النيوبيوم والموليبدينوم على أداء درجات الحرارة العالية.