PDA

توجه ! این یک نسخه آرشیو شده میباشد و در این حالت شما عکسی را مشاهده نمیکنید برای مشاهده کامل متن و عکسها بر روی لینک مقابل کلیک کنید : فولادهای زنگ نزن و کاربرد آن ها



Hamid_Madness
Friday 07 December 12, 02:47
گذری بر فولاد های زنگ نزن


فولاد ضد زنگ چيست؟
فولاد يكي از مهم ترين آلياژها است. همه ساله ميليون ها تن از آن در جهان توليد مي شود. اين فلز مصـرف هاي بسيار گوناگوني دارد. از لوازم آشپزخانه گرفته تا ريل هاي سنگين راه آهن، همه را از فولاد مي سازند. آلياژ فولاد از آميختن«كربن» با« آهن» درست مي شود. اما فولاد ضد زنگ يكي از مهم ترين انواع آلياژ فولاد مي باشد.

[Only Registered And Activated Users Can See Links]

كشف اين آلياژ جديد، بدين گونه رخ داد كه روزي دانشمندان متوجه شدند كه اگر بر فولاد، حدود 10 تا 20 درصد فلز«كُرُم» و اندكي«نيكل» بيفزايند، فولادي به دست مي آيد كه در برابر زنگ زدگي و حمله اسيدها، مقاومت خواهد كرد. پس فولاد ضد زنگ همان فولاد معمولي است كه مقداري كرم و گاهي نيز اندكي نيكل بر آن افزوده اند. مصارف فولاد ضد زنگ بسيار است. ما در زندگي روزانه ي خود با صدها جنس سر و كار داريم كه همه از فولاد زنگ نزن، ساخـته شده اند. مانند: چاقو، دستگيره ي در، سر چوگان گلف، لوازم برقي، وسايل ماهي گيري و بسياري از چيزهاي ديگر. فولاد ضد زنگ بسيار خوب صـيقل مي خورد و براق مي شود. از اين رو، مي توان از آن به جاي آينه و نورافكن نيز استفاده كرد. در جايي كه آينه شيشه اي، در معرض شكستن باشد به جايش فولاد ضد زنگ را هم چون آينه، قرار مي دهند.

فولاد های زنگ نزن در ویکی پدیا : [Only Registered And Activated Users Can See Links]

آسمون
Monday 31 December 12, 22:28
فولاد زنگ نزن آستنیتی-فریتی (دو فازی)

فولاد زنگ نزن آستنیت-فریتی یا دوفازی (Duplex Stainless Steel) تقریبا از مقادیر یکسان آستنیت و فریت تشکیل شده است. این آلیاژها تقریبا حاوی 22-25%Cr ، 5-7%Ni ،تا 4%Mo و مقادیری مس و نیتروژن هستند. فولادهای زنگ نزن دو فازی مجموعه ای از مقاومت به خوردگی خوب با استحکام بالا و تولید آسان می باشند.خواص فیزیکی آنها مابین فولادهای آستنیتی و فریتی بوده اما تمایل بیشتری به سمت فریتی و کربنی می باشد.

تصویر زیر ریزساختار فولاد دو فازی را نشان می دهد که فاز آستنیت زرد رنگ به مانند جزایری بوده که فاز آبی فریتی آن را احاطه کرده است. وقتی آلیاژ تا دمای محیط سرد می شود نیمی از دانه های فریتی به دانه های آستنیتی (جزایر) تبدیل می شود.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

تاریخچه فولاد زنگ نزن آستنیتی-فریتی (دو فازی)

فولادهای زنگ نزن دو فازی با ساختار مختلط و تقریبا مساوی از آستنیت و فریت، 80 سال قبل تولید شده است. گریدهای اولیه آن، آلیاژهایی از کروم، نیکل و مولیبدن بود. اولین فولاد زنگ نزن دوفازی کار شده در سال 1930 در کشور سوئد و در صنعت کاغذ سولفیته استفاده شد. در سال 1930 در فنلاند، فولاد دو فازی ریخته گری شد. نوع AISI 329 بعد از جنگ جهانی دوم شناخته شد و در تیوب مبدل های حرارتی با کاربرد اسید نیتریک استفاده میشد. یکی از اولین گرید های دوفازی که به طور اختصاصی جهت بهبود مقاومت به خوردگی تنشی در محیط کلریدی تولید شد، 3RE60 بود. در سال های بعدی، هم گریدهای ریختگی و هم کار شده این فولادها، در کاربردهای مختلفی مانند پمپ ها، مبدل های حرارتی و مخازن استفاده شد.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

خواص فولاد زنگ نزن آستنیت-فریتی (دو فازی)

خواص فولادهای زنگ نزن دوتایی مشابه خواص فولاد زنگ نزن بوده با مزایای بیشتر:

استحکام: فولادهای داپلکس استحکامی دو برابر فولاد زنگ نزن آستنیتی یا فریتی دارد.

چقرمگی و شکل پذیری: فولادهای دوتایی چقرمگی و شکل پذیری بسیار بهتری نسبت به گریدهای فریتی داشته اگرچه به مقادیر بسیار مطلوب و عالی آستنیت نمی رسند.

مقاومت به خوردگی SCC: فولادهای دو فازی مقاومت به خوردگی تنشی بسیار خوبی نشان می دهند که این خاصیت ناشی از بخش فریتی (inheritd) می باشد. SCC تحت بعضی شرایط (circumstance) می تواند مشکلی باشد (کلرایدها،رطوبت، دمای بالا) برای فولادهای استاندارد آستنیتی مانند نوع 304 و 316 .

قیمت: فولادهایی دوتایی با کروم و نیکل کمتر نسبت به فولادهای آستنیتی، مقاومت به خوردگی یکسانی دارند. به علت کمتر بودن مقادیر آلیاژی، قیمت این آلیاژها کمتر است به ویژه در تولید انبوه این مسئله بسیار حائز اهمیت می باشد. علاوه بر این، امکان کاهش سطح مقطع فولادهای زنگ نزن دوتایی به واسطه استحکام بالای آن در مقایسه با فولاد زنگ نزن وجود دارد.


منبع:ویکی پی جی

آسمون
Monday 31 December 12, 22:49
ترکیب شیمیایی فولاد زنگ نزن آستنیتی-فریتی (دو فازی)


ترکیب شیمیایی فولادهای زنگ نزن آستنیتی-فریتی (Chemical Composition of Duplex Stainless Steel) نقش بسیار مهمی در خواص نهایی آن ها دارد. عموما خواص مطلوب این فولادها در موازنه فازی 30-70 درصد فریت و آستنیت به دست می آید اگرچه اکثرا مقادیر این دو فاز را یکسان در نظر می گیرند. تداخل عناصر آلیاژی به ویژه کروم، مولیبدن، نیتروژن و نیکل کاملا پیچیده می باشد.برای داشتن ساختار دو فازی پایدار که جوابگوی خوب فرایند و تولید باشد دقت بسیاری جهت رسیدن به اندازه دقیق هر یک از این عناصر لازم است.

در کنار تعادل فازی، نگرانی اصلی دیگه ای در تولید این فولادها ترکیب شیمایی آنها وجود دارد و آن: تشکیل ترکیبات بین فلزی و مخرب در دماهای بالا می باشد.فازهای سیگما و چی در فولادهای زنگ نزن با کروم و مولیبدن بالا تشکیل شده و به صورت ترجیحی در فریت رسوب می کند. افزودن نیتروژن کافی می تواند تشکیل آنها را به تاخیر بیندازد و در نتیجه نیاز به یک مقدار بحرانی نیتروژن در محلول جامد آنها می باشد.

نقش عناصر آلیاژی در ترکیب فولاد زنگ نزن آستنیتی-فریتی

کروم:

یک مقدار حداقل 10.5% کروم برای تشکیل فیلم پسیو کروم که مقاومت کافی جهت حفاظت از فولاد در خوردگی اتمسفری معتدل داشته باشد، لازم است. مقاومت به خوردگی یک فولاد با افزایش میزان کروم آن بالاتر می رود. کروم فریت زا بوده یعنی افزودن آن موجب تولید ساختار bcc آهن می شود. در مادیر بالاتر کروم، نیاز به نیکل بیشتری جهت تشکیل آستنیت یا ساختار دو فازی می باشد. همچینین کروم بیشتر باعث تشکیل فازهای بین فلزی می شود. معمولا حداقل 16% کروم در فولادهای زنگ نزن آستنیتی و حداقل 20% در گریدهای دو فازی آن نیاز است. همچنین کروم، مقاومت به اکسیداسیون دما بالا را افزایش می دهد.

مولیبدن:

مولیبدن به همراه کروم، مقاومت به حفره دار شدن را در فولادهای زنگ نزن افزایش می دهد. اگر میزان کروم این فولادها حداقل 18% باشد، می بایست برای داشتن تاثیر مناسب مولیبدن در جلوگیری از حفره داد شدن و خوردگی شیاری در محیط های حاوی یون کلرید، مقدار آن سه برابر کروم باشد. مولیبدن فریت زا بوده و تمایل فولادهای زنگ نزن را به تشکیل فازهای بین فلزی مخرب افزایش می دهد. در نتیجه مقدار آن محدود به 7.5% در فولادهای زنگ نزن آستنیتی و 4% در فولادهای دو فازی می شود.

نیتروژن:

نیتروژن مقاومت به حفره دار شدن و خوردگی شیاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی و دو فازی را افزایش می دهد.همچنین استحکام آنها را افزایش داده و در واقع یک عنصر استحکام دهنده محلول جامد و ارزان می باشد. نیتروژن از تشکیل بین فلزی ها جلوگیری نمی کند اما تشکیل آنها را به تاخیر می اندازد. نیتروژن آستنیت زا قوی بوده و می تواند جایگزین مقداری از نیکل در فولادهای زنگ نزن آستنیتی شود. نیتروژن انرژی نقص شبکه را کاهش داده و نرخ سخت کاری آستنیت را افزایش می دهد.

نیکل:

نیکل پایدار کننده آستنیت بوده و باعث تغییر ساختار کریستالی فولادهای زنگ نزن از BCC (فریت) به FCC (آستنیت) می شود(شکل زیر).


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

فولادهای زنگ نزن فریتی، نیکل کمی داشته یا اصلا ندارد و فولادهای دو فازی مقادیر کم تا میانگین نیکل مانند 1.5-7 درصد را داشته و سری 300 فولادهای آستنیتی حداقل 6% نیکل دارند. افزودن نیکل تشکیل ترکیبات بین فلزی را در فولادهای زنگ نزن آستنیت به تاخیر می اندازد اما اثر آن کمتر از میزان تاخیری است که نیتروژن در فولادهای دو فازی ایجاد می کند.


ساختار فریتی

[Only Registered And Activated Users Can See Links]

افزودن نیکل


ساختار دوفازی

[Only Registered And Activated Users Can See Links]

افزودن نیکل


ساختار آستنیتی

[Only Registered And Activated Users Can See Links]

عامل اصلی چقرمگی عالی فولادهای زنگ نزن آستنیتی ساختار FCC آنها بوده و به همین علت نیمی از ساختار فولادهای زنگ نزن دو فازی را تشکیل داده که موجب افزایش چقرمگی آنها نسبت به فولادهای زنگ نزن فریتی می شود.

حسین یعقوبی
Tuesday 01 January 13, 01:47
نامگذاری فولاد های زنگ نزن




در این فولاد ها بدلبل استفاده از آلیاژ کروم در آنها و تشکیل لایه ی محافظ ، چسیبنده و متراکم اکسید کروم (Cr2O3) مقاومت به خوردگی بالا می رود که به چندین دسته تقسیم می شنود از جمله خانواده های زیر:
سری 2xx
سری 3xx
سری 4xx
سری 6xx
سری 3xx :
این سری مهمترین و پرکاربردترین خانواده ی فولاد های زنگ نزن هستند که دارای ساختار آستنیتی می باشندبا توجه به اینکه آستنیت در دمای بالا پایدار بوده با اضافه حدود 8% نیکل به آن به پایداری آستنیت در دمای محیط می رسیم.
مهمترین عضو این خانواده فولاد 304 می باشد (فولاد 8-18) که به فولا همه فن حریف معروف است که بیشترین ارتباط ما با آن در زندگی روزمره قاشق و چنگال هایی است که از آن استفاده می کنیم.
فولاد مهم بعدی فولاد 316 است که علاوه بر ترکیب بالا حدود 2% مولیبدن دارد که آن را در برابر خوردگی حفره ای(شیاری) مقاوم می کند.
در فولاد 321 بجای مولیبدن از تیتانیم استفاده می شود که علاوه بر مقاومت به خوردگی مرز دانه ای خاصیت جوشکاری را بهبود می دهد.
در فولاد بعدی که فولاد 347 است بجای تیتانیوم از Nb (نایبیوم در بلوک شرق و کلوبدیوم در بلوک غرب) استفاده می شود که تغییری در ساختار نمی دهد اما از نظر اقتصادی به صرفه تر و صنعتی تر است.
نکته ی مهم:
در تمامی ساختار های ذکر شده میزان 0.7 % کربن موجود است که با کاهش این میزان به 0.3 % فولاد کم کربن بدست می آید که گرچه نرم تر است اما مقاومت به خوردگی آن به شدت افزایش می یابد.


سری 2xx :
این سری در واقع همان سری 3xx هستند اما در آنها برای کاهش هزینه بجای نیکل از منگنز به عنوان آستنیت زا استفاده می شود که همان خواص را با قوت کمتری ایجاد می کنند.در کل این فلزات بسار کم کاربرد و در بازار مصرف ناشناخته هستند.

سری 4xx :
این گروه نیکل ندارند و ساختار مارتنزیتی (با کربن بالای 0.2%) و فریتی (با کربن زیر 0.2 %) دارند و تفاوت عمده و قابل لمس آنها با سری 3xx این است که این فلزات بگیر (مگنت) هستند.
مهمترین عضو این سری فولاد 430 است Fe-23%Cr

سری 6xx :
این سری را سری دو فازی (Duplex) می نامند.زیرا ساختار فریتی و آستنیتی را به طور مساوی و همزمان (در بهترین حالت) دارا هستند.
تنها ویژگی و برتری این فولاد ها مقاومت زیاد نسبت به خوردگی تنشی (SCC) می باشد . قابلیت جوشکاری بالایی دارند.

آسمون
Wednesday 27 February 13, 05:54
دسته بندی فولادهای زنگ نزن


دسته بندی فولادهای زنگ نزن (Classification of Stainless Steel) بر مبنای اختلاف در ساختار و ترکیب شیمیایی آنها بوده که بر این اساس به پنج گروه اصلی زیر تقسیم میشوند:

1- فولاد زنگ نزن فریتی

2- فولاد زنگ نزن مارتنزیتی

3- فولاد زنگ نزن آستنیتی

4- فولاد زنگ نزن آستنیتی-فریتی

5- فولاد زنگ نزن رسوب سختی

فولادهای زنگ نزن فریتی


این فولادها 17-12% کروم و 1-0.1% کربن دارند. با عملیات حرارتی سخت میشوند و شبیه به فولادهای ساده کربنی، مارتنزیت تشکیل میدهند. اگر مقدار کربن آنها حدود 1% باشد و عملیات حرارتی مناسبی به کار رود خیلی سخت میشوند. مقدار کمی از عناصر دیگر برای بهبود مقاومت به خوردگی، استحکام و چقرمگی به آنها اضافه میشود.

روش اصلی سخت کردن این آلیاژ استحاله فاز آستنیت به مارتنزیت با خنک کردن ان در هوا یا روغن است.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]


فولادهای زنگ نزن آستنیتی


این فولادها آلیاژهای سه تایی با 22-6% نیکل میباشند. شبیه به فولادهای زنگنزن فریتی، با عملیات حرارتی نمیتوانند سخت شوند. اما معمولا در دمای محیط ساختار آنها آستنیتی است، شکل پذیرترند، و معمولا مقاومت به خوردگی بهتری نسبت به فولادهای زنگنزن فریتی دارند. برای جلوگیری از خوردگی بین دانه ای، روی بیشتر فولادهای زنگنزن آستنیتی باید عملیات حرارتی خاصی انجام شود و یا ترکیب شیمیایی آنها اصلاح شود.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]


فولاد زنگ نزن آستنیتی-فریتی ( دوتایی )


فولادهای زنگ نزن آستنیتی-فریتی که به آنها فولاد زنگ نزن دوتایی (DUPLEX) نیز می گویند از پرکاربردترین نوع این فولادها هستند. در ریز ساختار این فولادها، 40-5% فریت وجود دارد که در زمینه آستنیتی آن پخش شده است و بسته به نوع خاص آلیاژ و اینکه از عناصر فریت زا یا آستنیت زا استفاده شده باشد، متفاوت است.

فولاد زنگ نزن آستنیتی-فریتی قابلیت جوشکاری خوبی داشته که به علت وجود فاز فریت بوده و نیز مقاوم در برابر خوردگی و SCC می باشد. همچنین این فولادها در برابرخستگی مقاومت خوبی داشته و نسبت به فولاد زنگ نزن فریتی چقرمگی و داکتیلیته بهتری دارد.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]


فولادهای زنگ نزن رسوب سختی


این آلیاژها معمولا 30-10% کروم، و مقدار متغیری نیکل و مولیبدن دارند. با اضافه کردن Cu، Al، Ti فاز رسوب سختی تشکیل میشود. این آلیاژها برای بسیاری از کاربردها مناسب بوده و بدون کاهش چشمگیری در مقاومت به خوردگی دارای استحکام مکانیکی بالایی میباشند. بیشتر این آلیاژها حتی در دماهای بالا استحکام مطلوبی دارند.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

آسمون
Wednesday 27 February 13, 06:04
فولاد زنگ نزن فریتی

فولاد زنگ نزن فریتی (Ferritic Stainless Steel) آلیاژهای آهن- کروم با 30-12% کروم میباشند. از آنجا که ساختار این آلیاژها در شرایط معمولی عملیات حرارتی بهصورت فریت (آهن α ) باقی میماند، فریتی نامیده میشوند.

این گروه تحت نام های CB-30 و CC-50 شناخته می شود. نوع CB-30 ، آلیاژهایی هستند که توسط عملیات حرارتی قابل سخت کاری نیستند. اگر تعادل بین عناصر در ترکییب شیمیایی حفظ شود این آلیاژ کاملا فریتی می شود. اگر کروم آن در پایین ترین میزان مشخص شده و کربن و نیکل آن در بالاترین مقدار خود باشد ، می توان توسط عملیات حرارتی تا حدی ساختار مارتنزیتی به وجود آورد. از این آلیاژ در ساخت بدنه شیرها ، تجهیزات تولید مواد شیمیایی و مواد غذایی استفاده می شود.

آلیاژ CC-50 با کروم بالا مقاومت خوبی در برابر مواد اکسید کننده ، اسیدهای نیتریک و سولفوریک و مایعات قلیایی دارد. همچنین از این گروه آلیاژی برای ساخت قطعاتی که در معرض اسیدهای معدنی دیگر و فرآورده های سلولزی قرار دارند، به کار می رود.

ترکیب شیمیایی و کاربرد فولاد زنگ نزن فریتی

بر اساس ترکیب فولادهای زنگ نزن فریتی به دو دسته تقسیم می شوند:

1- سری 400 استاندارد: که حاوی 27-11%Cr ، 20-0.08%C و مقادیر کمی پایدار کننده فریت مانند آلومینیوم ، نیوبیوم و تیتانیوم هستند.

2- سری دوم که حاوی کروم بیشتر تا 30% ، مولیبدن تا 4% و نیکل تا 2% می باشند که مقاومت عالی در برابر SCC دارند.

