35089 شنبه تا چهارشنبه از 8:30 صبح تا 5 عصر
پنج شنبه از 8:30 تا 12 ظهر
گروه فلز کاتالوگ 

با بیش از ربع قرن تجربه در زمینه ارائه انواع محصولات استنلس استیل

درباره گروه فلز

گروه فلز در سال 1371 با هدف خدمت به تولید کنندگان و صاحبان صنایع تاسیس گردید ...

بیشتر بدانید ...

هندبوک استنلس استیل، فصل دوم - طبقه بندی و گریدهای استنلس استیل

قیمت ورق استیل؛ فروش انواع ورق استیل صنعتی و ورق استنلس استیل در آلیاژ و ضخامت های مختلف. با حرفه‌ای‌ها خرید کنید تلفن: 35089-021

 

هندبوک استنلس استیل

فصل دوم - طبقه بندی و گریدهای استنلس استیل

در طول سالیان متمادی که از تولید اولین استنلس استیل می گذرد، روز به روز بر تعداد گریدهای این آلیاژ افزوده شده است. جداول 2:1 و 2:2 شامل انواع گرید و ترکیب شیمیایی استنلس استیل تولیدی شرکت Outokumpu می باشد. هر گرید از استنلس استیل ترکیب شیمیایی مختص به خود را دارد، به طوری که تنوع آلیاژی در این محصول همواره چالش های بزرگی را در واحد استاندارد سازی قطعات به دنبال داشته است. برای دریافت اطلاعات در مورد استنلس استیل، میتوان به استانداردهای EN 10088-1، ASTM A240 و ISO 15510 مراجعه نمود. البته لازم به ذکر است که به جهت ایجاد دیدگاهی کلی، مشخصات انواع استنلس استیل مطابق با استانداردهای ذکر شده، در جدول 2:3 و 2:4 آورده شده است.
از آنجایی که ریز ساختار تاثیری بسیار تعیین کننده روی خواص آلیاژ دارد، استنلس استیل نیز با توجه به ساختاری که در دمای اتاق دارد، به انواع مختلفی دسته بندی می شود که اطلاعات کامل آنها را می توان در جداول 2:1 و 2:4 مشاهده نمود. 
استنلس استیل تولیدی شرکت Outokumpu را می توان به 5 گروه اصلی آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی، دوپلکس و رسوب سختی تقسیم بندی کرد. هر یک از این آلیاژها برای کاربردهای خاصی طراحی و ساخته شده اند که تعدادی از آنها را در شکل های زیر می توان مشاهده کرد.

 

استنلس استیل فریتی

گریدهای استاندارد استنلس استیل فریتی شامل عنصر کروم در حدود 11.2 تا 19 درصد وزنی آلیاژ می باشد. استنلس استیل فریتی معمولاً دارای مقادیر ناچیزی نیکل در حد 0.75 درصد است و از آنجایی که نیکل یکی از گران ترین عناصر آلیاژی در سطح جهان می باشد و همچنین ناچیز بودن این عنصر در ترکیب شیمیایی استیل فریتی، قیمت این آلیاژ بسیار متعادل تر نسبت بقیه انواع استنلس استیل می باشد.
برای بهبود مقاومت آلیاژهای فریتی در برابر خوردگی، مقادیر مشخصی مولیبدن به ترکیب اضافه می شود و برای بهبود خواص جوشکاری آن عناصر نایبیم و یا تیتانیم به ترکیب افزوده می گردد.
این گروه از استنلس استیل که به آلیاژهای آهن-کروم نیز معروفند، با توجه به زمینه فریتی که دارند، مغناطیسی می باشند.

 

استنلس استیل فریتی دما بالا

این نوع از استنلس استیل، معمولاً از قابلیت تحمل دمایی تا درجه حرارت های بالا از بین 800 تا 1150 درجه برخوردار می باشند. این آلیاژها در محیط های گوگردی یا در جاهایی که استحکام کششی کم مورد نیاز است، کاربرد عمده دارند. این گرید به جهت افزایش مقاومت خزشی کربن بیشتری در ساختار خود دارد و با افزودن سیلیسیم و آلومینیم مقاومت آن در برابر اکسیداسیون را می توان بهبود بخشید.
 

ریزساختار فریتی
شکل 2:1-ریزساختار فریتی که نشانگر دانه هایی هم محور می باشد.

