خالية من النيكل أو خالية من النيكل الفولاذ المقاوم للصدأ يشير إلى الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ مع Mn و N- جيل ني. إنه اتجاه تطوير مادي جديد حظي باهتمام واسع النطاق مع تقدم التكنولوجيا المعدنية في السنوات الأخيرة. نظرًا لأن الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ المحتوي على النيتروجين له العديد من المزايا ، فقد أطلق طفرة بحثية. مع تقدم تكنولوجيا تصنيع الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ المحتوي على النيتروجين ، ستستمر تكاليف التصنيع في الانخفاض ، وسيتم تحسين الأداء بشكل أكبر ، ونطاق تطبيق الأوستنيتي المحتوي على النيتروجين ستان ستيل سوف تستمر في التوسع.
لذلك ، يمكن توقع أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المحتوي على النيتروجين ، وخاصة عالي النيتروجين ، سيتم استخدامه على نطاق واسع في العديد من المجالات المهمة مثل النقل ، والبناء ، والفضاء ، والهندسة البحرية ، والطاقة الذرية ، والصناعة العسكرية. في هذه الدراسة ، تم استخدام المنجنيز والنيتروجين ليحلوا جزئياً محل النيكل في هيكل وخصائص الفولاذ المقاوم للصدأ. تم إجراء تحليل الهيكل وخواص الشد والتأثير الميكانيكية لصلبين من الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض النيكل بمحتوى نيتروجين مختلف ، ودُرِست آلية التصدع.
وفقًا لتأثير عناصر السبائك على هيكل وخصائص الفولاذ الأوستنيتي ، تم تصميم فولاذ مقاوم للصدأ منخفض النيكل مكون من عنصرين. بعد صهرها وتشكيلها في فرن صهر تفريغ ، يظهر التركيب الكيميائي الرئيسي للمادة في الجدول 1. استخدم قطع الأسلاك لمعالجة المادة إلى شريط طويل من عينة الصدمة وعينة شد دائرية على شكل قضيب ، كل منها يأخذ 3 عينات. في فرن المقاومة من نوع الصندوق SXZ-10-13 ، يتم معالجة العينة بمحلول صلب.
درجة حرارة المحلول الصلب لفولاذ الاختبار عالي النيتروجين هي 1050 درجة مئوية ، وفولاذ الاختبار منخفض النيتروجين هو 1100 درجة مئوية. طريقة التبريد هي تبريد الماء. بعد معالجة المحلول ، يتم اختبار العينة بحجم 10 مم × 10 مم × 10 مم على نموذج اختبار صلابة روكويل HR150A ، الحمولة 1.96 نيوتن ، ووقت الاحتفاظ بالضغط هو 20 ثانية ، ويتم ضرب كل عينة 3 نقاط وتأخذ المتوسط . يتم إجراء اختبار تأثير درجة حرارة الغرفة على جهاز اختبار الصدمات المجمع XJ-502 وفقًا لـ GB / T229-2007 "طريقة اختبار تأثير بندول شاربي للمواد المعدنية".
يتم إجراء اختبار الشد بدرجة حرارة الغرفة على آلة اختبار الزحف الإلكترونية طراز RDL100 وفقًا لـ GB / T228-2002 "طريقة اختبار شد درجة حرارة غرفة المواد المعدنية". تحضير العينات المعدنية ومراقبة البنية المجهرية باستخدام المجهر الضوئي الانعكاسي DM2500M لايكا. تم استخدام مقياس حيود الأشعة السينية D / MAX2005PC لتحليل الهيكل وتم استخدام المجهر الإلكتروني الماسح JSM-7001F (SEM) لمراقبة كسور الشد والصدمة.
الجدول 1 التركيب الكيميائي لفولاذ الاختبار (نسبة الكسر الكتلي)
| اختبار الصلب | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | N | Fe |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| عالي النتروجين | 0.0350 | 0.158 | 14.96 | 0.0233 | 0.0162 | 16.94 | 2.56 | 1.65 | 0.75 | بال |
| نيتروجين منخفض | 0.0324 | 0.226 | 19.78 | 0.0248 | 0.0175 | 17.46 | 1.68 | 1.64 | 0.213 | بال |
تظهر النتائج:
(1) المصفوفة ذات المحتوى العالي من النيتروجين والنيتروجين المنخفض والفولاذ المقاوم للصدأ منخفض النيكل بعد المحلول الصلب هي الأوستينيت أحادي الطور وهيكل ثنائي الطور بنصف الأوستينيت والفريت. قوة الشد لكلاهما عالية نسبيًا ، 840.18 و 688.38 ميجا باسكال على التوالي. يعمل النيتروجين كذرة خلالية لتحقيق تقوية جيدة للمحلول الصلب في الفولاذ.
(2) إن كسور الشد والتأثير لدرجة حرارة الغرفة للمحتوى العالي من النيتروجين وفولاذ الاختبار ذو المحتوى المنخفض من النيتروجين لها أشكال غمازة واضحة. طاقة امتصاص الصدمات هي 191 و 250 جول ، على التوالي ، ولها مقاومة تأثير جيدة ، والصلابة أكبر من 93HRB. الخصائص الميكانيكية الشاملة لأوستينيت النيتروجين العالي في درجة حرارة الغرفة أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين مع محتوى منخفض من النيتروجين.