ترکیب شیمیایی و کاربرد بعضی از فولادهای زنگ نزن فریتی استاندارد در جدول زیر آمده است. این آلیاژها بیشتر در کاربردهایی که در آن مقاومت به خوردگی و مقاومت گرمایی لازم است، بهکار میروند.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

فولادهای زنگ نزن فریتی از این جهت مورد توجه مهندسین طراح قرار دارند که مقاومت به خوردگی آنها مثل فولادهای زنگ نزن نیکل دار بوده اما ارزانترند زیرا در ترکیبشان نیکل وجود ندارد. با وجود این، فولادهای زنگ نزن فریتی نسبت به فولادهای آستنیتی کاربرد محدودتری دارند، زیرا شکلپذیر نیستند، به فاق حساس بوده و قابلیت جوشکاری ضعیفی دارند. برای غلبه بر مشکل شکل پذیر نبودن فولادهای زنگ نزن فریتی استاندارد، فولادهای فریتی جدید با مقدار کم کربن و نیتروژن به صورت تجاری ساخته شده است (جدول زیر). این آلیاژها جوش پذیرند و مقاومت به خوردگی بهتری دارند.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

آسمون
Wednesday 27 February 13, 06:08
ریزساختار فولاد زنگ نزن فریتی


ساختار فولادهای زنگ نزن فریتی در تمام دماهای معمول عملیات حرارتی بهصورت فریتی ( آهن α ) باقی میماند. بیشتر فولادهای زنگ نزن فریتی را میتوان بر مبنای مقدار کروم به دو گروه تقسیم کرد:

گروه 1. فولادهای زنگ نزن فریتی با 18-15% کروم و حدود 0.06% کربن. مثل؛ آلیاژ 430 (17% کروم، 0.06% کربن)

گروه 2. فولادهای زنگ نزن فریتی با 30-25% کروم و حدود 0.08% کربن. مثل؛ آلیاژ 446 (25% کروم، 0.08% کربن)

ریزساختار آلیاژهایی که 18-15% کروم دارند (گروه 1) در دماهای کمتر از 900 درجه سانتی گراد تماما فریتی است. ریزساختار فولاد نوع 430 (17% کروم و 0.06% کربن) پس از تابکاری در دمای 788 درجه سانتی گراد در شکل زیر آمده است. ساختار محلول جامد فریت α غنی از کروم است که بیشتر کربن بهصورت کاربید (Cr و Fe) در مرزدانهها و یا به صورت کاربید ریز در داخل دانهها پخش شده است.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

به علت حلالیت کم کربن در فریت α مقدار کمی کربن در محلول جامد وجود دارد. اگر آلیاژی از این نوع در دمای بیشتر از 900 درجه سانتی گراد گرم شود مقداری آستنیت تشکیل میشود که با آبدهی در آب به مارتنزیت دگرگون میشود. شکل زیر جزایر مارتنزیتی را در زمینه فریت α، در فولاد زنگ نزن فریتی با 17% کروم و 0.1% کربن نشان میهد که از دمای 1200 درجه سانتی گراد در آب آبدهی شده است.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

ساختار تابکاری شده ورقی از فولاد زنگ نزن فریتی نوع 446 گروه 2 (0.08% کربن و 25% کروم) که روی آن کارسرد انجام شده در شکل زیر آمده است. در زمینه این آلیاژ (Fe-25%Cr) کاربیدهای (Fe,C) درشتتری نسبت به آلیاژ Fe-18%Cr وجود دارد. اما، برعکس آلیاژ (Fe-18%Cr) در آلیاژ(Fe-25%Cr) پس از گرم کردن در بیش از 950 درجه سانتی گراد و آبدهی در آب فقط مقدار کمی مارتنزیت تشکیل میشود.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

منبع:ویکی پی جی

آسمون
Wednesday 27 February 13, 06:14
فولاد زنگ نزن مارتنزیتی


فولاد زنگ نزن مارتنزیتی (Martensitic Stainless Steel) آلیاژهای آهن- کروم با 17-12%Cr و مقدار کافی کربن بوده که با آبدهی از منطقه آستنیت، ساختار مارتنزیتی بهدست آید، به همین علت به آنها فولادهای مارتنزیتی میگویند چون با عملیات آستنیته کردن و آبدهی ساختار مارتنزیتی ایجاد میشود.

آلیاژهای این گروه عبارتند از : CA-15 ، CA-40 ، CA-15M ، CA-6NM

آلیاژ CA-15 : با توجه به مقدار تناژ تولید بیشتر نسبت به سایر آلیاژهای این گروه، از مهمترین آنها محسوب می شود. آلیاژ ساده آهن – کروم بوده و مقاومت خوبی در برابر خوردگی اتمسفری داشته و در برابر مواد آلی نیز نسبتا مقاوم است.

استفاده از این آلیاژ در توربین های بخاری و آبی سبب رشد تولید آن گردیده است. روش اصلی سخت کردن آن، استحاله فاز آستنیت به مارتنزیت با خنک کردن آن در هوا (نرمالیزه کردن) یا روغن است.

آلیاژ CA-15M : با افزودن مولیبدن به آلیاژ CA-15 بدست می آید. این امر به منظور بهبود استحکام در دمای بالا صورت می گیرد.

آلیاژ CA-40 : مشابه آلیاژ CA-15 بوده ولی کربن بیشتری دارد که موجب می شود در اثر سخت کاری تا سختی حدود 500 برینل برسد.

آلیاژ CA-6MN : آلیاژی از گروه توسعه یافته فولاد زنگ نزن ریختگی 12% کروم می باشد. تفاوت اساسی آن با آلیاژ CA-15 در کربن کمتر (0.06%) و نیکل بیشتر (حدود 4.5-3.5%) در مقایسه با آلیاژ CA-15 که دارای 0.15% کربن و حداکثر 1% نیکل است، می باشد. پایین بودن کربن آلیاژ، سبب شکل گیری ساختار فریت در دمای آستنیتی کردن شده و در نتیجه هنگام سرد شدن آلیاژ، میزان تشکیل فاز مارتنزیت را کاهش می دهد. در این شرایط نیکل جهت افزایش منطقه دو فازی فریت – آستنیت به آلیاژ اضافه می گردد.افزودن این مقدار نیکل به آلیاژ حاوی کروم بالا قطعا منجر به تشکیل ساختار آستنیتی در دمای نرمالیزه کردن می شود.

ریزساختار به وجود آمده اساسا یک ساختار مارتنزیت کم کربن خواهد بود که سبب بهبود در قابلیت جوشکاری و چقرمگی ضربه ای آن می شود.

روش عمومی سخت کردن این آلیاژ رساندن آن به دمای 1050 درجه سانتی گراد و سرد کردن در هوا یا روغن است. دمای تمپر برای آن حدود 315 درجه سانتی گراد است. به دلیل تغییر شکل در ایجاد کاربید کروم Cr7C3 و کاهش چقرمگی ضربه، نباید این آلیاژ را در 480 درجه سانتی گراد تمپر کرد. تمپر کردن (برگشت) در دمای بین 620-590 درجه سانتی گراد سبب افزایش خاصیت چکش خواری و چقرمگی شده ولی سختی آلیاژ را کاهش خواهد داد. اگر دمای برگشت از 650 درجه سانتی گراد فراتر رود، ساختار مارتنزیت به تدریج به آستنیت تبدیل خواهد شد.تشکیل این فاز آستنیت و استحاله آن در طول سرد کردن آلیاژ از دمای تمپر، سبب تشکیل آستنیت باقیمانده می شود که از لحاظ چقرمگی و ماشین کاری مضر می باشد.


ترکیب شیمیایی و کاربرد فولاد زنگ نزن مارتنزیتی

ترکیب شیمیایی و کاربرد فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی که متداول ترند در جدول زیر آمده است. چون ترکیب شیمیایی فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی طوری انتخاب میشود که سختی و استحکام مناسبی به دست آید، مقاومت به خوردگی این آلیاژها نسبت به فولاد زنگ نزن فریتی و آستنیتی ضعیف تر است.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

ترکیب شیمیایی فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی نسبتاً محدود است زیرا برای مقاومت به خوردگی حداقل 12% کروم لازم است. در این مقدار کروم، حداکثر کربنی که میتوان اضافه کرد حدود 0.15% است، در غیر این صورت کربن اضافی در نزدیک مرزدانه ها بهصورت کاربید رسوب میکند، و میزان کروم در آن نواحی به کمتر از 12% که حد بحرانی است میرسد. برای سختیهای بیشتر، مثلاً کارد و چنگال، میزان کربن به 0.6تا 1.1% (نوع C و B ،440A) افزایش مییابد و به همراه آن میزان کروم به 16 تا 18% میرسد. خوشبختانه با افزایش مقدار کربن حلقه γ در دیاگرام دو فازی آهن - کروم توسعه مییابد (تا حدود 18 کروم) و بنابراین آلیاژهای پرکربن و پرکروم را میتوان برای تشکیل ساختار مارتنزیتی، آستنیتی و آبدهی کرد. میزان عناصر آلیاژی که میتوان به فولادهای زنگنزن مارتنزیتی اضافه کرد محدود است زیرا عناصر آلیاژی مثل کربن، دمای Ms را کاهش میدهند، و اگر دمای Ms خیلی کاهش یابد در دمای محیط آستنیت بدست می آید. بنابراین، سایر عناصر آلیاژی که به این آلیاژها اضافه میشوند به چند درصد نیکل، مثل آلیاژهای 414 و 431، همراه با 1% تنگستن و 2.5% وانادیم در آلیاژ 422 محدود میشوند.

آسمون
Wednesday 27 February 13, 06:18
ریزساختار فولاد زنگ نزن مارتنزیتی

ریزساختار فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی اصولا با مقدار کروم و کربن و با عملیات حرارتی مشخص میشود. کروم گستره ای را که فاز آستنیت در آلیاژهای Fe-Cr پایدار است محدود میکند، و بنابراین با حدود 0.1% کربن، اگر سختی کامل موردنظر است، میزان کروم از 13% نمیتواند تجاوز کند. وقتی میزان کربن آلیاژهای Fe-Cr به حدود 0.4 تا 0.6% افزایش یابد، حلقه γ در نمودار فازی Fe-Cr گسترش مییابد به طوری که میتوان تا حدود 18% کروم به فولاد مارتنزیتی اضافه کرد در حالی که هنوز سختی کامل قابل دستیابی است.

در حالت تابکاری شده، ریزساختار میکروسکوپ نوری آلیاژ 410 (12% کروم، 0.1% کربن) دانههای هممحور فریت (زمینه) با ذرات کاربید است که بهطور تصادفی پخش شدهاند (شکل الف). در حالت آبدهی در هوا و بازپخت، ساختار این آلیاژ مارتنزیت با ذرات رسوبی کاربید است (شکل ب). ریزساختار آلیاژ 440C که در هوا آبدهی شده است شامل زمینه مارتنزیتی با چگالی زیادی از کاربیدهای اولیه است (شکل ج). سختی خیلی زیاد این آلیاژ ناشی از وجود تعداد زیاد ذرات کاربید (Fe.Cr) در زمینه مارتنزیتی است.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

الف) فولاد زنگ نزن مارتنزیتی نوع 410 (تابکاری در دمای 815 درجه سانتی گراد، سرد شده در کوره تا 595 درجه سانتی گراد و سپس سرد شدن در هوا تا دمای محیط)

ب) فولاد زنگ نزن مارتنزیتی نوع 410 (سریع شرد شده در هوا از دمای 980 درجه سانتی گراد تا دمای محیط ، بازپخت به مدت 4 ساعت در 205 درجه سانتی گراد)

ج) فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 440C (آستنیته شده در 1010 درجه سانتی گراد و سرد شده در هوا)



.

آسمون
Saturday 01 June 13, 20:14
کاربردهای فولادهای زنگ نزن

کاربرد های فولاد زنگ نزن (Stainless Steel Apllications) بسیار گسترده است. فولاد زنگ نزن و به اصطلاح بازار ایران همان استیل، یکی از مهمترین آلیاژ های آهن است که در زندگی روزمره با آن سر و کار داریم. از اشکال مختلف فولاد زنگ نزن در صنایع می توان به ورق ، لوله ، پروفیل و .. اشاره کرد . از فولاد زنگ نزن برای موارد تزئینی بسیاری همچون دیوار آسانسور ها، دستگیره درب ها، ساخت ساعت، وسائل تزئینی منزل و .. استفاده می شود هم چنین یکی از بیشترین کاربرد های فولاد زنگ نزن در آشپزخانه است که برای تولید سینک های ظرف شویی، کابینت ها، یخچال و فریزر، اجاق گاز، ماکروفر و ... مورد استفاده قرار می گیرد.

فولاد زنگ نزن به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی با آب و زیبایی ظاهری آن در شرایط بسیاری امتحان خود را پس داده است و به همین دلیل این فولاد در گرید های (گرید های فولاد زنگ نزن) مختلف با درصد مواد متفاوت ساخته می شود تا هر کدام از آن ها یکی از این نیاز ها را بر طرف کند . نزدیک به 150 گرید مختلف از استینلس استیل وجود دارد که نزدیک به 50 تای آن ها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]



کاربرد فولاد زنگ نزن در معماری:

فولاد های زنگ نزن آستنیتی به دلیل دوام عدم نیاز به مراقبت و نگهداری به طور فزآینده در معماری به کار می روند. به دلیل مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن این ماده را برای استفاده در خارج از ساختمان مناسب است. کیفیت سطحی فولاد های زنگ نزن متفاوت است و می توانند سطح آینه ای، براق و .... داشته باشند، اما معمولا از سطوح نورد شده با کد 2B استفاده می شود. از فولاد زنگ نزن با سطح بسیار نرم (dead soft) برای سقف ها و سطوح همتراز استفاده می شود زیرا که این ماده به سهولت شکل می گیرد و از دوام خوبی نیز برخوردار است.



[Only Registered And Activated Users Can See Links]

[Only Registered And Activated Users Can See Links]

ساختمان کرایسلر در نیویورک از اولین ساختمان هایی بود که در ساخت آن از فولاد زنگ نزن استفاده شد. از زمان ساخت این بنا تا کنون، ساختمان های بسیار دیگری نیز از این سبک پیروی کرده اند. دروازه ای به غرب (Gateway to the West) یک اثر معماری برجسته از فولاد زنگ نزن است که در حاشیه رود می سی سی پی در ایالت میزوری آمریکا قرار دارد.





کاربرد فولاد زنگ نزن در سیستم های حمل و نقل:

استفاده از فولاد های زنگ نزن فریتی در تزئینات داخلی اتومبیل تا حد زیادی مسئول افزایش تولید فولادهای زنگ نزن 430 و 434 بوده است. فولاد زنگ نزن 409، فولاد زنگ نزن فریتی با 11 درصد کروم است که در صفحه راکتورهای کاتالیستی برای اتومبیل ها به کار می روند. این نوع فولاد توانایی تحمل شرایط خورنده را داشته و می تواند در برابر نمک و گازهای خورنده حاصل از احتراق مقاومت کنند.

انواع اولیه فولادهای زنگ نزن مانند 201 و 301 به طور گستره در صنایع اتومبیل سازی به کار می رفتند زیرا نسبت استحکام به وزن این فولادها پس از عملیات نورد سرد، سه برابر بیشتر از فولادهای کربنی می گردید. در نتیجه امکان ساخت ماشین های سبک تر که نیاز به نیروی محرکه کمتری داشتند فراهم شد. فولادهای زنگ نزن در قیاس با سایر مواد مستحکم که در رقابت با فولادهای ساختمانی کربنی قرار دارند، از مزیت مقاومت به خوردگی بر خوردار است. مقاومت به خوردگی و سطح لغزنده فولادهای زنگ نزن، آن ها را برای مخازن حمل و نقل مواد مناسب می سازد.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]





کاربرد فولاد زنگ نزن در مبلمان:

ضعیف ترین شکل خوردگی در خانه ها و ادارات وجود دارد. اما فولاد زنگ نزن به علت مقاومت در برابر زنگ زدگی و هم چنین ظاهر زیبا و عدم نیاز به رنگ در طراحی مبلمان مورد توجه قرار گرفته است.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]



منبع:ویکی پی جی

آسمون
Saturday 01 June 13, 20:30
کاربرد فولاد زنگ نزن تولید برق:

فولاد زنگ نزن یک ماده ضروری در تجهیزات نیروگاهی مانند توربین های گاز تجهیزات تولید برق با استفاده از انرژی هسته ای و سوخت های فسیلی، پیل های سوختی و پنل های خورشیدی است. تمامی طیف های فولاد زنگ نزن در اجزای گوناگون مورد استفاده قرار می گیرند. فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی و رسوب سختی در چرخ دهنده ها و پیچ ها که به استحکام بالایی نیاز دارند به کار می روند و از فولادهای زنگ نزن آستنیتی و فریتی پرآلیاژ در اجزایی که تحت تنش کمتری قرار داشته و نیاز به مقاومت به خوردگی دارند به کار می روند.

کاربرد فولاد زنگ نزن در تجهیزات شست و شو:

مقاومت به خوردگی، استحکام بالا و سهولت تولید، فولادهای زنگ نزن آستنیتی را برای ساخت لباسشویی و خشک کن های صنعتی و خانگی مناسب می سازد.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]



کاربرد فولاد زنگ نزن در صنایع غذایی و تجهیزات آشپزخانه:

انواع مختلفی از فولادهای زنگ نزن برای تهیه و سرو غذا به کار می روند. محدوده کاربرد آن ها از ظروف آشپزخانه تا تانک ها و مخازن پاستوریزه کننده را شامل می شود. از فولاد زنگ نزن در صنایع لبنی، کارخانجات شیرینی پزی و بسته بندی مواد غذایی نیز استفاده می شود.

کاربرد فولاد زنگ نزن در کشاورزی:

اگر چه استفاده از فولاد زنگ نزن ابتدا در صنایع غذایی رایج شد اما به تدریج در مزارع نیز مورد توجه قرار گرفت. کودها و اسپری های کشاورزی شرایط خورنده ای را ایجاد می کنند و در این شرایط، استفاده از فولاد زنگ نزن آستنیتی گزینه مناسبی است. اگر چه این تجهیزات هزینه اولیه بالاتری دارند ولی عمر بالا (تقریبا 20 سال) و عدم نیاز به مراقبت و نگهداری این هزینه بالا را جبران می کند.



[Only Registered And Activated Users Can See Links]

کاربرد فولاد زنگ نزن در نساجی:

برای تولید منسوجات رنگی، نیاز به ماشین آلاتی است که به راحتی تمیز شوند و از ترکیب رنگ های مختلف تا حد امکان جلوگیری شود. هر گونه آلودگی ناشی از رنگ دانه ها یا محلول های سفید کننده نه تنها منجر به هدر رفتن مواد شیمیایی می شود بلکه می تواند محصول نهایی را نیز خراب کند. فولادهای زنگ نزن در ماشین های نساجی، مخازن پر اکسید و سفید کننده های حاوی کلر مورد استفاده قرار می گیرند.

کاربرد فولاد زنگ نزن در تجهیزات بیمارستانی:

فولاد های زنگ نزن مارتنزیتی در تجهیزات بیمارستانی به کار می روند. ابزار های ساخته شده از فولاد زنگ نزن به راحتی استریل می شوند، مقاومت به خوردگی مطلوبی دارند و تیز باقی می مانند. از این مواد به عنوان ایمپلنت هم استفاده می شود زیرا با بدن انسان سازگاری دارند. تجهیزات استریل کننده، اتوکلاو ها، کابینت های نگهداری وسایل و تخت های جراحی معمولا از فولاد زنگ نزن ساخته می شوند. آشپزخانه ها، اتاق های معاینه و آزمایشگاه های بیمارستان نیز از تجهیزاتی از جنس فولاد زنگ نزن استفاده می کنند.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]



کاربرد فولاد زنگ نزن در صنایع شیمیایی و پترو شیمیایی:

شدیدترین شرایط خوردگی دراین صنایع وجود دارد، زیرا دما بالا است و از مواد بسیار خورنده استفاده می شود. در فرآیند هیدروکرکینگ در برج تقطیر، فولاد زنگ نزن آستنیتی در معرض خوردگی سولفید هیدروژن قرار می گیرد. افزایش دمای واحدهای کرکینگ کاتالیستی (تا 750 درجه سانتی گراد یا 1300 درجه فارنهایت) منجر جایگزینی فولادهای کربنی ساده یا کم آلیاژ با فولاد زنگ نزن شد. در صنایع شیمیایی مانند تولید اسیدها، آمونیاک، کودها و پلاستیک نیز فولاد زنگ نزن آستنیتی به عنوان یک ماده استاندارد به کار می رود. در واحدهای تبخیر و معیان و نیروگاه هایی که از انرژی ژئوترمال استفاده می کنند نیاز به فولادهای زنگ نزن و پر آلیاژ است تا شرایط بسیار خورنده را تحمل کنند.

کاربرد فولاد زنگ نزن در صنایع هوا - فضا:

طراحان هواپیما در جستجوی موادی با نسبت استحکام به وزن بالا در دمای اتاق و در دمای بالا هستند که مقاومت مطلوبی در برابر خوردگی و اکسیداسیون داشته باشند. فولاد زنگ نزن این مشخصات را دارد و از نظر اقتصادی نیز به صرفه است و به همین دلیل در موتور، نازل و اسکلت هواپیما به کار می روند. آلیاژهای رسوب سختی شده در پوسته راکت ها به کار می روند در حالی که فولاد های زن نزن آستنیتی برای مخازن سوخت استفاده می شوند.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]



منبع:ویکی پی جی

آسمون
Tuesday 04 June 13, 02:05
.

فولاد زنگ نزن مغناطیسی و غیر مغناطیسی


فولاد زنگ نزن بگیر و نگیر


difference between magnetic and non magnetic stainless steel

به فولاد زنگ نزنی که خاصیت جذب توسط آهن ربا را داشته باشد بگیر و به فولاد زنگ نزنی که توسط آهن ربا جذب نشود نگیر می گویند.

فولاد های زنگ نزن سری 300 (مانند 304 و 316 ) دارای کروم هستند که منجر به نگیر بودن استیل می شوند. و این درحالی است که استیل های سری 400 تنها دارای کروم است که خاصیت مغناطیسی فولاد زنگ نزن را حفظ می کند.

یکی از روش های تشخیص استینلس استیل از کربن استیل نیز این می باشد که در صورتی که آهن ربا به آن نچسبید این قطعی است که فولاد زنگ نزن است ولی اگر آهن ربا به آن بچسبید هنوز دلیل بر تشخیص فولاد زنگ نزن از فولاد کربن دار نیست..


[Only Registered And Activated Users Can See Links]



پس برای انتخاب یک استینلس استیل مناسب کاربری باید به موارد زیادی از جمله گرید استیل ، سطح استیل ، کاربری آن و خاصیت مغناطیسی استیل توجه کرد.