ریزساختار مارتنزیتی
شکل 2:2-ریزساختار مارتنزیتی ناشی از تغییر فاز زمینه آستنیتی


استنلس استیل مارتنزیتی و رسوب سختی

استنلس استیل مارتنزیتی کوچکترین گروه از خانواده فولادهای ضدزنگ می باشد. با توجه به بالاتر بودن نرخ کربن در ترکیبشان در مقایسه با سایر گریدهای استیل، استحکام و سختی بیشتری داشته و حتی در برخی موارد جهت استحکام بیشتر از نیتروژن در ساختار آن استفاده می شود. استیل مارتنزیتی حاوی مقادیر ناچیزی نیکل و مولیبدن می باشد و حتی در برخی موارد این دو عنصر در ترکیب این گرید آلیاژی دیده نمی شود. با افزودن مقداری نیکل و کاهش درصد کربن، قابلیت جوشکاری در این آلیاژ بهبود پیدا میکند. با افزودن گوگرد به این آلیاژ قابلیت ماشینکاری آن نیز بهتر می گردد. استنلس استیل مارتنزیتی مغناطیسی بوده و سختی پذیر می باشد. استنلس استیل رسوب سختی نیز با مکانیزمی ویژه شامل تشکیل رسوب در ریزساختار و سخت شدن آلیاژ توسط این مکانیزم تولید می شود. استنلس استیل رسوب سختی نیز جزو آلیاژهای مغناطیسی محسوب می شود.

 

استنلس استیل دوپلکس

این نوع از استیل دارای ریزسختار آستنیتی-فریتی می باشد، با فازی تعادل شامل 50 درصد زمینه فریت و 50 درصد زمینه آستنیت. استنلس استیل دوپلکس از مجموعه خواص مفید استنلس استیل فریتی و آستنیتی  به طور همزمان برخوردار می باشد. استحکام این آلیاژ قابل قبول بوده و در مقابل خوردگی تنشی مقاوم می باشد. استنلس استیل دوپلکس دارای درصد کروم بالا (بالغ بر 20 الی 25.5 درصد) می باشد، اما مقدار نیکل در آن در مقایسه با استیل آستنیتی نسبتاً پایین می باشد (1.4 الی 7 درصد).
مقدار کم نیکل در ترکیب استنلس استیل دوپلکس تاثیر مستقیم بر روی قیمت آن خواهد داشت، به طوری که نسبت به سایر آلیاژهای با درصد نیکل بالا، قیمت پایین تری دارند. به جهت متعادل کردن ریزساختار و بهبود مقاومت در برابر خوردگی، عنصر مولیبدن به میزان 0.3 تا 4 درصد اضافه می شود. به منظور بالابردن استحکام نیز مقادیر مشخصی نیتروژن به ترکیب این آلیاژ اضافه می گردد.
در برخی گریدهای این گروه، از منگنز به جای نیکل استفاده می شود که هدف از آن، افزایش حلالیت نیتروژن در آلیاژ می باشد.
از جمله گریدهای مشهور استنلس استیل دوپلکس LDX 2101 و 2304 را می توان نام برد که کارایی و کیفیت بسیار خوبی از خود نشان داده اند. استنلس استیل دوپلکس 2205 نیز در برخی موارد تحت عنوان Duplex 22Cr و گریدهای 2507 و 4501 به عنوان Superduplex 25Cr شناخته می شوند.
از آنجایی که زمینه این آلیاژها فریتی است، ساختاری مغناطیسی دارند. اخیراً نیز گروه جدیدی از انواع گرید استنلس استیل دوپلکس تحت عنوان FDX معرفی شده اند که نسبت به بقیه گریدهای این خانواده، شکل پذیری بهتری دارند.

 

استنلس استیل آستنیتی

این نوع از استنلس استیل، بزرگترین گروه از مجموعه خانواده های فولادهای ضدزنگ می باشد و می توان آن را به دسته های مستقل کروم-منگنز، کروم-نیکل، کروم-نیکل-مولیبدن، استنلس استیل با کارایی بالا و مقاوم در برابر حرارت تقسیم بندی کرد. از جمله خصوصیات این گروه می توان به مقاومت فوق العاده در برابر خوردگی، قابلیت شکل پذیری خوب و قابلیت جوشکاری مناسب اشاره نمود. مقاومت این آلیاژ در دماها و کاربردهای بسیار پایین نیز قابل توجه می باشد. استنلس استیل آستنیتی با توجه به زمینه آستنیتی که دارد، غیرمغناطیسی می باشد.
عملیات کار سرد بر روی این آلیاژ از طرفی باعث افزایش استحکام آن شده، و از طرفی دیگر با تغییر ریزساختار و زمینه در ناحیه های تحت کار سرد ممکن است کمی خواص مغناطیسی در آن نواحی ایجاد گردد.

