تحقیق در مورد متالورژی فولادهای زنگ نزن

فولاد زنگ نزن چیست؟

فولاد زنگ نزن آلیاژی بر پایه آهن با محتوای قابل توجه کروم است. در بسیاری از موارد ، همراه با کروم ، عناصر شیمیایی ویژه دیگری از جمله نیکل و مولیبدن به عمد اضافه می شوند. ویژگی های اصلی این خانواده از فولادها مقاومت در برابر خوردگی مرطوب یا خوردگی الکتروشیمیایی در محیط های تهاجمی مانند آب شیرین ، آب دریا ، محلول های مبتنی بر آب آلوده ، محیط های اسیدی و باز محیط و غیره است.

  ویژگی مهم دیگر این دسته از فولاد مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا یا خوردگی شیمیایی است ، همانطور که به طور معمول در فرایند گازهای فرایند داغ رخ می دهد. زمینه های معمول برای استفاده از فولاد ضد زنگ ، مواردی است که در صنایع شیمیایی ، صنعت نفت ، مواد غذایی و تولید کاغذ ، بخش های دارویی ، پزشکی و حمل و نقل ، در سازه های خارج از ساحل ، لوازم خانگی و بخش های ساخت و ساز و مبلمان شهری وجود دارد.

مطابق با استاندارد اروپایی EN 10088 ، فولاد در صورت زنگ نزن بودن طبقه بندی می شود که ترکیب شیمیایی آن حداقل محتوای کروم 10.5 درصد داشته باشد.

ساختار فولاد زنگ نزن

شکل4-شماتیک تکامل فولاد های زنگ نزن شروع شده از فولاد ساده کربنی: ساختار درختی فولاد زنگ نزن

قبل از پرداختن به جزئیات مربوط به مشخصات متالورژیکی و مکانیکی مربوطه ، انواع اصلی فولاد زنگ نزن موجود در بازار را می توان در یک نمای ساده درختی خلاصه کرد (شکل 4 را ببینید).

برای شروع ، ما یک فولاد ساده قابل عملیات حرارتی ، مانند  فولاد با درجه C30را در نظر می گیریم: برای زنگ نزن ساختن این فولاد ، افزودن مقدار مشخصی از کروم (13٪) برای بدست آوردن نسخه اولیه اولیه از فولاد  زنگ نزن کافی است. این درجه X30Cr13 است.

یک فولاد با این نوع ترکیبات شیمیایی می تواند تحت عملیات حرارتی قرار گیرد (در واقع این یک فولاد قابل عملیات با حرارت است) و پس از معتدل شدن و خنک سازی (سخت شدن) ، در دمای محیط ساختار مارتنزیتی معتدل به خود می گیرد. این همچنین مزیت ارائه مقاومت خوب در برابر خوردگی ، همراه با مقاومت مکانیکی خوب را دارد.

با هدف افزایش بیشتر مقاومت در برابر خوردگی فولاد زنگ نزن همانطور که در بالا پیشنهاد شد ، مقدار بیشتری کروم باید اضافه شود ، در حالی که با وجود کربن باید کاهش یابد. در این حالت درجه فولاد به دست آمده X6Cr17 ، با ساختاری فریتی در دمای محیط ، به دلیل وجود قابل توجه کروم ، با ویژگی های قابل توجه تشکیل فریت خواهد بود.

متالورژی فولادهای زنگ نزن

 همانطور که در بخش قبل توضیح داده شد ، چهار خانواده اصلی فولادهای زنگ نزن بر اساس ریزساختاری که در دمای محیط دارند طبقه بندی می شوند ، به عبارت دیگر:

• فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی (با ریزساختار مارتنزیتی)
• فولادهای زنگ نزن فریتی ریزساختار)
• فولادهای زنگ نزن آستنیتی (با ریز ساختار آستنیتی)
• فولاد های زنگ نزن آستنیتی-فریتی(با ریز ساختار مرکب حاوی آستنیت و فریت)

در مورد نمودار فاز فولادهای  زنگ نزن: فقط بررسی دقیق این نمودارهای فازی درک کاملی از چگونگی بدست آوردن چنین ساختارها و خصوصیات مختلفی را می توان در یک خانواده از مواد یکسان انجام داد. با توجه به اینکه این نمودارها فقط در شرایط تعادل معتبر هستند ، فقط زمانی که آلیاژ مشخص شده در مراحل متوالی تعادل از دمای ذوب تا دمای محیط خیلی تدریجی خنک شود.