Hamid_Madness
Tuesday 04 June 13, 15:12
سلام خانم مهندس با سپاس از این مطلب؛ با اجازتون تکمیل کنم!
.
یه مطلبی رو از نظر علمی بیان نکردید که چرا فولادهای سری 3 غیرمغناطیسی یا نگیر اند و سری 2 و 4 و دوپلکس ها بگیر یا مغناطیسی اند!!!
.
در سری 3xx فولادهای زنگ نزن افزایش درصد عناصری چون نیکل و منگنز باعث پایداری هرچه بیشتر فاز آستنیت در این فولاد میشود که ساختار آستنیت با ساختمان کریستالی fcc دارای گشتاور دوقطبی نبوده و خواص مغناطیسی در میدان مغناطیسی از خود بروز نمی کند. از دیگر خواص فولادهای سری 3 مثل 316 و 324 و 304 ووو... ای است که دربین بقیه فولادهای زنگ نزن از خواص شیمیایی بالایی (خوردگی ) هستند به همین جهت در بدن به عنوان پروتز استفاده میشه. برخی از این فولادها هم با حداکثر 2درصد مولیبدن مقاوم ترین موادمهندسی در برابر خوردگی حفره دارشدن هستند.! و مورد بعدی قابلیت عملیات حرارتی ندارند و فقط عملیات آنیل کردن (تنش گیری) می توان روشون اعمال کرد.
با سپاس

madrakiamir
Tuesday 04 June 13, 15:26
منم یه نکته بگم که توی این صحبتا ندیدم شایدم تند تند خوندم ندیدم.
اول که توی ضد زنگ های سری چهارصد حتما باید درصد خیلی کمی هافنیوم و یا تانتالیوم هم باشه وگرنه خوردگی این نوع فولاد از فولادهای عادی هم بیشتر میشه. این خیلی نکته ی مهمیه که کمتر بهش اشاره میکنن.
برای فولادهای داپلکس هم که الان نیاز وحشتناک صنایع نفت و گاز ممکلته تا یک دهم درصد نیتروژن داره که اصل کار رو همین نیتروژن میکنه. اما میدونید که حلالیت نیتروژن به دلیل بین نشین بودن در فولاد خیلی خیلی کمه. تکنیکی که باهاش نیتروژن رو تا یک دهم درصد (دقیق یادم نیست شایدم یک درصد) به فولاد داپلکس اضافه میکنن اینه که اول فرو کروم تشکیل میدن و نیتروژن رو به مذاب فروکروم تزیرق میکنن چون حد حلالیتش در کروم بالاتره.

Hamid_Madness
Thursday 06 June 13, 21:34
گروه فولادهای زنگ¬نزن نسبت به فولادهای ساختمانی ناهمگن¬ترند، و برخی از ویژگی¬های آن در بسیاری از موارد، برای طراحان و مهندسین نسبتاً مبهم می¬باشد. بیشتر روشهای تولید فولادهای زنگ¬نزن گستردگی فراوانی دارد که با درک بیشتر خواص اصلی می¬توان این مواد را طراحی کرد. هدف اصلی این فصل دید کلی راجع به " فولادهای زنگ¬نزن در جهان” و میزان سفاراشات آن می¬باشد.

کاربرد فولادهای زنگ¬نزن
بی شک فولاد، بهترین ماده برای سازه¬ها و ساختمان سازی و جزو موادصنعتی می¬باشد.
تولید جهانی فولاد تقریباً حدود 400 میلیون تن در سال بوده و حدود 2% از این مقدار به فولادهای زنگ¬نزن اختصاص دارد. تولید و مصرف فولادهای زنگ¬نزن به طورکلی با کشورهای غربی صنعتی و ژاپن رقم می¬خورد. با این حال مصرف فولادمعمولی کلاً پس از 1975 رشد خطی داشته، درصورتی که تقاضای فولادهای زنگ¬نزن هنوز با رشد 3 تا 5% در سال در حال افزایش است.
عمده شکل محصول فولادهای زنگ¬نزن به صورت ورق نورد سرد شده است. محصولات دیگر که به طورمجزا یک سوم مقدار کل ورق¬های نوردشده، هستند.

کاربرد اصلی فولادهای زنگ¬نزن: لوازم خانگی، تجهیزات صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی، و صنعت قوطی سازی و صنایع غذایی می باشد.
[Only Registered And Activated Users Can See Links]

پر مصرف ترین سری فولادهای زنگ¬نزن، فولادهای نوع 9-18 آستنیتی هستند مثل AISI 304 و AISI 304L که بیش از 50% تولید جهانی فولادهای زنگ¬نزن را تشکیل داده است. پس از سری 3xx، پرمصرف ترین سری، فولادهای فریتی مثل AISI 410 و پس از آن فولادهای زنگ¬نزن آستنیتی مولیبدن دار AISI 316/AISI 316L هستند. این سری ها مجموعاً بیش از 80% تناژ کل فولادهای زنگ¬نزن را تشکیل می دهند.
* ملزومات استاندارد آمریکا (AISI) به طور کلی در سرتاسر این مقاله برای شناسایی سری های فولادی به کار رفته است.
اگر سری خاصی دارای استاندارد نباشند، از نام تجاری آن مثل ”2205’ استفاده می کنند.
چطور شروع شد؟
باوجود دیدگاه های کلی می توان به تولید فولادهای زنگ¬نزن دست پیدا کرد. بهتر است به اوایل قرن برگردیم، متوجه می شویم که فولادهای زنگ¬نزن مواد تقریباً جدیدی هستند. حدود سال 1910 برروی معضلات موادصنعتی، با پیشرفت جایگاه های مختلفی در سرتاسر جهان کارشده و منجر به کشف و توسعه فولادهای زنگ¬نزن شده است.
در شفیلد انگلستان، شخصی به نام اچ. برلی دست به تولید مواد جدیدی برای خان تفنگ¬های سنگین زد که در برابر سایش مقاومت بیشتری داشتند. کروم در میان عناصر آلیاژی دیگر مطرح تر بوده و ایشان اظهار کردند که موادی که حاوی درصد بالایی از کروم هستند نیازی به اچ کردن ندارند. این یافته منجر به ثبت اختراع فولاد حاوی 9 تا 16% کروم و درصد پایین 0.7% کربن شده بود، که اولین فولاد زنگ¬نزن تولید شد.
اولین کاربرد این فولادهای زنگ¬نزن، چاقوی ضدزنگ بوده که قبلا از فولاد کربنی استفاده شده است. تقریبا در همین زمان شخصی به نام استرانس در اسن آلمان کار می کرد تا به ماده مناسبی جهت لوله های مقاوم به خوردگی برای ترموکوپل ها، آذرسنج (پیرومتر) دست یافت. از میان آلیاژهای آهنی که تا به امروز بررسی شده آلیاژ آهن-کروم-نیکل با درصد کروم بالا جایگزین آن شده است.
بررسی شده که قطعات آلیاژی با بیش از 20% کروم حتی پس از رهاشدن در آزمایشگاه به مدت بسیار طولانی زنگ نزن د.
این یافته منجر به تولید فولاد با 0.25درصد کربن، 20% کروم و 7% نیکل شده که اولین فولاد زنگ نزن آستنیتی نام گذاری شد.
با همکاری آلمان و انگلستان، شخصی به نام اف.ام.بکیت در نواحی نیاگارا در آمریکا مشغول به کار شد، تا مواد مقاوم به پوسته ای شدن و ارزان قیمت برای کوره های نوع پوشر دست یافته که در دمای بالای 1200 درجه سانتیگراد در رفته است. او نقطه اولیه تولید فولادهای مقاوم به حرارت را تولید کرد.
به هرحال، تا به حال پس از پایان جنگ جهانی دوم وجود نداشته که در فرآیندهای متالورژیکی منجر به رشد شده و کاربردهای عظیمی از فولادهای زنگ نزن مدرن آغاز شده است.
سری¬های فولاد زنگ¬نزن
پس از گذر چند سال شروع تولید چند سری فولادهای زنگ¬نزن در پیوست 1 آمده که رشد چشمگیری داشته که در آمریکا و اروپا استاندارسازی شده است. در این جدول تعدادی از فولادهای زنگ¬نزن با گستره¬ی متفاوتی از ترکیب شیمیایی را نشان داده است. حداقل در بیشتر وقتها همه این سری ها به طور موثر برای مریت به دردسر استانداردسازی را به خود جلب کرده است. با نظر به این گستردگی سری های مختلف فولادهای زنگ¬نزن، چشم¬انداز سازنده ممکن است مفید باشد. به طور متداول ساختار، تاثیر بسزایی روی خواص فولادهای زنگ¬نزن دارد که به دسته های وابسته به ساختارشان در دمای اتاق تقسیم بندی می شوند. تقسیم بندی با وجود خواص و ترکیب ارائه شده است. فولادهای زنگ¬نزن را می توان به شش گروه: مارتنزیتی، مارتنزیتی-آستنیتی، فریتی، فریتی-آستنیتی، آستنیتی و فولادهای رسوب¬سختی دسته بندی کرد. 5 مورد اول به ترکیبات اصلی ریزساختار در فولادهای مختلف ارتباط دارد. آخرین گروه مربوط به فولادهای سخت شده با مکانیزم خاصی است که شامل تشکیل رسوب ها درون میکروساختار می باشد.
دو دسته اول یعنی فولادهای زنگ¬نزن مارتنزیتی و مارتنزیتی-آستنیتی، قابلیت سخت¬کاری دارند به طوری که با عملیات حرارتی مشابه با فولادهای ساده کربنی، خواص آنها بهبود پیدا می کند. بیشتر وقتها فولادهای مارتنزیتی-آستنیتی با فولادهای فریتی-آستنیتی هم تراز هستند.
دسته سوم فولادهای رسوب سختی هستند که با عملیات حرارتی سخت کاری می شوند و روش های مورد استفاده در این دسته از فولادهای زنگ¬نزن روش عملیات حرارتی خاصی یا عملیات ترمو-مکانیکی شامل رسوب سختی نهایی و مرحله پیرسازی می باشد.
فولادهای رسوب سختی اغلب فولادهای ماریجینگ یا مارتنزیتی-پیرسختی شناخته شده است. سه دسته آخر فولادهای زنگ¬نزن، فریتی، فریتی-آستنیتی، و آستنیتی غیر قابل سخت کاری هستند، اما اساساً در شرایط فوق الذکر مورد استفاده قرار گرفته اند. به فولادهای زنگ نزن فریتی-آستنیتی اغلب فولادهای زنگ نزن دوفازی یا دوپلکس گویند. با این اوصاف، می توان اینطور استنباط کرد که کدام دسته از فولادهای زنگ نزن غیر مغناطیسی هستند؟ بله! فولادهای زنگ نزن آستنیتی! و مابقی مغناطیسی اند.



ترجمه: محمدحمید وکیل نژاد

آسمون
Sunday 09 June 13, 13:00
سطح فولاد زنگ نزن

فولاد زنگ نزن برای کار برد های مختلف، طراحی (کاربرد های مختلف فولاد زنگ نزن) و ساخته می شود. به این منظور برای هر کاربردی سطح متفاوتی از پرداخت و صافی مورد نیاز است. فولادهای زنگ نزن خواص منحصر به فردی دارند. این فولاد توسط لایه ای از اکسید کروم که به وسیله واکنش کروم با اکسیژن موجود در اتمسفر ایجاد می شود، محافظت می شود. هنگامی که سطح آسیب ببیند لایه اکسیدی به سرعت در حضور اکسیژن ترمیم می شود. از طرفی این لایه اکسیدی توسط فرآیندهای شیمیایی می تواند رنگ های متفاوتی را ایجاد کند. از یک دیدگاه می توان سطح استیل ها را به 10 دسته مختلف تقسیم بندی کرد که در این 10 دسته استیل آینه ای ، استیل های براق ، استیل خش دار و استیل مات از جمله پر کاربردترین استیل های داخل کشور هستند. استیل BA که سطحی همچون آینه دارد برای مصارف تزئینی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. برای خرید استیل یکی از مهمترین پارامتر ها همین شماره استیل است. در واقع استیل 304 یا 316 و یا هر استیل دیگری در کنار سطح پرداخت آن معنا پیدا می کند.

در زیر این 10 دسته بندی آورده شده است:


No. 0: Hot rolled, annealed, thicker plates

No. 1: Hot rolled, annealed and passivated

No. 2D: Cold rolled, annealed, pickled and passivated

No. 2B: Same as above with additional pass-through highly polished rollers

No. 2BA: Bright annealed (BA or 2R) same as above then bright annealed under oxygen-free atmospheric condition

No. 3: Coarse abrasive finish applied mechanically

No. 4: Brushed finish

No. 5: Satin finish

No. 6: Matte finish (brushed but smoother than #4)

No. 7: Reflective finish

No. 8: Mirror finish

No. 9: Bead blast finish

No. 10: Heat colored finish-wide range of electropolished and heat colored surfaces




می توان سطح فولاد های زنگ نزن را به شکل زیر نیز تقسیم بندی کرد:

1- سطح نوردی (سطح پس از نورد) (Mill Finishes)

2- سطحی که به شکل مکانیکی پولیش شده (Mechanicaly pPolished and Brushed finishes)

3- سطح طرح دار (Patterned Finishes)

4- سطح Bead Blast

5- سطح الکتروپولیش (Electro-Polished Finishes)

6- سطح رنگی

7- سطوح ویژه

آسمون
Sunday 09 June 13, 13:08
سطح نوردی (سطح پس از نورد) (Mill Finishes)

معمولا طیف گسترده ازمحصولات فولاد زنگ نزن تخت سطح نوردی (چه نورد گرم و چه نورد سرد ) دارند. آن ها به طور گسترده در ساختمان ها به کار می روند. سطوح نوردی در واقع به عنوان یک مرحله پایه برای سایر فرآیند های سطحی عمل می کنند. سطوحی که در معماری کاربرد بیشتری دارند عبارتند از 2R، 2B، 2D و .1D برای بهبود مقاومت به خوردگی این محصولات، سطوح نوردی با اسید پاکسازی می شوند (Pickel) تا پوسته هایی که در هنگام فرآیند نورد گرم و آنیل روی آن ها تشکیل شده است از بین برود.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

1D

این سطح نورد گرم، آنیل و پوسته برداری شده این سطح در ورق ها و پلیت های ضخیم دیده می شود و تقریبا خشن بوده و انعکاس کمی دارد. این سطح برای کاربردهای دکوراتیو مورد استفاده قرار می گیرد و بیشتر در قسمت هایی مورد کاربرد قرار می گیرد که دیده نمی شود.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

2D

این سطح نسبت به 1D بیشتر پرداخت شده و توسط فرآیند نورد سرد، عملیات حرارتی و پوسته برداری ایجاد می شود. این سطح انعکاس کمی داشته و مات است. برای کاربردهای صنعتی و مهندسی مناسب است و از نظر بصری کاربردی در معماری ندارد.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

2B

این سطح مانند سطح 2D ایجاد می شود. ولی یک عملیات نورد سبک با استفاده از غلتک هایی پولیش کننده منجر به ایجاد سطحی صاف با درخشش خاکستری می شود. این سطح امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد در واقع یک مرحله پایه ای برای ایجاد سایر سطوح پولیش شده است.



[Only Registered And Activated Users Can See Links]

2R

با آنیل درخشان (Bright Annealing) تحت محیط بدون اکسیژن پس از عملیات نورد و با استفاده از غلتک های پولیش کننده یک سطح منعکس کننده ایجاد می شود که تصاویر را واضح نشان می دهد. این سطح بسیار صاف، تمایل کمتری به جذب رطوبت و آلودگی موجود در هوا نسبت به سایر سطوح نوردی دارد و به راحتی تمیز می شود.



.

آسمون
Sunday 09 June 13, 13:13
سطحی که به شکل مکانیکی پولیش شده (Mechanicaly pPolished and Brushed finishes)


بسیاری از فرآیندهای پولیش اضافی می توانند با انتخاب درست سطح اولیه کاهش یابند. هر چه سطح نوردی به سطح نهایی نزدیک تر باشد، عملیات بعدی کمتر می شود. پرداخت نقش مهمی در سطح ظاهری و عملکرد فولاد در محیط دارد و باید به دقت انتخاب شود. پرداخت سطوحی که به صورت مکانیکی پولیش می شوند شامل استفاده از مواد ساینده است که تا مقدارخاصی سطحی از فولاد را بر می دارند. طیف وسیعی از پرداخت های یک جهته خراشدار وجود دارد که به نوع سطح فولاد اولیه، نوع و بافت نوارهای ساینده و نوع فرآیند بستگی دارد. عملیات پولیش ممکن است تر (سنگ سنباده با روغن) یا خشک (نوارهای ساینده های خشک یا پارچه ای) باشند. معمولا سطوحی که به صورت تر پرداخت می شوند نرم تر هستند.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]



2G

سطح یکنواخت و یک جهته با انعکاس کم به عات پرداخت خشن در معماری داخلی مورد استفاده قرار نمی گیرند.

ظاهر سطح به نوع ماده و میزان زبری نوار های سنباده بستگی دارد. شکل بالا: سنباده 180

شکل پایین: سنباده 240



[Only Registered And Activated Users Can See Links]

2J

این سطح با استفاده از نوار ها یا براش ها ایجاد می شود. سطح ایجاد شده با خراش یک جهته، بدون انعکاس و مناسب برای معماری داخلی است.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

2K

این سطح نرم و براق برای بسیاری از کاربردهای معماری مناسب است به خصوص برای معماری خارجی (نما) مورد استفاده قرار می گیرد. این سطح با استفاده از نوار های سمباده یا براش های ظریف تر که منجر به ایجاد سطوح تمیز با زبری یا رافنس Ra=0.5 میکرون می شود، ایجاد می شود.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

2P

سطح بسیار براق و فوق العاده نرم که توسط پولیش کردن و پرداخت با الیاف نرم و ترکیبات پولیش ویژه ایجاد می شود. این سطح تصویر کاملا واضحی را منعکس می کند.


.

آسمون
Sunday 09 June 13, 13:16
.


سطح طرح دار (Patterned Finishes)

سطوح طرح دار به وسیله نورد با غلتک های طرح دار یا پرس ایجاد می شوند و این سطوح معمولا برای مصارفی مانند روکش کاری ((Cladding مورد استفاده قرار می گیرند. این سطوح به دو نوع مختلف تقسیم بندی می شوند: طرح یک طرفه که در این حالت یکی از این سطوح به صورت ساده باقی می ماند (2M). طرح دو طرفه که دراین حالت طرح در دو سمت ایجاد می شود 2W. سطوح طرح دار برای مکان های عمومی مانند اتاق آسانسور و محیط فرودگاه ها که امکان وارد شدن ضربه و ایجاد خراش وجود دارد، مناسب ترند زیرا کمتر آسیب های وارد شده را به نمایش می دهند.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]
این شکل ها برخی از نمونه های سطوح 2M هستند که تنها دریک طرف طرح دار هستند.

[Only Registered And Activated Users Can See Links]

سطوح نورد شده یا پرس شده 2W

آسمون
Sunday 09 June 13, 13:18
.


سطح Bead Blast

فرآیند Bead Blast سطوح یکنواخت، بی جهت و بدون انعکاس را ایجاد می کند. این سطوح در مجاورت سطوح پولیش شده و براق تضاد بصری ایجاد می کنند. موادی که برای بلست کردن یا پاشش روی سطح استفاده می شوند عبارتند از:

ذرات فولاد زنگ نزن

گلوله های سرامیکی

اکسید آلومینیم

شیشه

به هیچ عنوان نباید برای این منظور از فولاد معمولی یا فولاد کربنی استفاده کرد زیرا موجب آلوده شدن سطح فولاد زنگ نزن می شوند. ماسه نیز حاوی ترکیبات آهن است که ممکن است سطح را آلوده کرده و معمولا برای سطح فولاد زنگ نزن پیشنهاد نمی شوند. ممکن است سطح فولادهای زنگ نزن آستنیتی در هنگام این فرآیند کار سخت شوند. این فرآیند ممکن است باعث ایجاد تنش یا از بین رفتن تنش در ورق یا قطعه شود. در برخی از موارد ممکن است نیازبه انجام این فرآیند در دو طرف ورق فولادی باشد تا میزان تنش به وجود آمده برابر شود.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

ظاهر محصول این فرآیند به نوع ماده استفاده شده برای بلست کردن یا پاشش وابسته است. شکل بالا :گلوله های شیشه ای و شکل پایین: خرده شیشه


.

آسمون
Sunday 09 June 13, 13:26
.

سطح الکتروپولیش (Electro-Polished Finishes)

این فرآیند الکتروشیمیایی هم برای ورق ها و هم برای قطعات مناسب است. این فرآیند سطح را بهبود می دهد و نقاط پستی بلندی سطح را از بین می برد و بنابراین انعکاس افزایش می یابد. درجه نرمی و انعکاسی که در این فرآیند انجام شود بسته به میزان زبری ماده اولیه دارد و باید در نظر گرفته شود که در این فرآیند سطح آینه ای که توسط فرآیندهای پولیش مکانیکی بدست می آید را نمی توان ایجاد کرد. آلودگی های سطحی غیر فلزی توسط این فرآیند حذف می شود. مقاومت به خوردگی سطوح صاف تر بیشتر است. زیرا این سطوح آلودگی ها را در به خود جذب نکرده و به راحتی تمیز می شوند.



[Only Registered And Activated Users Can See Links]



سطح رنگی

- سطح رنگ شده الکترولیتی:

لایه اکسید کروم خنثی که روی سطح فولاد زنگ نزن ایجاد می شود می تواند با فرآیندهای شیمیایی رنگی شود. فولادهای زنگ نزن آستنیتی معمولا برای این فرآیند مناسب هستند. بسته به زمان حضور فولاد در محلول اسیدی. لایه اکسیدی که روی سطح ایجاد می شود در اثر شکست نور رنگ های مختلف ایجاد می کند. رنگ هایی که معمولا در اثر این کار به وجود می آیند عبارتند از برنزی، طلایی، قرمز، بنفش، آبی و سبز که به تدریج با افزایش ضخامت لایه از 0.02 تا 0.36 میکرون به وجود می آید.