ریزساختار دوپلکس
شکل 2:3-ریزساختار استنلس استیل دوپلکس (لایه های تیره: فریت، لایه های روشن: آستنیت)

 ریزساختار آستنیتی
شکل: 2:4-ریزساختار آستنیتی

 کاربرد استنلس استیل
شکل 2:5-مثالی از کاربرد استنلس استیل: ماشین لباسشویی

 

استنلس استیل کروم-نیکل

این نوع از استنلس استیل عمدتاً با عناصر کروم و نیکل آلیاژسازی می شوند و ترکیبات آن اثری از مولیبدن وجود ندارد. این گرید تحت عنوان 8-18 نیز شناخته می شود که عدد 18 نشانگر درصد کروم و عدد 8 نشانگر درصد نیکل در ترکیب این آلیاژ می باشد.
جهت بهبود استحکام، به برخی از این گریدها نیتروژن افروده می شود. در عین حال عنصر گوگرد نیز به منظور بهبود قابلیت ماشینکاری به این آلیاژ اضافه می شود. از آنجایی که در برخی کاربردها، خواص دما بالا نیاز است، برای دستیابی به این منظور عناصری چون تیتانیم و نایبیم را میتوان به ترکیب اضافه نمود. لازم به ذکر است که با تثبیت تیتانیم و نایبیم در ساختار به منظور جلوگیری از رسوب کاربیدها در حین جوشکاری نیز میتوان استفاده کرد، اما برای فولادهای مدرن کم کربن کروم-نیکل چنین مکانیزمی ضروری نیست. 

 

استنلس استیل کروم-منگنز

این نوع از فولاد که با توجه به استانداردهای AISI و ASTM به استنلس استیل سری 200 مشهور است، در پی کاهش نرخ درصد نیکل در زمینه و جایگزینی آن با عناصری چون منگنز و نیتروژن، ساختار آستنیتی آن کاهش می یابد. آلیاژ 1.4372 یا همان 201 در استاندارد آمریکا، دارای 17 درصد کروم، 4 درصد نیکل و 7 درصد منگنز می باشد. از ویژگی های این آلیاژ می توان به شکل پذیری خوب، مقاومت در برابر خوردگی خوب و قابلیت جوشکاری مناسب اشاره کرد.

 

استنلس استیل کروم-نیکل-مولیبدن

این نوع از آلیاژ، با توجه به افزودن عنصر مولیبدن (حدوداً 2 تا 3 درصد) به ترکیب آلیاژ پایه 8-18، مقاومت در برابر خوردگی در محیط های حاوی کلر آن افزایش پیدا می کند. این آلیاژ به استنلس استیل 316 معروف بوده و اصطلاحاً به آن ضد اسیدی گفته می شود. میزان کروم در این آلیاژ 17 درصد و مقدار نیکل آن چیزی در حدود 10 الی 13 درصد می باشد. در این آلیاژها نیز، همانند استنلس استیل کروم-نیکل از نیتروژن جهت استحکام بیشتر، از گوگرد برای بهبود ماشینکاری و از تیتانیم و نایبیم به منظور دستیابی به خواص دما بالای این آلیاژ می توان استفاده نمود. همانطور که قبلاً اشاره شد از تیتانیم و نایبیم به منظور جلوگیری از رسوب کاربید کروم در حین جوشکاری نیز می توان استفاده کرد که آپشنال بوده و در این گرید بخصوص نیز نیاز به چنین کاری نمی باشد.