اگر لایه اکسیدی رنگی در برابر نور فرابنفش قرار بگیرد رنگ خود را از دست نمی دهد زیرا در فرآیند رنگ کردن از رنگدانه ها استفاده نمی شود. از آنجایی که لایه سطحی خنثی و بی رنگ است. سطح فولاد در ظاهر نهایی موثر است. اگر سطح فولاد کدر باشد، رنگ نهایی نیز کدر خواهد بود.اگر سطح کاملا آینه ای باشد، رنگ نهایی نیز بسیار منعکس کننده خواهد بود.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

این فرآیند منجر به ایجاد رنگی می شود که دائمی است و مانند سطوح رنگ شده نیازی به رنگ آمیزی مجدد ندارد. از طرفی باید مراقبت زیادی از سطوح انجام بگیرد تا آسیبی به لایه سطحی نرسد چون در صورت ایجاد آسیب رنگ آمیزی مجدد امکان پذیر نخواهد بود. فولاد زنگ نزن که به این شکل رنگ آمیزی می شود را نمی توان بدون آنکه رنگ آن تخریب شود، جوشکاری کرد.

رنگ این فولاد زنگ نزن در تماس با دی کرومات سدیم به رنگ سیاه در می آید. در هنگام تمیز کردن این سطوح نیز باشد توجه داشت که از محول های حاوی کلر استفاده نشود و از سیم ظرفشویی که منجر به صدمه دائمی به لایه اکسیدی می شود، جلوگیری کرد.

- سطح رنگ شده طرح دار:

ایجاد طرح روی سطح فولاد و پس از آن اعمال فرآیند رنگ کردن منجر به ایجاد طرح های زیبایی می شود. می توان از عملیات سنگ زنی برای حذف رنگ نقاط برآمده نیز استفاده کرد تا در نهایت محصول بدست آمده ترکیبی از رنگ اعمال شده و رنگ طبیعی فولاد زنگ نزن داشته باشد و از طرفی نقاط برآمده حساسیت کمتری به آسیب دیدگی نیز پیدا کنند.



[Only Registered And Activated Users Can See Links]
[Only Registered And Activated Users Can See Links]

آسمون
Sunday 09 June 13, 13:28
سطوح ویژه

روش های جدید راههایی را برای ایجاد خطوط پیچیده به وجود آورده اند و از جمله این روش ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

فتورزیست Photoresist
اچ با اسید
شات بلست Shot Blast
رنگ کردن
طرح دادن
سنگ زنی و پولیش

این فرآیندها به صورت منفرد یا با هم توسط شرکت های متخصص در این امر به کار گرفته می شوند تا تعداد نامحدودی طرح و نقش را ایجاد کنند. استفاده از ماسک هم از سطح در برابر عملیات سطحی بعدی به عنوان مثال سنگ زنی یا شات بلست محافظت می کند.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

فرآیند سیلک اسکرین و فتورزیست برای ایجاد هر طرحی روی ورق فولاد مناسب هستند و سطح باقی مانده با اسید اچ می شود تا طرح روی سطح ایجاد شود. در فرآیند اچ کردن با اسید، بخش کوچکی از سطح ماده برداشته می شود. سطوح اچ شده کدر رنگ بوده و تصاویر زیبایی را در تضاد با سطوح براق و پولیش شده ایجاد می کنند. اعمال رنگ می تواند قبل یا پس از فرآیند اچ صورت گیرد.

[Only Registered And Activated Users Can See Links]


.

حسین یعقوبی
Sunday 27 October 13, 20:15
کاربرد فولادهای زنگ نزن در توربین های گازی

[Only Registered And Activated Users Can See Links]

شرح :

در سال ۱۹۱۲ بربرلی شفلید انگلستان دریافت که فولادهای حاوی مقادیر زیاد عنصر کرم در مقابل خوردگی مقاوم هستند ، بتدریج در کشور آلمان انواع عناصر آلیاژی دیگر نظیر Cu,Nb<Mo,Ni به این نوع فولادهای اضافه شد که منجر به تولید خانواده فولادهای زنگنزن و مقاوم به حرارت گردید . در این کتابچه به ضمن معرفی فولادهای زنگ نزن به بررسی کاربردهای این فولاد ها در صنعت توربین های گازی می پردازیم .


[Only Registered And Activated Users Can See Links]قالب بندی : PDF

تعداد صفحات : ۳۰

حجم : ۱۱٫۷MB

[Only Registered And Activated Users Can See Links]لینک دانلود ([Only Registered And Activated Users Can See Links])

[Only Registered And Activated Users Can See Links]لینک کمکی ([Only Registered And Activated Users Can See Links] r.html)

OSTAD
Friday 25 April 14, 07:18
فولاد زنگ نزن در دماهای بالا دارای کاربردهای فروانی در صنایع شیمیایی و پتروشیمی و صنایع هوافضا و .... است و لذا خواص دما بالای آن حائز اهمیت می باشد

یک مقاله جامع در مورد این موضوع قرار میدم که نشان میدهد این فولاد در دمای بالای 482C رفتار خزشی از خودش نشان میدهد

و در محاسبات مربوط به استحکام تسلیم بایستی آن را هم لحاظ کرد

مقاله 1 کلیک ([Only Registered And Activated Users Can See Links] l&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CCUQFjAA&url=[Only Registered And Activated Users Can See Links] J_1985_06_s170.pdf&ei=PcpZU87hMorWsgaUxIG4BA&usg=AFQjCNFoPxxLSZXyUAkbcA5NdV4ZhNKWvg&bvm=bv.65397613,d.Yms)

حسین یعقوبی
Sunday 04 May 14, 20:24
فولاد های زنگ نزن دوفازی


[Only Registered And Activated Users Can See Links]

شرح :

فولادهای زنگ نزن دوفازی یک خانواده از گریدهای با ترکیب خوب مقاومت خوردگی و استحکام بالا هستند که تاکنون تولید گردیده اند .خواص فیزیکی آنها بین فولادهای زنگ نزن آستنیتی و فریتی است اما خواصشان بیشتر به سمت فولادهای فریتی و فولادهای ساده کربنی میل می کند .

قالب بندی : PDF

تعداد صفحات :۲۴

حجم : ۲MB



[Only Registered And Activated Users Can See Links]لینک دانلود ([Only Registered And Activated Users Can See Links])

[Only Registered And Activated Users Can See Links]لینک کمکی ([Only Registered And Activated Users Can See Links])

[Only Registered And Activated Users Can See Links] مشاهده مطالب مرتبط ([Only Registered And Activated Users Can See Links])

آسمون
Sunday 30 November 14, 01:46
فولادهای زنگ نزن




[Only Registered And Activated Users Can See Links] ([Only Registered And Activated Users Can See Links])


شرح :

از آنجایی که صنعت فولاد به عنوان پایه و اساس صنایع جدید و وجود کارخانجات و مجتمع های فولاد در هر کشور نمایانگر اقتدار آن کشور در جهت بخدمت گرفتن تکنولوژی های مدرن می باشد و همچنین با توجه به وجود مجتمع های فولاد در کشور می توان نتیجه گرفت که بیش از ربع قرن از فعالیت صنایع نوین در ایران می گذرد. وجود و بهره برداری از مجتمع های بزرگ فولاد همچون مجتمع فولاد مبارکه و مجتمع فولاد خوزستان حکایت از فعالیت رو به رشد صنعت فولاد کشور دارد.ولی علی رغم بر خورداری از یک سابقه نسبتا طولانی در تولید فولاد متاسفانه به دلایل مختلف از قبیل مسائل سیاسی که بعد از انقلاب پیش آمد این صنعت از رشد کیفی مطلوبی برخوردار نبود و در دستیابی به فنون و تکنولوژی های پیشرفته موفقیت چندانی بدست نیاورده است و این خود ما را بر آن می دارد برای برخورداری و دستیابی به تکنولوژی های پیشرفته این صنعت از هر تلاش و کوششی دریغ ننماییم که این مستلزم تغییر رویکرد ما نسبت به صنعت فولاد می باشد. با گذشت نزدیک به یک قرن از تولید فولاد زنگ نزن در سال ۱۹۱۰، روش ها و تجهیزات متنوعی در تکنولوژی تجارتی آن بکار گرفته شده است. کارهای اولیه در ژاپن ، آفریقای جنوبی و اروپا با استفاده از تجهیزات معمولی فولاد های کربنی (اما در تناژ کم)انجام گرفته است. اما رقابت بازار جهانی و فولاد با کیفیت خوب تجهیزات مدرن تری را می طلبد برای تولید فولاد زنگ نزن انجام دو اقدام زیر لازم و ضروری می باشد :
۱- سرمایه گذاری مطلوب در جهت تکمیل خطوط تولید و تجهیز مجتمع های فولاد به تجهیزات مدرن
۲- کسب دانش فنی و در اختیار گرفتن تکنولوژی ساخت

قالب بندی : PDF
تعداد صفحات :۷۲
حجم : ۶۳۴KB

[Only Registered And Activated Users Can See Links]لینک دانلود ([Only Registered And Activated Users Can See Links])
[Only Registered And Activated Users Can See Links]لینک کمکی ([Only Registered And Activated Users Can See Links])

[Only Registered And Activated Users Can See Links] مشاهده مطالب مرتبط ([Only Registered And Activated Users Can See Links])

آسمون
Thursday 04 December 14, 22:58
.

فولادهای زنگ نزن مورد استفاده در ساخت مبدل حرارتی



برای بررسی فولادهای زنگ نزن مورد استفاده در ساخت مبدل حرارتی (Stainless steel for Heat Exchanger Construction) باید ابتدا بر بررسی این دسته از فولاد ها پرداخت. فولاد های زنگ نزن (SS) آلیاژ هایی هستند که درصد کروم آن ها با یا بدون عناصر آلیاژی دیگر کمتر از 12 درصد نباشد. فولادهای زنگ نزن در برابر زنگ زدن نسبت به فولادهای کربنی ساده و فولادهای کم آلیاژ مقاوم ترند. آن ها مقاومت به خوردگی عالی دارند زیرا درصد کروم آن ها بالاست. این فلزات به شکل کارشده و ریختگی در دسترس هستند.

فولادهای زنگ نزن را می توان به 5 خانواده بر اساس ساختار متالورژیکی آن ها تقسیم بندی کرد.
1- فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 2- فولاد زنگ نزن آستنیتی 3- فولاد زنگ نزن فریتی 4- فولاد زنگ نزن دوفازی 5- فولاد زنگ نزن رسوب سختی

[Only Registered And Activated Users Can See Links]



چهار دسته نخست توسط فازهای متالورژیکی شناخته می شوند. در آهن و فولاد، به ساختار BCC فریت و به ساختار FCC آستنیت گفته می شود. بنابراین فولاد های فریتی یا آستنیتی حاوی مقادیر زیادی از این فاز ها هستند. فولادهای دوپلکس حاوی هر دو فاز فریت و آستنیت هستند. پنجمین گروه فولادهای زنگ نزن آن هایی هستند که می توان با عملیات حرارتی پیرسازی استحکام آن ها افزایش داد. این فولاد برای ساخت مبدل های حرارتی مورد استفاده قرار نمی گیرد و در نتیجه در این مطلب راجع به آن بحث نخواهد شد.



نام گذاری فولادهای زنگ نزن


فولادهای زنگ نزن کارشده بر اساس استاندارد انستیتو آهن و فولاد آمریکا (AISI) و بر اساس ترکیب دسته بندی می شوند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی Cr-Ni-Mn به عنوان سری 2xx، و فولادهای زنگ نزن آستنیتی Cr-Ni به عنوان سری xx3 و xx4 نامگذاری می شوند. فولادهای گرید رسوب سختی بر اساس درصد نیکل و کروم دسته بندی می شوند. مشخصات ASTM برای فولادهای زنگ نزن: بیشتر انواع فولادهای زنگ نزن AISI مانند آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی، و برخی انواع ویژه آن ها مانند سوپر فریتی و سوپر آستنیتی در A240 بیان شده است.

راهنمای انتخاب انواع فولاد زنگ نزن




راهنمای انتخاب انواع فولاد زنگ نزن توسط براون و دبولد به صورت جداگانه بررسی شده است. بر اساس پژوهش براون، در هنگام انتخاب گرید مناسب باید موارد زیر را در نظر گرفت: 1- انتخاب میزان مقاومت به خوردگی برای کاربرد مد نظر. 2- انتخاب مقدار استحکام مورد نیاز. 3- به علت وجود برخی مشکلات در هنگام ساخت باید آلیاژ پایه ای انتخاب شود که بهترین ویژگی ها را در ساخت داشته باشد. 4- انجام آنالیز هزینه شامل قیمت مواد اولیه، هزینه های نصب و تخمین عمر محصول نهایی. 5- تعیین در دسترس بودن مواد اولیه که از نظر هزینه، مقرون به صرفه و از نظر کارایی مناسب باشد.
از نظر دبولد باید انتخاب فولاد زنگ نزن بر اساس مقاومت به خوردگی و استحکام باشد.

فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی

فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی از مقاومت به خوردگی کمتری برخوردارند زیرا تنهای حاوی 11 تا 18 درصد کروم هستند و مقدار کربن آن ها معمولا زیر 0.4 درصد است. حداقل مقدار کروم بر اساس مقاومت به خوردگی انتخاب می شود و بیشترین مقدار آن بر اساس مقدار لازم برای آستنیته کردن کامل آلیاژ در طی عملیات حرارتی مشخص می شود. یکی از ویژگی های کلیدی این گروه توانایی آن ها برای سخت شدن در حین عملیات حرارتی است. کارآیی این فولاد در مبدل های حرارتی و در محیط های آبی محدود است. اما این فولاد ها ترکیب مفیدی از استحکام، چکش خواری، چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی را در محیط های ملایم نشان می دهند. مقاومت به خوردگی تنها زمانی در مورد این ماده ایجاد می شود که به طور کامل سخت و تمپر شده باشد. فولاد AISI 410 یکی از پرکاربردترین گریدهای مارتنزیتی است که گاهی اوقات در مبدل های حرارتی استفاده می شود.

متالورژی و خواص فولاد زنگ نزن آستنیتی

فولادهای زنگ نزن آستنیتی تقریبا 80 تا 90 درصد فولاد های زنگ نزن را تشکیل می دهند. این کلاس فولاد های زنگ نزن شامل آلیاژهای گروه 200 و 300 می شود که می توان آن ها را با کار سرد، سخت کرد. آلیاژهای سری 200 برای صرفه جویی در مصرف نیکل با جایگزینی آن با منگنز به وجود آمدند به شکلی که به ازای هر یک درصد نیکل، دو درصد منگنز جایگزین شود. آلیاژ های سری 300 فولادهای زنگ نزن، آلیاژهای کم کربن – آهن – کروم هستند که با نیکل هم همراه هستند و گاهی اوقات منگنز یا نیتروژن هم دارند یا حاوی مجموعه ای از این عناصر هستند تا در اثر سرد کردن سریع در دمای اتاق به آستنیت تبدیل شوند. مقدار کروم در محدوده 15 تا 32 درصد، مقدار نیکل در محدوده 8 تا 37 درصد و مقدار کربن به کمتر از 0.03 درصد محدود شده است. کروم مقاومت به اکسیداسیون و مقاومت به خوردگی در محیط خاص را ایجاد می کند. تیپ های معمول فولادهای زنگ نزن 3xx شامل شامل 304، 304L ،309 ،310 ،316 ،316L ،321 ،347 و 348 می شوند. آلیاژ پایه این گروه 304، حاوی 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل است. استحکام این آلیاژ و مقاومت به خوردگی آن متوسط و چقرمگی آن عالی است. برای بهبود مقاومت به خوردگی حفره دار شدن در برابر کلراید باید به آن مولیبدن اضافه کرد که به این ترتیب آلیاژهای 316 و 317 پدید می آیند. فولاد زنگ نزن 316 (18 درصد کروم، 12درصد نیکل، 2.5 درصد مولیبدن) و 317 (18 درصد کروم، 15 درصد نیکل، 3.5 درصد مولیبدن) در محیط های کلریدی مقاومت بیشتری نسبت به 304 از خود نشان می دهند. خواص فولادهای زنگ نزن آستنیتی عبارت است از : - غیر مغناطیسی (نگیر)، داکتیل، کارسخت - با عملیات حرارتی سخت نمی شوند. - تک فاز از صفر کلوین تا دمای ذوب - ساختار کریستالی FCC - جوشکاری آسان - عدم ایجاد تردی 475 درجه سانتی گراد و تردی هیدروژنی - عدم وجود دمای انتقال نرمی به تردی
توسعه آلیاژ


فولادهای زنگ نزن آستنیتی 18Cr–8Ni به طور موفقیت آمیز در آب های شیرین و محیط های صنعتی با خورندگی ملایم به مدت 50 سال مورد استفاده قرار گرفته اند. مقاومت به خوردگی، جوشکاری و استحکام خانواده فولادهای زنگ نزن آستنیتی دائما در کاربردهای صنعتی با تغییر ترکیب شیمیایی آن ها ثابت شده است. این ویژگی ها عبارتند از: 1- مولیبدن برای بهبود مقاومت به خوردگی در محیط های کلریدی مانند تیپ 316 و 317 به کار می رود. مقاومت این فولادها در برابر حمله های شیمیایی نسبت به تیپ 304 بیشتر است. 2- فولادهای کم کربن (304L، 316L و 317L) به رسوب کاربید در دمای 425 تا 870 درجه سانتی گراد (800 تا 1600 درجه فارنهایت) مقاومند و در نتیجه در حین جوشکاری دچار کاهش مقاومت به خوردگی نمی شود. معمولا توصیه می شود که در دمای کمتر از 425 درجه سانتی گراد (800 درجه فارنهایت) از این فولادها استفاده شود. 3- نیتروژن برای جبران کاهش استحکام در فولادهای کم کربن یا گرید های L اضافه می شود. افزودن نیتروژن استحکام را در تمام دماها افزایش می دهد، مقاومت به خوردگی محلی را در محلول های اسید کلر دار افزایش داده، مقاومت به حفره دار شدن و پایداری فاز را نیز بهبود می دهد. افزودن نیتروژن پسیو شدن را نیز بهبود می دهد و اثر سایر عناصر آلیاژی را به خصوص کروم و مولیبدن را افزایش می دهد. درصد نیتروژن معمولا از 0.1 تا 0.25 درصد در فولادهای زنگ نزن آستنیتی بیشتر نمی شود تا از مشکلات مربوط به ایجاد تخلخل در شمش، کارپذیری گرم و رسوب نیتروژن که در اثر حضور مقدار زیاد نیتروژن ایجاد می شوند، جلوگیری شود. 4- افزایش کروم برای افزایش مقاومت به حفره دار شدن و خوردگی شیاری. 5- افزایش نیکل برای پایدار کردن ریزساختار آستنیتی و بهبود مقاومت به خوردگی تنشی و محیط های احیا کننده. اثر نیکل بر خوردگی تنشی با استفاده از منحنی کاپسون مشخص می شود. 6- گریدهای پایدار شده: اضافه کردن تیتانیم و نیوبیوم کاربیدهای پایدار ایجاد می کند تخلیه کروم به وسیله تشکیل کاربیدهای کمپلکس کروم جلوگیری می کند و در نتیجه از حساس شدن مناطق جوش یا قطعات عملیات حرارتی شده جلوگیری می کند مانند فولاد 321 که با تیتانیم و فولاد 347 که با نیوبیوم پایدار شده است.
7- عبارت LR مخفف low residual بوده و در این حالت به معنای محدود کردن کربن برای مقاومت به خوردگی است. کاهش کربن هم چنین ریسک تشکیل فیلم های بین دندریتی غنی از نیوبیوم را کاهش می دهد. هم چنین محدودیت هایی برای سیلیسیم، گوگرد و فسفر برای بهبود مقاومت به ترک های ناشی از جدایش وجود دارد.منگنز معمولا برای بهبود مقاومت به ترک های انجمادی به ترکیب افزوده می شود.


منبع: ویکی پی جی

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:04
.

کاربردهای فولادهای زنگ نزن برای مبدل های حرارتی


فولادهای زنگ نزن آستنیتی به دلیل قیمت پایین، مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی خوب در محدوده وسیعی از دما مورد استفاده قرار می گیرند. آن ها به طور موفق در محیط های مختلف مانند اسیدها، آب های شیرین و آب های شور مورد استفاده قرار گرفته اند. از طرف دیگر فولادهای زنگ نزن فریتی و مارتنزیتی به دلیل چقرمگی کمتر در دمای اتاق کاربردهای محدود تری دارند. فاکتورهایی که استفاده از فولاد زنگ نزن را برای کاربرد در مبدل های حرارتی مناسب می کنند عبارتند از :


- مقاومت بالا به خوردگی یکنواخت مانند خوردگی سایشی - مقاومت در برابر محلول هایی با pH بالا
- مقاومت به اکسیداسیون و سولفیداسیون - سازگاری با روش های ساخت - توانایی تمیز کردن آسان رسوبات با استفاده از روش های معمول شیمیایی و مکانیکی بدون ایجاد آسیب - قابلیت رقابت با سایر موادی که معمولا در ساخت مبدل های حرارتی به کار گرفته می شوند. - پایداری خواص در حین کار - سازگاری با مایعات فرآیند - چقرمگی در کاربردهای برودتی و استحکام در دمای بالا



[Only Registered And Activated Users Can See Links]


- مقاومت در برابر کچلی و چسبندگی
- هدایت حرارتی متوسط
- پایداری ابعادی - فولادهای زنگ نزن جدید برای کاربرد در مبدل های حرارتی روش های جدید فولادسازی مانند AOD و VIM در دو دهه اخیر گرید های جدید از فولاد های زنگ نزن فریتی، آستنیتی و دوپلکس را با ناخالصی های کم در محدوده وسیعی از عناصر آلیاژی برای کاربردهای خاص معرفی کرده است. در کنار ویژگی های خوب، فولادهای زنگ نزن معایبی نیز دارند:


1- حساسیت به خوردگی شیاری زیر رسوبات 2- حساسیت به حفره دارشدن و خوردگی تنشی در حضور یون کلرید در دمای هوای بالاتر از 50 درجه سانتیگراد 3- حساس شدن منجر به خوردگی بین دانه ای می شود. 4- حساس به رسوبات

خواص مکانیکی برای کاربردهای برودتی و دما بالا


اگرچه فولادهای زنگ نزن آستنیتی در ابتدا به دلیل مقاومت به خوردگی بالا مورد استفاده قرار گرفتند اما این فولادها خواص مکانیکی عالی در محدوده وسیعی از دما از دماهای زیر صفر تا دماهای بالا دارند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی بر خلاف فولادهای فریتی انتقال از نرمی به تردی را نشان نمی دهند. آن ها در دماهای پایین هم چقرمگی بالای خود را حفظ می کنند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی مانند 304، 304L، 316، 316L و 347 در کاربردهای برودتی برای ذخیره گاز مایع و مخازن انتقال به کار گرفته می شوند.