 

استنلس استیل با کارایی بالا

این نوع از استنلس استیل برای محیط های بسیار خاص (عموماً درخواستی) و با درصد عناصر آلیاژی بسیار بالاتر نسبت بقیه گریدها تولید می شوند. درصد کروم در این آلیاژها بین 17 تا 25 درصد، نیکل 14 تا 25 درصد، و مولیبدن بین 3 الی 7 درصد متغیر می باشد. در این آلیاژ از نیتروژن جهت افزایش مقاومت در برابر خوردگی و استحکام استفاده می شود و در برخی از گریدهای خاص آن برای مقاومت در برابر برخی از اسیدهای خاص عنصر مس به ترکیب آن افزوده می شود. آلیاژ های 254 SMO و 1.4529 (یا همان 926) بعضاً به عنوان استنلس استیل سوپرآستنیتی با کد آلیاژی 6Mo و آلیاژ 654 SMO تحت عنوان 7Mo شناخته می شوند.

 

استنلس استیل آستنیتی مقاوم در دماهای بالا

این نوع از فولاد در ابتدا به منظور کار در دماهای بالاتر از 550 درجه (محدوده دمایی که خزش اتفاق می افتد) ساخته و پرداخته شده است. ترکیب شیمیایی این استنلس استیل به گونه ای طراحی شده که از قابلیت تحمل قرارگیری در مجاورت گازهای خشک دما بالا (800 الی 1150 درجه) برخوردار بوده، بدون اینکه دچار اکسیداسیون شود. این آلیاژ حاوی 17 تا 25 درصد کروم و 8 تا 20 درصد نیکل بوده، و در ساختار آن مولیبدن وجود ندارد. عنصر سیلیسیم به منظور افزایش مقاومت در برابر اکسیداسیون به این آلیاژها افزوده می شود. مجموعه گریدهای MA شرکت Outokumpu با ترکیبی شامل عناصر سیلیسیم و سریم به جهت مقاومت در برابر اکسیداسیون و عنصر نیتروژن به منظور بهبود خواص خزشی به مرحله تولید و بهره برداری قرار گرفته اند.
 

دایجستر استنلس استیل

شکل 2:6-دایجستر مداوم ساخته شده از استنلس استیل دوپلکس شرکت Veracel برزیل

 سردر هتل از جنس استیل
شکل 2:7-هتل Savoy لندن. سردر ساخته شده از استنلس استیل کروم-نیکل با سطح صیقلی. تکمیل شده در سال 1929

 

تاثیر عناصر آلیاژی بر فولاد

هر یک از عناصر آلیاژی مختلف، تاثیرات خاصی روی خواص استنلس استیل دارند. از جمله این تاثیرات می توان از اثرگذاری بر روی شکل پذیری، انعطاف پذیری، قابلیت های جوشکاری، مقاومت در برابر خوردگی و ماشین پذیری اشاره نمود. لازم به ذکر است که عملیات حرارتی بعد از افزودن یا کاستن عناصر آلیاژی به محصول، نقشی تعیین کننده بر روی کیفیت خواص موردنظر خواهد داشت. در ادامه به بحث و بررسی عناصر آلیاژی و خواصشان بر روی آلیاژ پرداخته خواهد شد و لازم به ذکر است تاثیر هر یک از این عناصر در هر یک از گریدها و خانواده های استنلس استیل متفاوت می باشد.

 

کروم (Cr)

مهم ترین عنصر آلیاژی که به ساختار آلیاژ مقاومت عالی در برابر خوردگی می بخشد، کروم نام دارد. برای اینکه یک آلیاژ، در دسته استنلس استیل قرار گیرد، بایستی حداقل به میزان 10.5 درصد کروم در ترکیب شیمیایی آن موجود باشد و در ادامه هر چقدر که میزان محتوای کروم در آلیاژ بیشتر شود، به تبع میزان مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ نیز افزایش خواهد یافت. نکته حائز اهمیت دیگری در مورد کروم این موضوع است که این عنصر مقاومت در برابر اکسیدایسیون در دماهای بالا را نیز افزایش داده و و از آنجایی که عنصری فریت زاست، به زمینه آلیاژ ساختاری فریتی می بخشد که ذاتاً ساختاری مغناطیسی می باشد.


لوید

شکل 2:8: ساختمان Lloyd، لندن، ساخته شده در سال 1986. استفاده از روکش های استنلس استیل 316 با سطح HyClad® Linen

مجسمه ای از جنس استیل

شکل 2:9- مجسمه "پدرمان خدا، ایستاده بر رنگین کمان". استکهلم، سوئد. طراحی شده توسط کارل میلز و با استفاده از استنلس استیل سوپرآستنیتی 254 SMO

 

نیکل (Ni)

عنصر آلیاژی دیگری که با هدف ایجاد زمینه آستنیتی به آلیاژ اضافه می شود، نیکل نام دارد. این عنصر عموماً شکل پذیری و چقرمگی آلیاژ را افزایش می دهد. نیکل هم چنین نرخ سرعت خوردگی را در محیط های اسیدی کاهش می دهد. در گریدهای استنلس استیل رسوب سختی از نیکل به منظور ایجاد ترکیبات بین فلزی استفاده می شود که این امر موجب افزایش استحکام فولاد می شود. در استنلس استیل مارتنزیتی نیز، با همزمانی افزایش نیکل و کاهش نرخ کربن از ساختار، قابلیت جوش پذیری آلیاژ قابل افزایش می باشد.


مولیبدن (Mo)

وجود عنصر مولیبدن در ترکیب، مقاومت آلیاژ در برابر خوردگی یکنواخت و موضعی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. تا حدودی نیز استحکام مکانیکی را افزایش داده و زمینه آلیاژ را به سمت فریتی شدن سوق می دهد.  با این تفاسیر، وجود مولیبدن ریسک تشکیل فازهای ثانویه در استنلس استیل آستنیتی، فریتی و دوپلکس را افزایش می دهد. در استنلس استیل مارتنزیتی نیز، سختی در دماهای بالا را به علت تاثیر مستقیمی که بر روی رسوب کاربیدها دارد، افزایش می دهد.

 

مس (Cu)

مس مقاومت در برابر خوردگی در برابر برخی اسیدهای خاص را تقویت کرده و مقدمات ایجاد زمینه ای آستنیتی در آلیاژ را افزایش می دهد. این عنصر قابلیت بهبود ماشین پذیری آلیاژ، در فولادهای کارسخت شده را نیز دارا می باشد. در عین حال در برخی موارد ممکن است به منظور بهبود قابلیت شکل پذیری آلیاژ نیز مورد استفاده قرار گیرد.

 

منگنز (Mn)

به طور کلی، منگنز عنصری است که به منظور بهبود شکل پذیری گرم در آلیاژ مورد استفاده قرار می گیرد.  تاثیر منگنز بر تعادل فازهای آستنیت/ فریت در درجه حرارت های مختلف، متفاوت است، به طوری که در دماهای پایین تثبیت کننده فاز آستنیت و در دماهای بالا تثبیت کننده فاز فریت می باشد. منگنز حلالیت نیتروژن در آلیاژ را افزایش داده و به همین منظور جهت دستیابی به نرخ نیتروژن بالا در استنلس استیل آستنیتی و دوپلکس مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجایی که منگنز آستنیت زاست، می تواند به عنوان جایگزینی قابل قبول برای نیکل در ساختار آلیاژ مورد استفاده قرار گیرد.

 

سیلیسیم (Si)

این عنصر آلیاژی، مقاومت در برابر اکسیداسیون را هم در دماهای بسیار بالا و هم در محلولهای اکسیدی دما پایین، افزایش می دهد. سیلیسیم عنصری فریت زا بوده وموجب افزایش استحکام می شود.

 

کربن (C)

کربن آستنیت زایی بسیار قوی می باشد و به شدت استحکام مکانیکی را افزایش می دهد. با این وجود، مقاومت آلیاژ در برابر خوردگی بین دانه ای ناشی از تشکیل کاربیدها را کاهش می دهد، که به خودیه خود مشکلی ساختاری در لوله های قدیمی استنلس استیل ایجاد می کرد. در حال حاضر، گریدهای استنلس استیل جدید با توجه به اینکه درصد کربن در آنها کم است، مشکلی از بابت خوردگی بین دانه ای ندارند. وجود کربن در استنلس استیل فریتی، هم چقرمگی و هم مقاومت در برابر خوردگی را تحت تاثیر قرار داده و کاهش می دهد. در استنلس استیل مارتنزیتی نیز، وجود کربن باعث افزایش سختی و استحکام شده، با این تفاوت که چقرمگی را کاهش می دهد.