فولادهای زنگ نزن آستنیتی استحکام خزش – گسیختگی خوبی در دما های بالای 600 درجه سانتی گراد نشان می دهند. اگر استحکام خزشی بیشتر در دماهای بالاتر مد نظر باشد، افزودن وانادیم، نیوبیوم و تیتانیم الزامی است. اضافه کردن این عناصر آلیاژی منجر به افزایش استحکام و کاهش چقرمگی در دمای پایین می شود.

عناصر آلیاژی و ریزساختار فولادهای زنگ نزن

در فولادهای جوشپذیر فریتی و آستنیتی ریزساختار بسیار اهمیت دارد. اگرچه کروم و نیکل اصلی ترین عناصر آلیاژی در فولادهای زنگ نزن آستنیتی هستند، سایر عناصر نیز برای ایجاد خواص ویژه به ترکیب آن ها اضافه می شوند و باید اثر آن ها را بر ریزساختار در نظر گرفت. مولیبدن، نیوبیوم و تیتانیم تشکیل فریت دلتا را در زمینه آستنیتی تقویت کرده و هم چنین کاربیدهایی مانند کروم تشکیل می دهند. از طرف دیگر مس، منگنز، کبالت، کروم، کربن و نیتروژن اثر مشابه با نیکل در تشکیل فاز آستنیت دارند. به این عناصر، عناصر آستنیت ساز می گویند. ترکیب معمول فولادهای زنگ نزن آستنیتی در جدول زیر نمایش داده شده است.




ترکیب نامی فولادهای زنگ نزن ریختگی آستنیتی


سایر عناصر آلیاژی
مولیبدن
نیکل
کروم

سیلیسیم
(ماکزیمم)

گوگرد
(ماکزیمم)

فسفر
(ماکزیمم)

منگنز
(ماکزیمم)

کربن
(ماکزیمم)
گرید



-
8.0-12.0
18.0-20.0
1.0
0.03
0.045
2.0
0.08
304




8.0-12.0
18.0-20.0
1.0
0.03
0.045
2.0
0.03
304L



2.0-3.0
10.0-14.0
16.0-18.0
1.0
0.03
0.045
2.0
0.08
316



2.0-3.0
10.0-14.0
16.0-18.0
1.0
0.03
0.045
2.0
0.03
316L



3.0-4.0
11.0-15.0
18.0-20.0
1.0
0.03
0.045
2.0
0.08
317



3.0-4.0
11.0-15.0
18.0-20.0
1.0
0.03
0.045
2.0
0.03
317L


Ti=5C min (0.70 max)


9.0-12.0
17.0-19.0
1.0
0.03
0.045
2.0
0.08
321


Nb+Ta=10C min , 1.10 max

9.0-13.0
17.0-19.0
1.0
0.03
0.045
2.0
0.08
347


Nb+Ta=10C min , 1.10 max

9.0-13.0
17.0-19.0
1.0
0.03
0.045
2.0
0.08
348





تیپ های آلیاژی و کاربردهای آن ها در مبدل های حرارتی

مواد مقاوم برای استفاده در صنایع فرآیندی 304، 304L، 316 و 347 هستند. فولاد زنگ نزن در کندانسور ها، هیتر های آب ورودی و سایر مبدل های حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند و کاربرد وسیعی در پالایشگاه ها، صنایع شیمیایی، صنایع کود، صنایع خمیر سلولزی و کاغذ، صنایع غذایی و غیره دارند. خواص و کاربرد تیپ های 304، 310، 316، 321 و 347 در ادامه مورد بررسی قرار خواهند گرفت. تیپ 304 (18Cr-8Ni) محبوب ترین گرید این سری فولادهای زنگ نزن است و در کاربردهایی به کار گرفته می شود که به ترکیب مناسبی از مقاومت به خوردگی و شکل پذیری نیاز دارند. ساختار یکنواخت، داکتیلیته بالا و استحکام عالی، عملکرد عالی در شکل دهی سرد، کشش عمیق و شکل دهی چرخشی تضمین می کند. این فولاد در حالت آنیل شده غیر مغناطیسی است. چقرمگی بسیار بالایی در دمای پایین دارد و برای ساخت مخازن برودتی از آن استفاده می شود. هم چنین برای کاربرد در سازه های جوشکاری شده که در آن ها محصول نهایی باید در محیط هایی با خورندگی بیشتر کار کند، مناسب است. مقاطع نازک را می توان بدون مشکلات مربوط به رسوب کاربید یا کاهش مقاومت به خوردگی جوش داد. بنابراین به همین دلیل عملیات حرارتی پس از جوش در بسیاری از موارد مورد نیاز نیست.




[Only Registered And Activated Users Can See Links]
تیپ 304 به شدت در برابر زنگ زدگی مقاوم است و در برابر مواد غذایی، بسیاری از مواد شیمیایی آلی، رنگ ها و تعداد زیادی از مواد شیمیایی معدنی ایمن است. این ماده در محلول های اکسید کننده مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد. این ماده مقاومت خوبی در برابر اسید نیتریک دارد اما در برابر اسید سولفوریک مقاومت متوسط و در برابر اسیدهای هالوژنی مقاومت ضعیفی از خود نشان می دهد. برای حصول بهترین نتیجه توصیه می شود که این ماده پسیو شود تا مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن حفظ شود. فولاد 304 تا دمای 870 درجه سانتی گراد در برابر پوسته شدن مقاوم است. برای کاربردهایی که گرم شدن و سرد شدن مداوم در آن ها صورت می گیرد دما نباید از 815 درجه سانتی گراد فراتر رود، ماکزیمم دمای کارکرد مداوم ماکزیمم 898 درجه سانتی گراد است.
تیپ 310
تیپ 310 (25Cr-20Ni) پرآلیاژ ترین ترکیب را در بین فولادهای زنگ نزن محبوب آستنیتی دارد و بیشترین مقاومت را به خوردگی و اکسیداسیون نشان می دهد. تیپ 316 اضافه شدن مولیبدن در ترکیب این فولاد، بیشترین مقاومت در برابر حفره دار شدن را نسبت به تمام گریدهای کروم-نیکل ایجاد کرده است و در نتیجه برای کاربردهایی با خوردگی بالای کلر مناسب هستند. بنابراین آلیاژهای 316 و 316L هر دو مواد مقاومی در صنایع شیمیایی، خمیر سلولز و کاغذ هستند. فولاد زنگ نزن تیپ 316 در برابر سولفات ها، کلرید ها، فسفات ها و سایر نمک ها مقاوم است. با این حال مقاومت 316 و 316L در برابر حفره دار شدن در آب های آرام دریا با سرعت کمتر از 1.5 متر بر ثانیه به اندازه کافی بالا نیست. به همین دلیل در دو دهه اخیر گریدهایی با آلیاژهای بیشتر توسعه پیدا کرده اند. این فولادها به فولادهای زنگ نزن سوپرفریتی، دوپلکس و سوپر آستنیتی معروف شدند. تیپ 316 برای کاربردهایی که به استحکام بالا و مقاومت به حرارت در دمای بالا نیاز دارند به کار گرفته می شود. به علت وجود مولیبدن مقاومت این فولاد در برابر خزش از نوع 304 بیشتر است. تیپ 316 مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون دارد و نرخ پوسته شدن آن ها در اتمسفر معمولی و در دماهای بیشتر از 898 درجه سانتی گراد به طور متوسط و در دمای 851 درجه سانتی به صورت متناوب کاهش می یابد. می توان این فولاد را بدون مشکل خاصی جوش داد و معمولا نیازی به عملیات حرارتی پس از جوشکاری نیست. این فولاد برای کاربردهایی که به استحکام بالا و مقاومت خزشی در دمای بالا نیاز دارند، استفاده می شود. تیپ های 321 (18 درصد کروم، 1.5 درصد نیکل، تیتانیم)، 347 (18 درصد کروم، 11درصد نیکل، نیوبیوم) و 348 (18 درصد کروم، 11 درصد نیکل، نیوبیوم) به دلیل عدم وجود کاربید کروم و در نتیجه عدم ایجاد حمله های بین دانه ای به نام "فولادهای زنگ نزن پایدار شده" معروفند.



منبع: ویکی پی جی

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:08
.

مکانیزم های مقاومت به خوردگی در فولاد زنگ نزن



مکانیزم های مقاومت به خوردگی در فولاد زنگ نزن (Corrosion Protection Mechanisms of stainless steel) با لایه پسیو ارتباط تنگاتنگی دارد و در واقع فولادهای زنگ نزن مقاومت به خوردگی را مدیون لایه پسیو نازک روی سطح هستند. لایه پسیو مانعی فیزیکی میان فولاد و محیط خورنده ایجاد کرده و ضخامتی به اندازه 20 تا 30 انگستروم از جنس اکسید کروم هیدراته دارد که به شدت چسبناک بوده و در برابر حمله های شیمیایی مقاوم است. لایه های پسیو که روی سطح تشکیل می شوند با محیط که معمولا اکسیژن یا اکسیدکننده است اندرکنش می کنند. اگر لایه پسیو به دلیل سایش یا خراش آسیب ببیند، فرآیند ترمیم یا پسیو شدن مجدد بلافاصله در حضور اکسیژن رخ می دهد. از طرف دیگر فولادهای زنگ نزن در شرایط کاهنده، با قرار گرفتن زیر شیارها یا رسوبات که نواحی بدون اکسیژن ایجاد می کنند، سریعا دچار خوردگی می شوند. دلیل دیگر برای کاهش مقاومت به خوردگی در فولادهای زنگ نزن تشکیل لایه اکسیدی روی سطح به دلیل تمیزکاری ناقص پس از عملیات حرارتی است. این لایه اکسیدی با لایه پسیو متفاوت است. تمیزکاری قطعات عملیات حرارتی شده باید در محلول خنثی، برای جلوگیری از تشکیل لایه های اکسیدی انجام گیرد تا از ایجاد خوردگی در فولاد زنگ نزن جلوگیری شود.



فاز سیگما در فولاد زنگ نزن


فاز سیگما، یک ترکیب بین فلزی در فولادهای زنگ نزن است که به طور چشمگیری داکتیلیته و چقرمگی آن ها را کاهش می دهد و فولادهای زنگ نزن را در معرض خوردگی تنشی یا SCC و سایر انواع خوردگی قرار می دهد. وجود فاز سیگما یکی از دلایل شکست خزشی ترد در جوش های آستنیتی است. هنگامی که فلز جوش از دمای 1800 درجه فارنهایت (980 درجه سانتیگراد) تا 1000 درجه فارنهایت (535 درجه سانتی گراد) سرد می شود، نرخ سرمایش باید نسبتا سریع باشد تا از تشکیل فاز سیگما جلوگیری شود. جلوگیری از طولانی شدن زمان سرمایش در این محدوده دمایی معمولا به ایجاد فلز جوش با مقدار کم فاز سیگما ختم می شود که مشکلی ایجاد نمی کند. همانند شرایطی که در حساس شدن وجود دارد، رسوب فاز های بین فلزی می تواند توسط آنیل حل سازی خنثی شود. در نوع جدیدتر فولادهای زنگ نزن آستنیتی که سوپر آستنیتی نام دارند، آلیاژسازی با نیتروژن تشکیل فاز سیگما را به تاخیر می اندازد و تولید ورق های ضخیم تر را ممکن می کند.




رفتارهای پسیو و اکتیو فولاد زنگ نزن



در بسیاری از محیط های طبیعی فولادهای زنگ نزن در حالت پسیو باقی می ماند. هنگامی که این فولاد در شرایطی قرار گیرد که لایه پسیو از بین رود، وارد حالت اکتیو می شود. تغییر حالت به اکتیو زمانی رخ می دهد که غلظت کلرید بالا باشد مانند شرایطی که در آب دریا، محلول های کاهنده و کمبود اکسیژن وجود دارد. شرایط کمبود اکسیژن زمانی ایجاد می شود که دسترسی به اکسیژن آزاد وجود نداشته باشد مانند شرایطی که در شکاف های زیر رسوبات وجود دارد.



مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن به مواد شیمیایی



آلیاژهای زنگ نزن مقاومت بسیار خوبی در برابر اسید نیتریک در تمام غلظت و دما ها از خود نشان می دهند. تیپ 304 به طور گسترده در کارخانه های اسید نیتریک مورد استفاده قرار می گیرد. برای جابجایی اسید سولفوریک بدون استفاده از ممانعت کننده ها به طور محدود از فولاد زنگ نزن 316 استفاده می شود.



خوردگی فولادهای زنگ نزن در آب دریا


درحالی که تیپ 304 به خوبی در آب های شیرین مورد استفاده قرار می گیرد، تیپ 316 در آب های شور مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از تیپ 316 در آب های شور نتایج متفاوتی را داشته است. در شرایطی که لوله های کنداسور با آب دریا خنک می شوند، استفاده از این ماده به شرطی مناسب است که لوله ها به شکل منظم حین کار تمیز شوند. اگر چه عناصر آلیاژی تیپ 316 در برابر آب دریای راکد به شدت به حفره دار شدن و خوردگی شیاری حساس هستند. که این پدیده به دلیل از بین رفتن لایه پسیو با یون های کلراید در آب های راکد یا کند ایجاد می شود.



مقاومت فولاد زنگ نزن به انواع مختلف خوردگی


به طور کلی، مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون فولادهای زنگ نزن با افزایش کروم، افزایش می یابد و این مواد در طیف گسترده ای از محیط های خورنده در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد به خوردگی یکنواخت، سایش و خوردگی سایشی و pH محلول بالا مقاوم هستند. اگرچه در شرایط ویژه ای فولادهای زنگ نزن در معرض خوردگی های موضعی قرار می گیرند.



خوردگی گالوانیک فولاد زنگ نزن


هنگامی که فولاد زنگ نزن در تماس با یک فلز نجیب تر قرار داشته باشد باید خوردگی گالوانیک را مد نظر داشت. اگر فولاد زنگ نزن در محیط پسیو باشد، خوردگی گالوانیکی روی نمی دهد. مهمترین عامل جلوگیری از خوردگی گالوانیک فولاد زنگ نزن انتخاب قطعات جوش شده و بست ها برای مقاومت به خوردگی کافی در ماده و یا مناطق بزرگ تر در معرض خوردگی است.



خوردگی موضعی فولاد زنگ نزن



تحت شرایط خاص، فولاد زنگ نزن نسبت به خوردگی موضعی بسیار حساس است. برای فولادهای زنگ نزن، تقریبا 60 درصد تخریب تجهیزات در صنایع شیمیایی به علت حفره دار شدن، خوردگی شیاری و خوردگی تنشی است. یکی از دلایل دیگر تخریب این مواد هم خوردگی بین دانه ای است. پارامترها و عوامل محیطی مانند pH، دما و مقادیر کلر و اکسیژن به شدت بر عملکرد آلیاژ موثرند. انواع مختلف خوردگی های موضعی فولاد زنگ نزن در ادامه بررسی شده اند.

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:16
.

حفره دار شدن فولاد زنگ نزن

مقاومت به خوردگی فولاد های زنگ نزن به پایداری و حفظ یکنواختی لایه پسیو روی سطح در معرض خوردگی وابسته است. پایداری لایه پسیو برای مقاومت در برابر حفره دار شدن توسط درصد کروم و مولیبدن در فولاد زنگ نزن مشخص می شود. عنصر دیگری که مقاومت در برابر حفره دار شدن را افزایش می دهد، نیتروژن است. افزودن نیتروژن نسبت به مولیبدن ارزان تر است. شکست لایه پسیو به دلیل وجود نقص در این لایه، آسیب های مکانیکی، عدم یکنواختی در سطح فلز مانند ناخالصی ها، پوسته های سطحی، رسوبات، فاز ثانویه و حضور یون های کلرید در محیط رخ می دهد. معمولا درصد بالای یون های کلرید لایه پسیو را از بین می برد. شدت حمله به درصد کلر، اسیدیته، pH و حضور اکسیژن یا سایر اکسید کننده ها بستگی دارد.




[Only Registered And Activated Users Can See Links] فاکتورهای مرتبط با جوشکاری، مانند ناخالصی ها، فازهای ثانویه، اختلاف ترکیب در یک فاز، حساس شدن، قوس اتفاقی، قطره جوش، غیر یکنواختی ترکیب موضعی در فلز به عنوان محل های مستعد برای آغاز حفره دار شدن مطرح هستند. در ریز ساختار ناخالصی های MnS محل های مهم برای آغاز حفره دار شدن هستند. فریت دلتا و فاز سیگما نیز حفره دار شدن را تقویت می کند. - عدد مقاومت به حفره دار شدن مقاومت به حفره دار شدن با افزایش درصد کروم افزایش می یابد، اما افزودن مولیبدن به فولاد زنگ نزن مانند نوع 316 (18% Cr, 12% Ni, 2.5% Mo) اثر بیشتری دارد. افزودن نیتروژن هم در افزایش مقاومت به حفره دار شدن موثر است و به همین دلیل جمع آثار کروم، نیتروژن و مولیبدن به عنوان معیاری برای سنجش مقاومت در برابر حفره دار شدن فولاد زنگ نزن مورد استفاده قرار می گیرد. نام این معیار عدد شاخص حفره دار شدن یا عدد معادل مقاومت به حفره دار شدن (PREN) است. شاخص حفره دار شدن عبارت است از:
PREN = Cr% + 3.3Mo% + 16N% رده بندی فلزات مختلف بر اساس مقاومت به خوردگی در جدول زیر آورده شده است.

عدد مقاومت به حفره دار شدن برای فولادهای زنگ نزن آستنیتی




مقادیر مورد نیاز برای محاسبه PREN



آلیاژ
نامگذاری UNS
Cr
Mo
N
PREN


304/304L
S30400/S30403
18
0.0
-
18.0


316/316L
S30600/S30603
16.5
2.1
-
23.4


317
S30700
18.5
3.1
0.06
29.7


AL-6XN

20.5
6.3
0.23
47.9


- دمای بحرانی حفره دار شدن علاوه بر شرایط سطح و حضور رسوبات و یون های کلر، حفره دار شدن معمولا تحت تاثیر دما محیط هم هست. برای یک گرید فولاد زنگ نزن دمای خاصی وجود دارد که در آن حفره دار شدن آغاز می شود و به آن دمای بحرانی حفره دار شدن یا CPT می گویند. بنابراین باید گریدی را انتخاب کرد که در دمای کاری در معرض حفره دار شدن قرار نگیرد. دمای CPT می تواند برای بررسی نسبی عملکرد آلیاژ های مختلف به کار گرفته شود. مقادیر CPT توسط ASTM 48A در فریک کلراید (10% FeCl3 · 6H2O) و در مخلوط اسیدی کلریدها و سولفات ها (4% NaCl + 1% Fe2(SO4)3 + 0.01 M HCl) مشخص می شود. تست های آزمایشگاهی برای بررسی رفتار حفره دار شدن بر اساس تست های الکتروشیمایی صورت می گیرد. مقاومت در برابر حفره دار شدن به وسیله فولادهای زنگ نزن آستنیتی با درصد بالاتر کروم و مولیبدن مانند تیپ های 304، 316 و 317 بدست می آید. از طرف دیگر، می توان از مواد جایگزین مانند آلیاژهای پایه نیکل (مانند اینکونل 625، هاستلوی و G-3) یا فولادهای خاص مانند 317 LM، Jessop 700 و آلیاژ Al-6x ، تیتانیم، مس – نیکل و آلیاژهای نیکل – مس استفاده کرد.



خوردگی شیاری فولاد زنگ نزن

شیارها که در شرایط اتصال فلز به فلز، گسکت و رسوبات خوردگی به وجود می آیند، دسترسی به اکسیژن را محدود می کنند و منجر به خوردگی شیاری می شوند. برای فولادهای زنگ نزن آستنیتی، فاکتورهای زیادی سبب آغاز خوردگی شیاری و رشد آن می شوند که عبارتند از: 1- فاکتور های هندسی: نوع شیار (فلز به فلز، فلز به غیر فلز)، عرض و عمق شیار، نسبت مساحت سطحی خارجی به داخلی. 2- فاکتور های محیطی: درصد اکسیژن، pH، درصد کلرید، دما، تلاطم، نفوذ و همرفت، محلول شیار و عوامل بیولوژیکی. 3- عوامل الکتروشیمیایی: محلول فلزی، کاهش اکسیژن، ایجاد هیدروژن. 4- فاکتور های متالورژیکی: ناخالصی های ترکیب آلیاژ، ویژگی های لایه پسیو.