 

نیتروژن (N)

نیتروژن یک آستنیت زای بسیار قوی بوده که موجب افزایش استحکام مکانیکی آلیاژ به میزانی قابل توجه می شود. این عنصر مقاومت در برابر خوردگی موضعی را (مخصوصاً زمانی که با مولیبدن ترکیب می شود) نیز افزایش می دهد. در استنلس استیل فریتی، نیتروژن مقاومت به خوردگی و چقرمگی را شدیداً کاهش می دهد. در استنلس استیل مارتنزیتی، نیتروژن باعث افزایش سختی و استحکام شده، اما چقرمگی را کاهش می دهد.

 

تیتانیم (Ti)

تیتانیم فریت زا و در عین حال کاربیدزایی بسیار قوی بوده، بنابراین میزان کربن موثر در ساختار را کاهش داده و میزان فریتی بودن زمینه را به شکلی دو جانبه افزایش می دهد. در انواع استنلس استیل که میزان کربن افزایش یافته، از تیتانیم به منظور افزایش مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای استفاده می شود که این موضوع باعث بهبود خواص مکانیکی آلیاژ در دماهای بالا نیز می گردد. در استنلس استیل فریتی، تیتانیم به علت افزایش استحکام و مقاومت در برابر خوردگی به ترکیب افزوده می شود. در استنلس استیل مارتنزیتی، وقتی تیتانیم با کربن ترکیب می شود، سختی مارتنزیت را کاهش می دهد. در استنلس استیل رسوب سختی نیز، افزایش تیتانیم جهت تشکیل ترکیبات بین فلزی و افزایش استحکام آلیاژ مورد استفاده قرار می گیرد.

 

نئوبیم (Nb)

نئوبیم عنصری آلیاژی بوده که شدیداً فریت زا و کاربیدزا می باشد. این عنصر، همانند تیتانیم، زمینه فریتی آلیاژ را گسترده می کند. در صورت اضافه شدن به استنلس استیل آستنیتی، مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای را افزایش داده و علاوه بر آن خواص مکانیکی دما بالای فولاد را نیز افرایش می دهد.
در استنلس استیل فریتی، گاهی نئوبیم و یا تیتانیم به منظور بهبود چقرمگی و افزایش مقاومت در برابر حساسیت، به منظور به حداقل رساندن خطر خوردگی بین دانه ای افزوده می گردد. نئوبیم، در صورت استفاده در ترکیب استنلس استیل مارتنزیتی، سختی را کاهش داده و مقاومت در برابر خوردگی خستگی را افزایش می دهد. البته لازم به ذکر است که در کارخانه های تولید استنلس استیل آمریکا، به جای نئوبیم، از عنصر کلمبیوم (Cb) استفاده می گردد.

 

آلومینیم (Al)

این عنصر آلیاژی به منظور بهبود مقاومت آلیاژ در برابر اکسیداسیون به ترکیب فولاد اضافه می شود، به همین جهت معمولاً در ترکیب شیمیایی گریدهای استنلس استیل مقاوم در برابر حرارت مشاهده می شود. در استنلس استیل رسوب سختی نیز استفاده شده که علت آن تشکیل ترکیبات بین فلزی و در نتیجه افزایش مقاومت فولاد در شرایط پیرسختی می باشد.

 

کبالت (Co)

کبالت عنصری آلیاژی بوده که عموماً در استنلس استیل مارتنزیتی به جهت افزایش سختی در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

 

وانادیم (V)

وانادیم در دماهای پایین، موجب تشکیل کاربید و نیترید در زمینه آلیاژ شده که این موضوع، فریت در ریزساختار را افزایش داده و در نتیجه چقرمگی را زیاد می کند. این عنصر با توجه به نوع کاربید حاضر در آلیاژ، سختی استنلس استیل مارتنزیتی را تحت تاثیر قرار داده و افزایش می دهد. همچنین مقامت در برابر عملیات آبدهی را نیز افزایش می دهد. این عنصر معمولاً در استنلس استیل با قابلیت سخت کاری استفاده می گردد.

 

تنگستن (W)

تنگستن در بسیاری از گریدهای استنلس استیل به عنوان عنصری ناخالص یافت می گردد. هدف از وجود این عنصر در ساختار آلیاژ، بهبود مقاومت در برابر خوردگی حفره ای می باشد. از جمله نمونه های آن می توان به آلیاژ سوپردوپلکس 1.4501 اشاره کرد.

 

گوگرد (S)

این عنصر آلیاژی، با هدف بهبود قابلیت ماشینکاری به فولاد اضافه می گردد. از جمله خواص دیگر این عنصر در آلیاژ استنلس استیل می توان به کاهش نسبی مقاومت در برابر خوردگی، افزایش شکل پذیری، جوشکاری و چقرمگی اشاره کرد. در کاتالوگ های شرکت Outokumpu علامت تجاری PRODEC® (ECDONY PRODuction) برای برخی گریدهای استنلس استیل به کار برده شده که هدف از آن، نشان دادن داشتن قابلیت مناسبی جهت انواع عملیات ماشینکاری بر روی فولاد می باشد. به منظور بهبود شکل پذیری و کاهش کارسختی، می توان به میزان بسیار کمی گوگرد به ترکیب آلیاژ اضافه نمود. افزایش درصد گوگرد در آلیاژ، موجب بهبود خواص جوشکاری آن می گردد.

 

سریم (Ce)

سریم یکی از نایاب ترین فلزات خاکی در سطح کره زمین بوده و به مقادیر بسیار کمی به گریدهای خاص مقاوم در برابر حرارت، به منظور مقاومت در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا اضافه می گردد.

 

تاثیر عناصر آلیاژی بر ریز ساختار

تاثیر عناصر آلیاژی بر ریزساختار انواع استنلس استیل در نمودار تجربی شفلر-دیلانگ به شکل خلاصه آورده شده است(شکل 2:10). این نمودار براساس این موضوع که عناصر آلیاژی را می توان به دو دسته آستنیت زا و فریت زا تقسیم نمود، تهیه و تنظیم گردیده است. این بدان معنیست که این عناصر ممکن است زمینه فریتی را تثبیت کنند و یا اینکه تثبیت کننده فاز آستنیت در ریزساختار آلیاژ باشند. اگر تثبیت زمینه آستنیتی در زمینه آلیاژ را به عنصر نیکل، و تثبیت فاز فریت را به عنصر کروم نسبت دهیم، به راحتی می توانیم مجموعه میزان تثبیت فریت و آستنیت کلیه عناصر آلیاژی در فولاد را محاسبه کنیم. این معادلات، به اصطلاح معادلات کروم و نیکل در نمودار شفلر-دیلانگ را تداعی می کنند که در ذیل آمده است:

معادل نیکل = %Ni + 0.5 x %Mn + 30 x %C + %N
معادل کروم = %Cr + %Mo + 1.5 x %Si + 0.5 x %Nb

از طریق این معادلات می توان اثر ترکیبی عناصر آلیاژی را به راحتی محاسبه نمود و در نظر گرفت. نمودار شفلر-دیلانگ در ابتدا برای فلزات جوش تدوین شده بود، به این ترتیب که نه تنها ساختار آلیاژ پس از عملیات ذوب و سرد کردن سریع آلیاژ را توصیف می کرد، بلکه به منظور ارائه دیدی شفاف در مورد افزودن و کاهش عناصر آلیاژی برای فلزات کارشده و تحت عملیات آنیل پا میدان گذاشت. با همه این تفاسیر، فولادهای آنیل شده با محتوای فریت احتمالی در حدود 0 تا 5 درصد، بر اساس این نمودار، در عمل حاوی مقادیر کمتری فریت می باشند. لازم به ذکر است که نمودار شفل-دیلانگ تنها نمودار برای تحلیل محتوای فریت و آستنیت در ساختار استنلس استیل نیست. چندین نمودار دیگر با تفاوتهای بسیار جزئی در همین زمینه و با اهداف مشخص طراحی و تنظیم شده اند. مثلاً نمودار WRC-92 که با همکاری متخصصان انجمن جوشکاری تهیه شده، بسیار مورد استفاده قرار میگیرد.


نمودار شفلر-دی یانگ

شکل 2:10-نمودار شفلر-دی یانگ که ریزساختار مناطق تحت جوشکاری را نشان می دهد.

 

مراجع فصل دوم

EN 10088-1, “Stainless steels - Part 1: List of stainless steels”
ASTM A240, “Standard Specification for Chromium and Chromium Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip for Pressure Vessels and for General Applications”
ISO 15510, “Stainless steels - Chemical composition”. Outokumpu Welding Handbook
 

کد: 50030233

زمان انتشار: شنبه 3 آبان 1399 08:30 ب.ظ

تعداد نمایش: 24

تمامی حقوق برای گروه فلز محفوظ است.طراحی سایت توسط سایت بایک