برای کاهش اثر خوردگی شیاری باید تا حد امکان از ایجاد شیارها جلوگیری کرد، این مشکل را می توان با حفظ یکنواخت سرعت جریان در مبدل حرارتی و استفاده از گریدهای فولاد با کرم و مولیبدن بالاتر که در برابر خوردگی شیاری مقاوم تر هستند، بهبود داد. فولادهای زنگ نزن آستنیتی با مقادیر بیشتر مولیبدن مانند 316L، 904L و 254 SMO، گریدهای فریتی ماند 18Cr-2Mo و فولادهای دوپلکس مانند 2205 مقاومت زیادی در برابر خوردگی شیاری نشان می دهند.
[Only Registered And Activated Users Can See Links]
- دمای بحرانی خوردگی شیاری

برای یک گرید مشخص فولاد زنگ نزن، خوردگی شیاری تحت تاثیر دمای محیط نیز هست. بالای دمای بحرانی، خوردگی شیاری آغاز می شود و در دمای پایین تر از دمای بحرانی خوردگی شیاری آغاز نمی شود. بنابراین انتخاب گرید فولادی که در معرض خوردگی شیاری قرار نگیرد، امکان پذیر است به شرطی که دمای محیط شیمیایی از مقادیر بحرانی تجاوز نکند. مقادیر CCCT یا دمای بحرانی خوردگی شیاری از طریق استاندارد ASTM G-48B در کلرید فریک (محلول 6 درصد FeCl3 برای شیارهای 72 ساعته) به دست می آید.


مقایسه خوردگی شیاری و حفره دار شدن فولاد زنگ نزن


مکانیزم گسترش حفره و خوردگی شیاری مشابه هستند اگرچه مکانیزم آغاز آن ها متفاوت است. خوردگی شیاری برای آغاز به شرایط خورنده شدید نیاز ندارد. فولادی که به حفره دار شدن در یک محلول خاص مقاوم است ممکن است در همان محلول دچار خوردگی شیاری شود. با کنترل معیار های متالورژیکی موثر بر بهبود مقاومت به حفره دار شدن می توان مقاومت به خوردگی شیاری را نیز بهبود داد. اگر از حضور سولفیدهای منگنز جلوگیری شود مقاومت به حفره دار شدن و خوردگی شیاری نیز بهبود می یابد.
سه راه ممکن برای کاهش ناخالصی سولفید منگنز: 1) کاهش درصد منگنز به مقدار کمتر از حد حلالیت MnS 2) کاهش درصد گوگرد به پایین تر از حد حلالیت MnS 3) افزودن عناصر آلیاژی مانند تیتانیم و زیرکونیم که سولفیدهای قوی تر و سودمند تری را ایجاد می کنند.


منبع:ویکی پی جی

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:20
.

خوردگی تنشی فولاد زنگ نزن

فولاد های زنگ نزن آستنیتی در معرض خوردگی تنشی قرار دارند. پاره ای از شرایط محیطی در خوردگی تنشی موثرند اما می توان آن ها به دو دسته بر اساس گسترش ترک دانه ای و مرز دانه ای تقسیم بندی کرد. خوردگی تنشی مرزدانه ای در محیط های با یون کلرید و یون های هیدروکسیل ایجاد می شود. ترک های دانه ای در محیط های آبی رخ می دهد اما به ایجاد نواحی حساس وابسته است. مهم ترین محیط هایی که منجر به ایجاد خوردگی تنشی در فولادهای زنگ نزن می شود، عبارت است از:
1- محلول های کلریدی 2- محلول های سود سوزآور 3- اسید پلی تیونیک تنش هایی که در مقادیر کمتر آن ها خوردگی تنشی رخ نمی دهد به خوبی مشخص شده اند اما باید مقدار آن کم تر در نظر گرفته شود زیرا تنش های باقی مانده جوش اغلب بسیار بالا هستند. - خوردگی تنشی کلرید در فولادهای زنگ نزن معمولا خوردگی تنشی کلرید در فولاد زنگ نزن آستنیتی به صورت مرزدانه ای و منشعب شده است. فاکتورهایی که سرعت و شدت ترک را تحت تاثیر قرار می دهند، مقدار کلراید، مقدار اکسیژن، دما، مقدار تنش و pH محلول های آبی هستند. به طور کلی، برای این که خوردگی تنشی کلریدی در فولادهای زنگ نزن رخ دهد غلظت کلرید باید ppm 30 یا بیشتر باشد و اگر این غلظت در حدود ppm 20 باشد معمولا شرایط خورنده نیست. اگر چه در حالتی که مقدار اندکی کلرید وجود دارد، ممکن است تمرکز غلظت به صورت موضعی رخ داده و منجر به ایجاد ترک شود. با طراحی مناسب به عنوان مثال طراحی یک دریچه برای ایجاد جریان می توان از ایجاد مناطق با غلظت بالای کلرید جلوگیری کرد. بیشتر تخریب های ناشی از خوردگی تنشی بالای 170 درجه فارنهایت (75 درجه سانتی گراد) و 120 درجه فارنهایت (50 درجه سانتی گراد) معمولا به عنوان حد آستانه برای خوردگی تنشی به کار می رود.

- خوردگی تنشی سود سوز آور


خوردگی تنشی سود سوزآور در فولادهای زنگ نزن در دماهای بالاتر از 120 درجه سانتی گراد رخ می دهد. در دماهای بالاتر، از انواع جدیدتر فولادهای زنگ نزن فریتی، نیکل و آلیاژهایی با درصد بالای نیکل به عنوان جایگزین برای فولاد زنگ نزن آستنیتی در اواپوراتور سوزآور استفاده می شود. - اثر درصد نیکل بر خوردگی تنشی اثر درصد نیکل بر خوردگی تنشی فولاد زنگ نزن آستنیتی با استفاده از منحنی کاپسون مورد بررسی قرار می گیرد که در نمودار مقابل نمایش داده شده است. شکل مقابل نشان می دهد ماکزیمم گرایش فولاد زنگ نزن به خوردگی تنشی با درصد نیکل در محدوده 8 تا 12 درصد ایجاد می شود که در فولادهای آستنیتی استاندارد 302، 304 و 316 دیده می شود. کاهش نیکل از این مقدار منجر به بهبود رفتار خوردگی تنشی می شود، اما این تغییر با جایگزینی آستنیت ([Only Registered And Activated Users Can See Links]) با فریت دلتا ([Only Registered And Activated Users Can See Links]) در ریزساختار همراه می شود. با افزایش درصد نیکل، مقاومت به خوردگی تنشی تا 45-42 درصد نیکل بهبود می یابد، تا جایی که عملا آلیاژ در برابر خوردگی تنشی ایمن می شود. که این شرایط در آلیاژ 825، آلیاژ G و آلیاژ 625 دیده می شود. بنابراین، می توان گفت که آلیاژهایی با درصد نیکل بیش از 22 درصد به ندرت دچار خوردگی تنشی می شوند و این شامل آلیاژهای 904، آلیاژ 28 و آلیاژ 20 می شود. این مواد در بسیاری از کاربردهای صنعتی که با یون های کلرید سر و کار دارند مورد استفاده قرار می گیرند.



[Only Registered And Activated Users Can See Links]


- خوردگی تنشی فولادهای زنگ نزن آستنیتی جوشکاری شده


سطح فولادهای زنگ نزن آستنیتی درگیر تنش های کششی است که در هنگام ساخت یا در اثر اعمال تنش خارجی به وجود آمده اند و می توانند در محلول های کلریدی منجر به شکست مرزدانه ای شوند. اتصالات جوشکاری شده به دلایل زیر مستعد خوردگی تنشی هستند: 1- فرآیند جوشکاری، تنش کششی باقی مانده ای را در منطقه جوش باقی می گذارد مگر اینکه عملیات تنش زدایی موثری پس از جوشکاری انجام گیرد. 2- معمولا تمرکز تنش وجود دارد 3- سیکل های حرارتی ممکن است ریز ساختار حساس شده ایجاد کند. عملیات حرارتی تنش زدایی می تواند یک راه حل جایگزین برای جلوگیری از خوردگی تنشی باشد. در این رابطه عملیات حرارتی حل سازی کامل در دمای 1050 درجه سانتی گراد ممکن است مورد نیاز نباشد اما آنیل پایدار سازی در دمای 870 تا 950 درجه سانتی گراد معمولا برای قطعات جوشکاری شده که در صنعت پتروشیمی به کار می روند برای جلوگیری از خوردگی اسید پلی تیونیک مورد استفاده قرار می گیرد.
- خوردگی تنشی اسید پلی تیونیک (PASCC)


خوردگی بین دانه ای معمولا بر اثر برخورد اسید پلی تیونیک و مواد حساس شده ایجاد می شود و چنین شرایطی می تواند در برخی از تجهیزات پالایشگاه به خصوص در هنگامی خاموشی وجود داشته باشد. خوردگی PASCC به حضور ماده حساس شده، اکسیژن، آب، تنش کششی و پوسته های سولفید آهن نیاز دارد. اسید پلی تیونیک می تواند به سرعت در زمان خاموشی در اثر اندرکنش سولفید با رطوبت و اکسیژن تشکیل شود. گریدهای معمولی فولاد زنگ نزن مانند تیپ 304 و 316 و آلیاژ اینکولوی 800 می توانند در حین جوشکاری حساس شوند. پوسته های سولفیدی در حین کار و اکسیژن و آب نیز هنگام خاموشی به این سیستم اضافه می شوند. راه حل هایی که برای کنترل خوردگی PASCC شامل موارد زیر می شود: - پاکسازی نیتروژنی اجزا یا تجهیزاتی که در معرض اتمسفر قرار دارند. - خنثی کردن اسید با شستشوی آمونیاک یا سود. - استفاده از مواد پایدار شده برای ساخت مبدل های حرارتی. گزارش شده که حتی فولادهای زنگ نزن پایدار شده مانند 321 و 347 هم در معرض خوردگی PASCC قرار می گیرند مگر آنکه به شکل مناسب تحت عملیات حرارتی قرار گیرند. - روش های مناسب برای غلبه بر این شکل خوردگی به خوبی در NACE RP-01-70 مطرح شده اند.



تست های آزمایشگاهی برای تعیین خوردگی تنشی فولاد زنگ نزن
حساسیت آلیاژ ها به خوردگی تنشی کلریدی با انجام تست آزمایشگاهی بر اساس 636 ASTM یا با مرتبط کردن نرخ گسترش ترک به شدت تنش در نوک ترک و خوردگی اسید پلی تیونیک در آزمایش خوردگی بر اساس ASTM G 35 انجام می گیرد. - ارزیابی حساس شدن فولاد زنگ نزن آستنیتی به PASCC: روش فعال کردن مجدد الکتروشیمیایی پتانسیوسینتیک می تواند در حین بازرسی برای ارزیابی درجه حساس شدن فولاد زنگ نزن آستنیتی در آب دما بالا مورد استفاده قرار گیرد.


منبع: ویکی پی جی

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:25
.

روش های جلوگیری از خورگی تنشی فولادهای زنگ نزن

از روش های معمولی برای غلبه بر خوردگی تنشی فولادهای زنگ نزن می توان به موارد زیر اشاره کرد: 1- استفاده از مواد جایگزین که مقاومت بیشتری در برابر خوردگی تنشی کلریدی دارند. از نمونه های رایج آن می توان به تیپ 430 فریتی جدید، سوپر فریتی مانند E-Brite، Sea-Cure و غیره، فولاد دوپلکس زنگ نزن، تیتانیم و آلیاژهای آستنیتی با مقدار بالاتر نیکل اشاره کرد. فولادهای فریتی نسبت به خوردگی تنشی یا SCC ایمن بوده یا کمتر در معرض حمله خوردگی تنشی قرار می گیرند. می توان از تیپ های 304 و 316L که در معرض خوردگی تنشی قرار می گیرند نیز استفاده کرد به شرطی که احتیاط لازم انجام گرفته و یکی یا چند عامل ایجاد خوردگی تنشی که اغلب تنش باقی مانده، محیط کلریدی یا دما هستند، حذف شود. 2- استفاده از روش safe ending : در مبدل های حرارتی عمودی با استفاده از فرآیندی به نام safe ending بر خوردگی تنشی غلبه می شود. این فرآیند شامل استفاده از جوش سر به سر قطعات کوتاهی از مواد مقاوم به فولاد زنگ نزن آستنیتی در مناطقی است که در معرض خوردگی تنشی قرار دارند. 3- اگر فضای مرده ای وجود داشته باشد (چاه هوایی) که در آن کلریدها در اثر تر و خشک شدن مداوم تجمع کنند آنگاه لوله در معرض خوردگی تنشی قرار خواهد گرفت. این مشکل می تواند با تهویه هوا در منطقه مرده یا فلود کردن تمام سطح لوله برطرف شود. 4- لوله های بی متالیک

جلوگیری از خوردگی تنشی در راکتورهای آب جوش

خوردگی تنشی بین دانه ای یا (IGSCC) در مناطق نزدیک جوش های حلقوی در سیستم های لوله کشی زنگ نزن یک مشکل جدی در راکتور های آب جوش (BWR) است. راه حل های برای برطرف کردن مشکل راکتورهای آب جوش برای محافظت در برابر مایع درونی و ملحقات به شکل زیر است:


1- راه حل های مرتبط با مواد: هدف راه حل های مرتبط با مواد عبارت است از جلوگیری از تماس میان ماده حساس شده و مایع سرد کننده راکتور آب جوش شامل:


- استفاده از فولادهای زنگ نزن گرید هسته ای یا NG که مقدار کربن و نیتروژن آن ها کنترل شده است و در حین جوشکاری حساس نمی شود. - عملیات حرارتی حل سازی (SHT). به گونه ای که SHT پس از عملیات جوشکاری، کاربیدهای مرزدانه و غلظت کروم در مرز دانه را به حالت عادی باز گرداند. - استفاده از روکش های مقاوم به خوردگی. مشاهدات فرکتوگرافی برای بررسی مقاومت IGSCC فلزات جوش دوپلکس، پایه ای برای استفاده از روکش های مقاوم به خوردگی را ایجاد کرده اند که در این حالت سطح داخلی لوله در مجاورت جوش حلقوی با فلز جوش روکش شود. 2- راه حل های مرتبط با تنش: هدف این کار جلوگیری از IGSCC با قرار دادن ماده حساس شده سطح داخلی منطقه HAZ در معرض تنش های فشاری بزرگ است. 3- استفاده از جوشکاری گرماگیر (heat-sink) 4- استفاده از فرآیند هایی که تنش حرارتی و تنش مکانیکی را بهبود می دهند. 5- کنترل محیط راه حلی به نام کنترل شیمیایی هیدروژن آب (HWC) نیز استفاده می شود که شامل کاهش پتانسیل الکتروشیمیایی فولاد زنگ نزن در سیستم گردش آب راکتور آب جوش به مقادیر زیر 230- میلی ولت نسبت به الکترود استاندارد هیدروژن با استفاده از تزریق هیدروژن به آب ورودی است. به همین دلیل هم به این روش شیمی هیدروژن آب یا hydrogen water chemistry می گویند.



خوردگی بین دانه ای فولاد زنگ نزن

حساس شدن فولادهای زنگ نزن با درصد کربن بیش از 0.05 درصد در بازه دمایی 500 تا 900 درجه سانتی گراد هنگامی که در معرض دمای بالا مانند جوشکاری (خوردگی جوش)، عملیات حرارتی یا لحیم کاری قرار می گیرند، رخ می دهد.
[Only Registered And Activated Users Can See Links]

شدت حساس شدن به متغیر های فرآیند جوشکاری و ضخامت ورق بستگی دارد زیرا این پارامترها زمان و محدوده دمای بحرانی را مشخص می کنند. محدوده دمای حساس شدن به صورت شماتیک در شکل زیر نشان داده شده که در آن منحنی ها زمان لازم برای رسوب کاربید ها را در فولاد هایی با درصد کربن متفاوت، مشخص می کنند.




[Only Registered And Activated Users Can See Links]





فاکتورهای موثر بر خوردگی جوش


فاکتورهای اصلی برای تعیین حساسیت فولاد زنگ نزن آستنیتی به شکل زیر هستند: 1- ترکیب و ریزساختار فلز: مهم ترین فاکتور ترکیبی که حساسیت به خوردگی را تعیین می کند، درصد کربن است. افزایش درصد کربن اثر مخربی دارد، حضور فریت برای مقاومت به خوردگی جوش مفید بوده اما اندازه دانه بزرگ مخرب است. 2- تاریخچه حرارتی: حساسیت معمولا به ماکزیمم زمانی که فولاد در بازه دمایی 550 تا 850 سانتی گراد می گذراند، بستگی دارد. 3- تنش های داخلی یا خارجی که در اثر تغییر شکل های گذشته، جوشکاری یا بارهای کاری ایجاد شده اند. 4- محیط: فولاد زنگ نزن حساس شده، هنگامی که در معرض محیط خورنده قرار گیرد دچار خوردگی فرا دانه ای می شود. تمام محیط ها منجر به خوردگی جوش نمی شوند. خوردگی جوش تنها در 3 نوع محیط موجب تخریب می شود: - محیط های اکسید کننده ضعیف - محیط هایی با اکسید کنندگی متوسط - محیط های به شدت اکسید کننده ریسک خوردگی جوش در محیط هایی با خورندگی متوسط بالاست.


روش های غلبه بر خوردگی جوش در فولاد زنگ نزن


از روش های مناسب برای غلبه بر خوردگی جوش در فولاد زنگ نزن می توان به موارد زیر اشاره کرد: 1- برای دست یابی به مقاومت به خوردگی به خصوص در ورق های ضخیم، باید روی قطعات جوش شده عملیات حرارتی و کوئنچینگ انجام داد. 2- برای حل مشکل حساس شدن در مبدل های حرارتی با دمای پایین باید از فولادهایی با درصد کربن بسیار کم یا فولادهای پایدار شده مانند تیپ 321 (که با Ti پایدار شده) و تیپ 347 (پایدار شده با نیوبیوم) استفاده کرد. تیتانیم و نیوبیوم تمایل بیشتری برای تشکیل کاربید نسبت به کروم دارند و بنابراین از رسوب Cr23C6 جلوگیری می کنند. مقادیر افزودن این عناصر به فولادهای زنگ نزن بیش از مقادیر استوکیومتری است و معمولا مقادیر مورد نیاز تیتانیم و نیتروژن به صورت زیر محاسبه می شوند:
Ti = 5(C + N)% و Nb = 8(C + N)% هنگامی که فولاد برای مدت زمان طولانی در محدوده دمایی 425 تا 800 درجه سانتی گراد قرار می گیرد باید از فولادهای پایدار شده استفاده کرد. 3 - کاهش حرارت ورودی (کمتر از 3 کیلوژول بر میلی متر) و حفظ دمای بین پاس ها در حدود 175 درجه سانتی گراد است. 4 - فیلر ها و الکترود ها نیز باید برای فولادهای با کربن ناچیز پایدار شده باشند. 5 - افزایش مقدار نیکل و کروم فیلر برای جبران کاهش آرک. باید توجه داشت که فیلر هایی که با تیتانیم پایدار شده اند را نباید در جوشکاری قوس آرگون به کار برد، زیرا تیتانیم در این شرایط تبخیر شده و اثر خود را به عنوان یک پایدار دهنده کاهش می دهد.




[Only Registered And Activated Users Can See Links]

اگرچه مشکل خوردگی بین دانه ای با استفاده از گریدهای کم کربن یا گرید های پایدار شده برطرف می شود اما این فولادها مشکلاتی نیز دارند:
1- فولادهایی با درصد کربن کم استحکام کمتری نسبت به گریدهای پایدار شده دارند. 2- گریدهای پایدار شده نسبت به ترک گرم حساس بوده و نسبت به گریدهای پایدار نشده به کنترل بیشتر فریت نیاز دارند. 3- گریدهای پایدار شده نسبت به رسوب محلی کاربیدها در منطقه باریکی از HAZ منجر به خوردگی میان دانه ای می شود، حساس هستند. این نوع خوردگی به خوردگی شیار چاقو معروف است.

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:27
.

خوردگی شیار چاقو

در حین جوشکاری فولادهای پایدار شده تیپ 321 و 347، ناحیه HAZ تا دمایی بالاتر از 1150 درجه سانتی گراد گرم می شود و این دما می تواند منجر به حل شدن جزئی TiC و NbC شود. در این حالت کربن در ناحیه باریکی در مجاورت جوش وارد ساختار شده و می تواند در دمای حساس شدن به کاربید کروم تبدیل شود. این ناحیه حساس تنها به اندازه چند دانه ضخامت دارد و می تواند یک ناحیه در معرض خوردگی بین دانه ای تشکیل دهد و در نتیجه به آن خوردگی شیار چاقو گفته می شود. فولادهایی که با نیوبیوم پایدار شده اند نسبت به فولادهای پایدار شده با تیتانیم از مقاومت بیشتری به خوردگی شیار چاقو برخوردارند.


در هر دو نوع، عملیات حرارتی حل سازی در دمای بالاو کوئنچ کردن نمی تواند به طور کافی خواص اصلی را باز گرداند. خوردگی شیار چاقو یا خوردگی جوش در موارد زیر تفاوت دارد: 1- خوردگی شیار چاقو در یک منطقه باریک نزدیک محل جوشکاری در فلز ایجاد می شود اما خوردگی جوش در فاصله قابل ملاحظه ای نسبت به جوش ایجاد می شود. 2- خوردگی شیار چاقو در فولادهای پایدار شده رخ می هد. 3- سابقه حرارتی فلز نیز متفاوت است. می توان از خوردگی شیار چاقو با استفاده از انتخاب مناسب پارامتر های جوشکاری و استفاده از عملیات حرارتی پایدار کردن اجتناب کرد. بنابراین معمولا از فولادهای کم کربن به جای گرید های پایدار شده استفاده می شود.

پیش بینی خوردگی میان دانه ای


دو تست آزمایشگاهی برای پیش بینی خوردگی میان دانه ای مورد استفاده قرار می گیرند. که در ادامه مطرح شده اند.


1- تست مستقیم: تست مستقیم رضایت بخش ترین راه برای ارزیابی ریسک تخریب جوش در یک محیط است. روش تست ASTM که با قرار دادن ماده در معرض محیط خورنده، حساسیت آن را در یک محیط خورنده نمایش می دهد در جدول زیر آمده است.




تست استاندارد ASTM برای حساسیت به خوردگی بین دانه ای در فولادهای زنگ نزن


روش تست ASTM
توصیف


A262، روش های A، B، C، E، F
روش استاندارد برای شناسایی حساسیت به خوردگی بین دانه ای در فولاد زنگ نزن آستنیتی


G28، روش های A، B
روش استانداردبرای شناسایی حساسیت به خوردگی در آلیاژهای ریختگی، پر نیکل و کروم دار


A763T روش های W، X، Y، Z
روش استاندارد برای شناسایی حساسیت به خوردگی بین دانه ای فولاد زنگ نزن فریتی




2- روش تست پتانسیومتری: در این تکنیک یک نمونه جوش پولیش شده را در معرض یک الکترولیت مناسب در پتانسیل ثابت قرار می دهند که می تواند در محدوده پسیو یا خوردگی قرار گیرد. روش پتانسیو استاتیک نسبت به روش های معمولی تست برتری هایی دارد که تعیین کمی ریسک تخریب جوش را ممکن کرده و داده هایی مربوط به بازه ای از شرایط کاری را به دست می دهد.



منبع: ویکی پی جی

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:30
.

ساخت فولادهای زنگ نزن آستنیتی


ساخت فولادهای زنگ نزن آستنیتی (Austenitic Stainless Steel Fabrication) معمولا با فرآیندهایی مانند کشش، خمش، چرخش، پرس و غیره انجام می گیرد. فولادهای زنگ نزن آستنیتی از شکل پذیری خوبی برخوردار بوده اند و کار سرد زیادی تحمل می کنند، به سرعت کارسخت می شوند و با افزایش ضخامت به عملیات حرارتی پس از شکل دهی نیاز دارند. ماشین کاری فولادهای زنگ نزن دشوار است زیرا این فولادها زود کارسخت می شوند. برای انجام این کار به ماشین های صلب، خشن تراش و تندبر نیاز دارد. کار گرم ممکن است در محدوده 2012°F–1652°F یا 1100°C–900°C انجام شود، که به دلیل مشکل حساس شدن در برخی انواع آن است.
هنگامی که فولاد برای شکل دادن، گرم می شود، برای این کار از کوره های الکتریکی برای کاهش پوسته شده استفاده می شود. کوره های گازی یا نفتی نیز در صنعت تولید استفاده می شوند. استفاده از سوخت هایی با گوگرد کم برای کاهش آلودگی با گوگرد به کار می رود که ماده را ترد کرده و مقاومت به خوردگی را کاهش می دهد. انتخاب شعله نیز در این موارد مهم است، شعله اندک اکسیدی ترجیح داده می شود، زیرا شعله های احیایی می تواند کربن داخل ساختار فولاد را کاهش داده و منجر به افت مقاومت به خوردگی شوند و شعله های به شدت اکسیدی نیز منجر به پوسته شدن می شوند.

اسیدشویی:


موادی که تحت عملیات کارگرم قرار گرفته اند عمدتا به پوسته زدایی و اسید شویی نیاز دارند. اسیدشویی می تواند با یکی از اسیدهای مناسب، مانند هیدروکلریک، سولفوریک یا مخلوطی از آن ها به صورت گرم یا سرد انجام گیرد.

رویین شدن:


رویین شدن فولادهای زنگ نزن با فروبردن قطعات فولاد زنگ نزن در محلول HNO3 و ترکیب نمک های اکسید کننده انجام می شود. در این فرآیند آهن موجود در زمینه یا آلوده حل شده و مقاومت به خوردگی سطح بازیابی می شود. گریدهای آستنیتی و فریتی به مدت 20 تا 30 دقیقه در دمای 130 درجه فارنهایت (55 درجه سانتی گراد)، رویین می شوند و سپس در آب گرم شسته می شوند. برای بررسی مقدار آهن حذف شده باید آزمایشاتی روی قطعه فولادی انجام گیرد.


روش های مکانیکی برش:
تمام فولادهای زنگ نزن را می توان با اره های اصطکاکی به ضخامت بیشتر از [Only Registered And Activated Users Can See Links] 73e3.png اینچ یا 9.5 میلی متر برید. در این فرآیند خارج کردن حرارت یک مسئله مهم است که منجر به تخریب سریع تیغه اره و سوختن ماده می شود. دیسک های ساینده با سرعت بالا می توانند برای بریدن لوله ها و میله ها برای ضخامت های دلخواه استفاده شوند. در این موارد باید خنک کننده استفاده شود و نیابد در ترکیب آن ها برپایه گوگرد باشد. هم چنین باید از دیسک هایی که به وسیله لاستیک به هم متصل شده اند نیز خودداری کرد.

روش های برش گاز:


یکی از بزرگترین مشکلاتی که در ساخت فولادهای زنگ نزن وجود دارد استفاده از برش گاز است. فولاد زنگ نزن را نمی توان با استفاده از فرآیندهای معمول اکسی استیلن برید زیرا در اثر حرارت لایه دیرگدازی از اکسید کروم ایجاد می شود. روش برش پودری در گذشته با تزریق پودر آهن به جریان اکسی استیلن انجام می گرفت. این روش نامطلوب است زیرا بخارهای زیادی ایجاد می کند و برش انجام شده معمولا کیفیت پایینی داشته و با پودر آهن نیز آلوده می شود، بنابراین لبه برش داده شده باید به مقدار قابل توجهی با ماشین کاری برداشته شود. روش جدید برش قوس پلاسما، این مشکل را برطرف کرده است.




[Only Registered And Activated Users Can See Links] _architecture_high_precision-finals.jpg




منبع: ویکی پی جی

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:33
.

فولاد زنگ نزن سوپرآستنیتی


فولاد زنگ نزن سوپرآستنیتی (Superaustenitic Stainless Steels) آلیاژی با ساختار fcc و عناصر آلیاژی بالا هستند که معمولا حاوی مقداری از عناصر جانشین مانند کروم، مولیبدن، نیتروژن و مقدار کافی نیکل برای پایدار ساختن ریزساختار کاملا آستنیتی هستند. این فولادها بر اساس مقدار مولیبدن طبقه بندی می شوند و معمولا مقدار مولیبدن این فولادها 4.5 تا 7 درصد است. افزودن 0.3 تا 0.5 درصد نیتروژن استحکام تسلیم دو برابر فولاد زنگ نزن معمولی را ایجاد می کند. درصد بالای نیکل (18 تا 31 درصد) به همراه درصد بالای کروم و مولیبدن به آلیاژها مقاومت به خوردگی تنشی عالی می دهد. مس به برخی از آلیاژها افزوده می شود تا مقاومت به محیط کاهنده مانند اسید فسفریک داغ، اسید استیک و اسید سولفوریک رقیق را افزایش دهد.



آلیاژهای آستنیتی با 4.5 درصد مولیبدن مانند AL 904L ،254SLX و JS700 مقاومت مناسبی را به خوردگی در آب دریا به عنوان سیستم لوله کشی از خود نشان داده اند. این فولادها جوشپذیری و کارپذیری خوبی داشته و به اشکال مختلف مانند لوله، ورق و فورجینگ ها در دسترس هستند. مقدار نیتروژن در محدوده 0.4 تا 0.5 درصد مقاومت خوبی را در برابر حفره دار شدن و خوردگی شیاری دارند. درصد بالای نیکل (25%) و مولیبدن (4.5%) مقاومت خوبی را در برابر خوردگی تنشی کلریدی نشان می دهد. آن ها هم چنین مقاومت به خوردگی بین دانه ای خوبی از خود نشان می دهند. کلر زنی (Chlorination) برای کنترل تخریب میکروبیولوژیکی برای کاهش خوردگی زیر رسوبات ضروری است، سطوح فلنج و واشر دار در آب های شور و دریا در معرض خوردگی شیاری قرار دارند.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]




فولادهای سوپر آستنیتی با 6% مولیبدن در صنایع شیمیایی به خوبی شناخته شده هستند. آن ها حاوی 20 درصد کروم، 18 الی 25 درصد نیکل و بیش از 0.1% نیتروژن هستند. افزودن نیتروژن منجر به بهبود استحکام، تثبیت ساختار آستنیت و بهبود مقاومت به خوردگی حفره دار شدن است. فولادهای سوپر آستنیتی با 6 درصد مولیبدن چقرمگی و شکل پذیری بسیار خوب فولادهای آستنیتی سری 300 را از خود نشان می دهند. فولادهای زنگ نزن سوپر آستنیتی با 6 درصد مولیبدن، اشکال و کدهای ASTM/ASME آن ها به همراه لیست ترکیبات آن ها در جداول زیر در کنار فولادهای تیپ 304 و 316 آورده شده است.





ترکیب نامی فولادهای زنگ نزن سوپرآستنیتی به همراه 304 و 316


UNS
آلیاژ
C
Cr
Ni
Mo
N
سایر


S30400
304
0.03
18
8





S31600
316
0.03
17
12
2.5




S31254
254SMO
0.02
20.0
18
6.2
0.2
0.75Cu


N08367
AL-6XN 1925hMo
0.02
21
24.5
6.5
0.2
0.75Cu, max


N08926
25-6 MO
0.01
20
25
6.5
0.2
1.1Cu


N08366
AL-6X
0.018
21
24.5
6.5

1.39Mn, 0.41Si





مشخصات ASTM/ASME برای اشکال مختلف AL-6XN N08367


نام آلیاژ
UNS
ورق، پلیت و نوار
لوله مبدل حرارتی
لوله
فورجینگ ها
اتصالات
میله، تیر و سیم


AL-6XN
N08367
A 240, B/
SB688
A/SA 249
A312; B/
SB675,
690, 829
B/SB564,
A 182
F62
B462
B/SB691




اگرچه تفاوت ترکیب شیمیایی، سه فولاد سوپر آستنیتی 6% Mo با UNS متفاوت (UNS S31254, N08367, and N08926) را پدید آورده اما این فولادها برای بسیاری از کاربردها، مقاومت به خوردگی مشابهی دارند و به عنوان جانشین یکدیگر مورد استفاده قرار می گیرند. درصد آهن فولادهای سوپرآستنیتی کمتر از 50 درصد است و بنابراین فولادهای این دسته به جز 254 SMO در محدوده فولادها، فولادهای زنگ نزن و آلیاژهای مربوطه ASTM قرار نمی گیرند. اخیرا آلیاژهای 6% مولیبدن با فولادهای N08031 ،S32050 و B26(UR B36) متحول شده اند که فولاد سوپرآستنیتی حاوی 25% Ni، 20% Cr و 0.2 درصد نیتروژن هستند. نوعی از فولاد زنگ نزن 6Mo با 25 درصد نیکل مزیت هایی بر فولاد زنگ نزن 6Mo با 18 درصد نیکل دارد. برخی از این مزایا عبارتند از:
- بهبود پایداری آستنیت - بهبود مقاومت به خوردگی تنشی - بهبود پسیو شدن - تشکیل آهسته تر رسوبات، حتی در محدوده دمایی 700°C–1000°C - کاهش سینتیک حساس شدن
مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ نزن سوپرآستنیتی

در کل، فولادهای سوپرآستنیتی پرآلیاژ مقاومت عالی را در برابر خوردگی، حفره دار شدن، خوردگی شیاری و SCC نشان می دهند. فولادهای سوپرآستنیتی با 6 % مولیبدن در برابر خوردگی های موضعی و تنشی در محیط اکسید کننده کلریدی، محلول های حاوی کلرید/سولفید و طیف وسیعی از فرآیندهای شیمیایی مقاومت می کنند. آن ها به طور گسترده در کاربردهای خشن در آب دریا مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد فولادهای سوپرآستنیتی با 6% مولیبدن مابین فولادهای زنگ نزن تیپ 316 و 317 و آلیاژهای پایه نیکل625 و C-276 قرار می گیرد. برخی از فولادها به منظور مقاومت به برخی از محیط های خورنده، حاوی مقدار اضافی مس هستند که مقاومت آن ها را به طور کلی در برابر اسیدها ارتقا می دهد. فولادهای کاملا آستنیتی با 6% مولیبدن با مقدار Cr + Mo بالا شناسایی می شوند و PRE آن ها به شکل زیر محاسبه می شود:

PREN=%Cr+3.3(%Mo)+30(%N) عدد PRE در تمام فولادها از 35 بیش تر است. مقاومت به حفره دار شدن برای فولادهای زنگ نزن سوپر آستنیتی در جدول زیر نمایش داده شده است.





عدد مقاومت به حفره دار شدن برای برخی از فولادهای زنگ نزن سوپرآستنیتی




ترکیب مورد نیاز برای محاسبه PREN



آلیاژ

UNS
Cr
Mo
N2
PREN


S31254
254SMO
20.0
6.2
0.2
46.46


N08367
AL-6XN /1925hMo
21
6.5
0.2
45.65


N08926
25-6 MO
20.5
6.5
0.2
45.15


N08366
AL-6X
21
6.5

42.45


S31277
27-7Mo
22
7.2
0.35
57.26





منبع: ویکی پی جی

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:37
.

کاربرد فولاد زنگ نزن سوپرآستنیتی

در صنایع فرآیندی، فولادهای زنگ نزن با 6% مولیبدن جانشین فولادهای زنگ نزن معمولی شده اند که در اثر حفره دار شدن، خوردگی شیاری و خوردگی تنشی کلریدی تخریب شده اند. آن ها به طور گسترده در صنایع فرا ساحلی و نمک زدایی، حمل و نقل آب دریا، صنایع کلر و رنگبری، صنایع خمیر و کاغذ و واحد های گوگرد زدایی مورد استفاده قرار می گیرد. تجهیزاتی که از فولادهای آستنیتی با 6% مولیبدن ساخته شده اند، شامل مخازن تحت فشار، ستون ها، کندانسورهای خنک شونده با آب دریا، اواپوراتور، مبدل های حرارتی، کریستالایزرها، پمپ ها، لوله کشی می شوند.


جوشکاری فولاد زنگ نزن سوپرآستنیتی

در کل، فولادهای زنگ نزن سوپر آستنیتی با 6% مولیبدن جوشپذیری خوبی دارند. موضوع اصلی در هنگام استفاده از فولادهای زنگ نزن سوپرفریتی مقاومت به خوردگی کافی در جوش ها است. در هنگام جوشکاری، باید توجه خاصی به پدیده های زیر مبذول داشت: 1- ترک داغ 2- ریز جدایش عنصری 3- رسوب فازهای بین فلزی از آنجایی که مقدار کروم فولادهای 6% Mo کم است (<0.03%) خطر رسوب کاربید کروم در مرز دانه های ناحیه HAZ و در نتیجه حساسیت به خوردگی بین دانه ای قابل چشم پوشی است.


فرآیندهای جوشکاری فولاد زنگ نزن سوپرآستنیتی:


مهمترین فرآیندهای جوشکاری مورد استفاده SMAW و GTAW اتوماتیک و دستی با فلز پرکننده هستند. فرآیند GTAW بدون فلز پر کننده باید تنها در مواردی استفاده شودکه عملیات حرارتی آنیل محلول سازی ثانویه انجام می گیرد. فرآیند های GMAW، SAW و PAW اتوماتیک با فلز پرکننده نیز مورد استفاده قرار می گیرند. برای جوشکاری فولاد آستنیتی 6% Mo باید موارد زیر را در نظر داشت: 1- استفاده از فلزات پر کننده که به اندازه کافی با مولیبدن آلیاژ شده به گونه ای است که جوش ها نسبت به فلز پایه مقاومت به خوردگی بیشتری دارند (فلز پر کننده ای که معمولا مورد استفاده قرار می گیرد آلیاژ 352 با 9 درصد مولیبدن است). 2- اطمینان از تمیز بودن سطح قبل و پس از جوشکاری 3- اطمینان از محافظت کافی هنگام جوشکاری 4- محدود کردن حرارت ورودی و اندازه جوش برای پرهیز از ترک گرم فلز جوش

عملیات حرارتی پس از جوشکاری فولاد زنگ نزن سوپرآستنیتی:


اگر فولادهای سوپر آستنیتی 6% Mo نیاز به آنیل یا تنش زدایی داشته باشند، آنها باید آنیل کامل شده و در آب کوئنچ شود. آنیل محلول سازی در دمای 1150°C–1250°C به همراه کوئنچ معمولا استفاده می شود؛ این به یکنواخت کردن خواص محل اتصال جوش کمک خواهد کرد. عملیات حرارتی که در آن فولاد زنگ نزن 6% Mo در محدوده دمایی (705-1040°C) قرار می گیرد، فولاد را در معرض رسوب فاز سیگما، کاهش مقاومت به خوردگی و چقرمگی قرار خواهد داد. بر اساس ترکیب آلیاژ، تنش زدایی در دمای حداکثر 600°C برای چند ساعت، ممکن است در موارد خاص مورد استفاده قرار گیرد. در تمام موارد، سازنده باید از پیشنهادات تولید کننده استفاده کند.


مقاومت به خوردگی جوش فولاد زنگ نزن سوپرآستنیتی


عواملی که منجر به کاهش مقاومت به خوردگی جوش فولاد زنگ نزن سوپرآستنیتی می شوند و اقدامات لازم جهت غلبه بر آن ها عبارتند از:


1- ریز جدایش مولیبدن در نواحی موضعی که معمولا هنگامی که از فرآیند GTAW اتوماتیک استفاده می شود، رخ می دهد. 2- نواحی ترکیب نشده. حرارت ورودی جوشکاری بالا می تواند نوارهایی از فلز پایه را در مناطق مجاور خط ذوب ایجاد کند، که ذوب شده اند اما با فلز پرکننده ترکیب نشده اند. این مشکل با کنترل حرارت ورودی و جلوگیری از سوختگی جوش برطرف می شود.
3- شیار ها، ترک ها و ریزدرزها. مناطق خوردگی شیاری می توانند در ابتدا یا انتهای پاس های جوشکاری، بین پاس های جوشکاری یا زیر قطرات جوش ایجاد شوند. 4- حساس شدن و رسوب کاربید. آلیاژهای با مقدار کربن کم (<0.02%) این مشکل را ندارند. افزایش مقدار مولیبدن و نیتروژن مقدار کربن یا حرارت ورودی قابل تحمل را افزایش می دهد. 5- رسوب فازهای بین فلزی مانند فازهای سیگما و چی. 6- آلودگی های سطحی که می توان آن را با ساینده ها یا اسیدشویی یا حلال های مناسب از بین برد. 7- پوسته های اکسید سطحی یا رنگ که با فرآیند پوسته زدایی برطرف نشده اند.


[Only Registered And Activated Users Can See Links]



8- ترکیب گاز محافظ. افزودن نیتروژن به اندازه 3 تا 5 درصد حجمی به مشعل و گاز های پشتی مقاومت به خوردگی را بهبود می بخشد.
9- برای بهینه ساختن مقاومت به خوردگی در فلز جوش به خصوص در جوشکاری ماشینی باید این اقدامات انجام گیرد: آنیل پس از جوشکاری، تمیز کاری سطح پس از جوشکاری، اسید شویی برای بهبود مقاومت به خوردگی و پسیو کردن سطح.


منبع: ویکی پی جی

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:44
.

جوشکاری فولاد زنگ نزن آستنیتی



جوشکاری فولاد زنگ نزن آستنیتی (Austenitic Stainless Steel Welding) از دو نظر اهمیت دارد:



1- حفظ از مقاومت به خوردگی

2- جلوگیری از ایجاد ترک


جوشپذیری خوب یکی از ویژگی های بارز فولادهای زنگ نزن است و این به دلیل کاربرد وسیع تر و تنوع بیشتر این مواد در ساخت مخازن تحت فشار، تانک های ذخیره، کارخانجات شیمیایی و کاربردهای خانگی است. جوش ها در فولادهای زنگ نزن آستنیتی معمولا ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و چقرمگی قابل قیاس با فلزات پایه را دارند. این فولادها نسبت به ترک سرد حساس نیستند. به دلیل ساختار پایدار نیازی به پیش گرمایش یا عملیات حرارتی پس از جوشکاری ندارند. معمولا هیچ محدودیتی برای حرارت دهی وجود ندارد و می توان از انرژی بالای آرک بدون ایجاد اثرات مخرب استفاده کرد.



[Only Registered And Activated Users Can See Links]


چون این جوش ها آستنیتی هستند، غیر مغناطیسی بوده و در نتیجه وزش قوس (arc blow) در حین جوشکاری پیش نمی آید. فولادهای زنگ نزن آستنیتی در مقایسه با فولادهای کربنی، کم آلیاژ و سری 400 زنگ نزن نقطه ذوب پایین تر، مقاومت الکتریکی بیشتر، هدایت حرارتی کمتر (30%–50%) و ضریب انبساط حرارتی بیشتری (50%) دارند. به همین دلایل حرارت ورودی کمتر (جریان کمتر) و تجمع حرارت تنها در یک منطقه کوچک در مجاورت جوش نیاز است. اگر چه فولادهای زنگ نزن به اندازه کافی انعطاف پذیر هستند تا مقدار قابل توجهی انقباض را تحمل کنند، جوش ها ممکن است زمانی که سرد می شوند، ترک بخورند.


روش های جوشکاری فولاد زنگ نزن آستنیتی

- جوشکاری قوس فلزی محافظت شده



جوشکاری SMAW، روشی سریع و رایج با کاربردهای فراوان در زمینه فولادهای زنگ نزن است، به خصوص برای اشکالی که نمی توان با روش های جوشکاری اتوماتیک آن ها را به هم متصل کرد. الکترود ها را بر اساس ترکیب آلیاژ و بر اساس پوشش انتخاب می کنند. پوشش الکترودها معمولا مواد با پایه آهک یا تیتانیا است که به نوع جوش و تجهیزات به کار رفته بستگی دارد. حمل و نقل و نگهداری الکترودها از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا پوشش الکترودها تمایل به جذب رطوبت دارند و حضور رطوبت در حین جوشکاری منجر به تخلخل می شود.


- جوشکاری GTAW


روش GTAW به راحتی انواع فولاد زنگ نزن را جوش داده و به طور گسترده برای اتصال لوله به لوله گیر و جوشکاری مبدل های حرارتی پوسته لوله به کار می رود. در این روش عمدتا فلز پر کننده به شکل دستی توسط جوشکار تزریق می شود، اما این روش به خصوص برای قطعات ضخیم آهسته است.


برای دستیابی به نرخ رسوب گذاری بالا، این فرآیند می تواند به صورت اتوماتیک انجام بگیرد و سیم پرکننده به روش مقاومتی گرم شود. به این فرآیند GTAW با سیم داغ گفته می شود و سرعت جوش را 100% افزایش می دهد. در نوع دیگری از GTAW از قوس پالسی استفاده می شود. در این فرآیند، قوس پالسی کنترل حوضچه مذاب را ممکن می کند تا به این وسیله نفوذ افزایش یافته و تخلخل کاهش یابد. استفاده از لنز گاز در جوشکاری TIG فولاد زنگ نزن آستنیتی شدیدا توصیه می شود. لنز گاز قطعه ای از جنس مس و برنج با لایه هایی از توری های فولاد زنگ نزن است که جایگزین حلقه معمول در مشعل GTAW می شود. لنز گاز به توزیع یکنواخت گاز در اطراف قوس و حوضچه جوش کمک می کند و به سرمایش جوش نیز کمک می کند. جوش هایی با نفوذ کامل به پشت بندی گازی (back purging) نیاز دارند که در این روش قسمت پشت جوش را گازهای خنثی می پوشانند. انجام می شود تا قسمت زیرین جوش از عناصر موجود در اتمسفر محافظت شوند. در نهایت باید توجه داشت که مقدار کافی گاز پس از جوشکاری باقی بماند (جریان پس از جوشکاری). بهترین راه جوشکاری حفظ 1 ثانیه از جریان پس از جوشکاری به ازای هر 10 آمپر جریان جوشکاری است که در حین جوشکاری رخ می دهد.


- جوشکاری GMAW


به طور کلی GMAW چهار برابر سریعتر از GTAW است. بر اساس روش انتقال فلز، سه روش جوشکاری GMAW وجود دارد که عبارتند از:

1- انتقال با اسپری کردن
2- انتقال اتصال کوتاه
3- انتقال پالسی
جوشکاری قوس اسپری اساسا یک روش جوشکاری تخت است. روش های انتقال اتصال کوتاه و اسپری پالس را می توان در تمام موقعیت ها استفاده کرد. نوع جریان جوشکاری مورد استفاده برای GMAW به نوع نفوذ مورد نظر بستگی دارد. در روش GTAW بالاترین نفوذ زمانی به دست می آید که پلاریته مستقیم وجود داشته باشد در حالی که بیشترین نفوذ در روش GMAW با پلاریته معکوس (الکترود مثبت) بدست می آید.


فرایندهای جوشکاری فولاد زنگ نزن آستنیتی


فرآیندهای جوشکاری SMAW ،SAW ،GMAW ،GTAW و PAW به طور گسترده برای اتصال فولادهای زنگ نزن استفاده می شوند. عموما، فولادهایی که حاوی آلومینیم یا تیتانیم یا هر دو عنصر باشند می تواند با فرآیند های گاز محافظ مانند SMAW و GTAW جوشکاری قوس شوند. برای فرآیند GTAW، باید از جریان مستقیم، پلاریته مستقیم و الکترود تنگستن با 2 درصد توریوم استفاده کرد. فولادهای زنگ نزن آستنیتی مشکلات خاصی با جوشکاری TIG دارد که از جمله می توان به رسوب کاربیدها و اعوجاج اشاره کرد. جوشکاری SAW هنگامی که جوش آستنیتی یا کم فریت مد نظر باشد، توصیه نمی شود. اگرچه هنگامی که درصد فریت جوش تا 4 درصد هم قابل قبول باشد، مناسب است.


اخیرا، درخواست برای جوشکاری FCAW فولادهای زنگ نزن به طور قابل توجهی افزایش یافته است، زیرا این فرآیند نقش به سزایی در بهبود سطح بدنه و بهبود بازدهی جوشکاری فولاد زنگ نزن دارد. از جوشکاری اکسی فیول (Oxyfuel welding) فولاد زنگ نزن باید خودداری کرد زیرا حرارت بالا است و احتراق گاز منواکسید و دی اکسید کربن و مونواکسید کربن تولید می کند که فلز جوش را کربوره کرده و احتمال حساس شدن را افزایش می دهد. بنابراین جوشکاری اکسی فیول به جز در مورد تعمیرات اورژانسی درحالتی که تجهیزات جوشکاری قوس در دسترس نباشد توصیه نمی شود. توصیه می شود که شعله خنثی یا اندکی احیایی باشد. جوشکاری قوس کربن به دلیل خطر کاهش مقدار کربن توصیه نمی شود. در شرایطی که خوردگی شدید نباشد می توان از الکترود مصرفی CO2 استفاده کرد. اگر مقاومت به خوردگی از اهمیت زیادی برخوردار باشد جوشکاری قوس فلزی با الکترود پوشش دار یا یکی از گازهای خنثی می تواند مورد استفاده قرار گیرد.



[Only Registered And Activated Users Can See Links]



انتخاب فلز پرکننده:

برای بهبود خواص جوش های فولاد زنگ نزن انتخاب دقیق مواد مصرفی جوش و فرآیند تولید اجباری است: استاندارد AWS A5.4، مشخصات مقاومت به خوردگی الکترودهای جوشکاری با پوشش کروم و فولادکروم - نیکل، لیست انواع، ترکیبات و سایر داده ها برای الکترودهای استاندارد. پر کننده های فلزی AWS ER 3xx یا فلز پر کننده سری 300 در 90% موارد برای فولادهای زنگ نزن به کار می روند. چنین جوش هایی مقاومت به خوردگی بالا، چقرمگی و استحکام بالا در دماهای بالا و پایین در شرایط پس از جوشکاری نشان می دهند. مواد پر کننده پیشنهادی و فولادهای آستنیتی در جدول زیر آورده شده است.





فلز پر کننده برای فولاد زنگ نزن آستنیتی



فلز پایه
فلز پر کننده


تیپ 301، 302 و 304
AWS E308/308L


تیپ 304L
AWS E308L


تیپ 316 و 316L
AWS E316L


تیپ 317
AWS E317L


تیپ 321،347
AWS E347






منبع: ویکی پی جی

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:48
گازهای محافظ در جوشکاری فولاد زنگ نزن آستنیتی



ترکیب گازهای مورد استفاده برای فولادهای زنگ نزن، معمولا حاوی آرگون است زیرا ذاتا خنثی بوده و توانایی آن در سهولت ایجاد قوس و سازگاری با انتقال اسپری فلز است. برای برخی از فرآیندهای جوشکاری ممکن است از هلیوم برای هدایت حرارت بیشتر به فلز پایه، افزایش نفوذ جوش و بهبود سیالیت حوضچه جوش استفاده کرد.
در GMAW و FCAW گاز اکسیژن و دی اکسید کربن به گاز محافظ افزوده می شود تا پایداری گاز و سیالیت حوضچه مذاب بهبود یابد. در موارد خاصی، نیتروژن یا هیدروژن به طور کنترل شده برای بهبود خواص جوش و ظاهر گرده جوش در فولاد زنگ نزن آستنیتی به کار گرفته شد.




آماده سازی پیش از جوشکاری



آماده سازی جوش برای فولاد زنگ نزن مشابه با آماده سازی فولادهای کربنی است و با ماشین کاری، سمباده زنی و برش پلاسما انجام می شود.


طراحی اتصالات


نفوذ جوش معمولا در فولاد های زنگ نزن نسبت به فولادهای کربنی کمتر است، بنابراین آماده سازی زوایای جوش بزرگتر، پیشانی پخ کوچکتر، فاصله ریشه عریض تر و مهارت های جوشکاری بیشتری برای اطمینان از نفوذ کافی بدون ایجاد عیوب ریشه نیاز است. یک طراحی اتصال معمولی برای فولاد زنگ نزن در شکل زیر نمایش داده شده است.
[Only Registered And Activated Users Can See Links]

عملیات پاکسازی

برای بدست آوردن جوش های سالم بدون ترک و ترد، سطح باید پیش از جوشکاری پاکسازی شود. ناحیه ای که باید پیش از جوشکاری تمیز شود سطوح شیاردار جوش و سطوح جانبی برای حداقل 0.5 اینچ در هر طرف است. مهم ترین انواع آلودگی های سطح عبارتند از آهن و آلودگی های آلی.


- آلودگی های آهن:


بر حسب اتفاق، تجهیزات شکل دهی و ابزارهایی که از فولاد کربنی ساخته شده اند، می توانند ذرات آهن را روی سطح فولاد زنگ نزن به جای بگذارند. از آنجایی که زنگ آهن نسبت به سطح آستنیتی آندی است، خوردگی گالوانیکی رخ می دهد و منجر به ایجاد حفره می شود. بنابراین، مطلوبست هنگام ساخت از ورق های پلاستیکی یا مقوایی روی ماشین آلات فولاد کربنی و کارخانه ها و تجهیزات حمل و نقل استفاده شود تا از نشست کربن روی سطوح زنگ نزن جلوگیری شود. باید این ذرات آهن را با اسید شویی حذف کرد. همواره از چرخ های اکسید آلومینیم برای این کار استفاده می شود و نه کاربید سیلیسیم. کاربید ممکن است با کروم واکنش داده و مقاومت به خوردگی فلز جوش را تحت تاثیر قرار دهد.


- آلودگی آلی:


در مرحله ساخت، آلودگی های آلی روی سطوح فلز در نتیجه استفاده از گریس، روغن، مایعات تراشکاری، علایم، رنگ و مواد جسبناک ایجاد می شود. حتی مقدار کم این آلودگی ها می تواند منجر به ایجاد ترک یا تردی در جوش یا HAZ شود. برای جلوگیری از این کار، باید اطمینان حاصل کرد که فلز پایه و پر کننده تمیز هستند. حذف آلودگی های آلی به طور کامل با چربی زدایی با محلول غیر کلریدی انجام می گیرد. لایه های اکسیدی را می توان با روش های مکانیکی یا اسید شویی با محلول 10 تا 20 درصد اسید نیتریک از بین برد. روش های مکانیکی تمیز کردن سطوح اکسیدی شامل:


1- استفاده از برس سیمی2- ماسه یا سنگریزه پاشی3- ماشین کاری و سمباده زنی با سیال برش بدون کلر




ملاحظات جوشکاری فولاد زنگ نزن آستنیتی



چند فرآیند جوشکاری و ملاحظات در انتخاب مواد وجود دارد که برای ایجاد جوش های بی عیب و نقص با خواص مناسب در فولادهای زنگ نزن آستنیتی باید در نظر گرفته شود. برخی از این ملاحظات عبارتند از:1- مشکل بسیار شایع ریزترک ها و ترک های ناشی از ذوب انتخابی.2- جوش های خودزا در معرض نفوذ3- حساس شدن ناحیه HAZ ممکن است مقاومت به خوردگی را تحت تاثیر قرار دهد. سایر عواملی که بر مقاومت به خوردگی اتصال جوش اثر می گذارند مانند ریزساختار در همسایگی سطح، ناخالصی ها، اکسید های سطحی، تنش باقی مانده جوش، آلودگی ها و سایر عیوب هندسی و شیار ها نیز بر مقاومت به خوردگی موثر هستند.4- تیپ 304 به حرارت کمتری برای تولید همجوشی نیاز دارد که به معنای جوشکاری سریعتر برای مقدار مشخصی حرارت یا حرارت ورودی کمتر برای ایجاد سرعت یکسان است. این پدیده در روش های جوشکاری ذوبی الکتریکی از اهمیت به سزایی برخوردار است. مقاومت بیشتر فولاد زنگ نزن آستنیتی منجر به تولید حرارت بیشتر در اعمال جریان مشابه در مقایسه با فولاد کربنی است.5- اگر به پاس های زیادی برای انجام جوشکاری نیاز باشد، باید دمای بین پاس ها در دمای کمتر 100 درجه سانتی گراد برای جلوگیری از ترک و اعوجاج نگه داشته شود و به طور کلی حرارت کمتری (30درصد کمتر) مورد نیاز است.6- انبساط حرارتی بیشتر منجر به پیچش یا اعوجاج می شود، به خصوص در مقاطع نازک، برای کنترل ابعادی نیاز به ماشین کاری است.7- دود جوشکاری برای کارگران خطرناک است.8- فاکتورهای زیادی باید برای عملیات حرارتی پس از جوشکاری در نظر گرفته شود.9- اتصالات جوشکاری بین دو فلز غیر هم جنس به انتخاب مناسب فلز پر کننده و فرآیند نیاز دارند.10- کاهش ترک گرم. برخی فولادهای زنگ نزن (مانند تیپ 347) در هنگام جوشکاری تمایل به انقباظ یا پارگی دارند بنابراین تعداد پاس های بیشتری مورد نیاز است.11- به دلیل آنکه فولاد زنگ نزن هدایت حرارتی کمتری نسبت به فولاد کربنی دارد، معمولا حرارت ورودی 30 درصد کمتر مورد نیاز است. جوش ها نیز به زمان بیشتری برای سرد شدن نیاز دارند. حفظ طول قوس کوتاه و استفاده از خط جوش های گلویی برای جوش های طولانی به منظور کاهش حرارتی ورودی الزامی است.12- ضریب انبساط حرارتی فولاد زنگ نزن آستنیتی بیشتر از فولاد کربنی، فریتی یا مارتنزیتی است. به همین دلیل فلز پایه باید حداقل تنش را داشته باشد تا از افزودن تنش باقی مانده در اتصالات جوش جلوگیری شود.




[Only Registered And Activated Users Can See Links]





منبع: ویکی پی جی

آسمون
Thursday 04 December 14, 23:55
.

فولادهای زنگ نزن سوپر فریتی



فولادهای زنگ نزن سوپر فریتی (Superferritic Stainless steels) به فولادهای زنگ نزن آلیاژی آهن – کروم گفته می شود که برای بهبود مقاومت به حفره دار شدن در ترکیب خود مولیبدن دارند و از تیتانیم و نیوبیوم برای بهبود مقاومت به خوردگی بین دانه ای در ترکیب آن ها استفاده شده است. مزیت بزرگ این ها مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی تنشی کلریدی است. ساختار فریتی و مقدار کم نیکل مقاومت به خوردگی تنشی را فراهم می آورد. پیش از ظهور روش های پیشرفته ذوب و تصفیه فلزات، فولادهای زنگ نزن فریتی مقادیر بالایی از عناصر بین نشین مانند کربن و نیتروژن داشتند که محدودیت هایی را بر روش ساخت، چقرمگی و مقاومت به خوردگی آن ها اعمال می کرد. ساخت فولاد های فریتی جدید، به خصوص آن هایی که مقدار کروم بالایی دارند، به وسیله روش های AOD ،VIM و VOD امکان پذیر شده است. در این روش ها می توان فولادی با عناصر بین نشین کم تولید کرد. در مرحله تصفیه باید دقت داشت که مقدار بین نشین ها را در حد بسیار پایین نگه داشت و کربن و نیتروژن را با عناصری مانند تیتانیم و نیوبیوم به دام انداخت.




[Only Registered And Activated Users Can See Links]



مشخصات فولادهای زنگ نزن سوپر فریتی:

- مغناطیسی و دارای ساختار کریستالی مکعبی مرکز پر - مقاومت بالا در دمای محیط - کار سختی کم - سهولت جوشکاری در گریدهای کم کربن - با عملیات حرارتی سخت نمی شوند. - مقاوم به خوردگی تنش کلریدی - حتی در دمای 315 درجه سانتی گراد در معرض تردی 475 درجه سانتی گراد قرار می گیرد. - در معرض تردی هیدروژنی و انتقال نرمی به تردی قرار دارد.


ترکیب فولاد زنگ نزن سوپرفریتی



گرید های سوپرفریتی حاوی حداکثر 29 درصد کروم (گرچه گرید 18Cr-2Mo گاهی اوقات در دسته بندی سوپرفریتی قرار می گیرد)، 4 درصد مولیبدن و در برخی آلیاژها 3.5 درصد نیکل بوده و ریزساختار کاملا فریتی دارند. معروف ترین فولادهای سوپرفریتی عبارتند از 18-SR (آرمکو)، 18Cr–2Mo، 26-1S، E-Brite 26-1 (آریکو و الگنی لادلوم)، 29Cr–4Mo و UNS S44735 و 29Cr–4Mo–2Ni (دوپونت)، (Sea-Cure (UNS S44660 حاوی 26 درصد کروم، 3% مولیبدن و 1% نیکل هستند. ترکیبات این آلیاژها و شکل محصولات آن ها در جداول زیر آورده شده است. بادوام ترین آلیاژهای سوپرفریتی آلیاژهای 29-4 (UNS S44735) و آلیاژ Sea-Cure (UNS S44660) هستند. هر دو دارای تیتانیم و نیوبیوم هستند که برای پایدار سازی مقدار کربن و نیتروژن به ترکیب اضافه شده اند.





ترکیب اسمی چند فولاد زنگ نزن فریتی / سوپرفریتی


شماره UNS
آلیاژ
C
Cr
Ni
Mo
N2
سایر عناصر


S43035
18-SR
0.05
18
0.5
-
0.020
2Al, 0.4Ti, 1Si


S44400
18-2
0.02
18
-
2
0.020
0.4 Ti, 0.3 Nb


S44625
26-1
0.01
26
0.5
1
0.015
0.5Ti


S44627
E-Brite
0.003
26
-
1
0.015
0.10 Nb


S44660
Sea-Cure
0.01
26
2.5
3
0.025
0.4Ti


S44635
Monit
0.025
25
4
4
0.025
Nb+Ti


S44735
29-4C
0.02
29
0.3
4
0.020
0.4Ti, 0.2Nb


S44800
29-4-2
0.01
29
2
4
0.020
-




عدد مقاومت به حفره دار شدن برای چند فولاد زنگ نزن سوپرفریتی




ترکیب مورد نیاز برای محاسبه PREN



آلیاژ
نامگذاری UNS
Cr
Mo
PREN


26-1
S44625
26
1
29.3


E-Brite
S44627
26
1
29.3


Sea-Cure
S44660
26
3
35.9


Monit
S44635
25
4
38.2


Al 29-4C
S44735
29
4
42.2


Al 29-4-2
S44800
29
4
42.2



PREN=%Cr+3.3(%Mo)


مشخصات ASTM/ASME برای فولادهای سوپر فریتی گرید لوله های مبدل حرارتی


گرید
عدد UNS
مشخصات ASTM برای لوله ها
ASME Sec. VIII, Div.1


Sea-Cure
S44660
A268, A803
SA268, SA803


Al 29-4-2
S44800
A268
SA268


Al 29-4C
S44735
A268
Code case 1921


Monit
S44635
A268
Code case 1900


E-Brite
S44627
A268
SA268




در جدول 13.22 نام آلیاژهای تجاری، سوپرفریتی، سوپر آستنیتی و دوپلکس آورده شده است.




نامگذاری UNS آلیاژهای سوپر فریتی و سوپر آستنیتی، نام های تجاری و سازندگان


نامگذاری UNS
نام تجاری ثبت شده
سازندگان


S44635
Monit
Uddeholm Steel Corp.


S44627
E-Brite
Allegheny Ludlum Steel Corp.


S44735
AL 29-4C
Allegheny Ludlum Steel Corp.


S44660
Sea-Cure
Trent Tube Div. of Colt Ind., Crucible Steel Co.


S44800
AL 29-4-2C
Allegheny Ludlum Steel Corp.


S31254
254 SMO
Avesta Jarnverks AD


N08904
AL 904L
Allegheny Ludlum Steel Corp.


N08366
AL-6X
Allegheny Ludlum Steel Corp.


N08367
AL-6XN
Allegheny Ludlum Steel Corp.


N08925
1925hMo, 25-6MO
VDM Technologies, Inco-Alloys Internationals


N08026
20Mo-6
Carpenter Technology







کاربرد فولاد زنگ نزن سوپر فریتی



فولادهای سوپرفریتی کاربردهای زیادی در لوله کشی کندانسورهای نیروگاه و مبدل های حرارتی حاوی محلول های کلریدی، آب دریا و آب شور پیدا کرده اند. تیپ های 18Cr–2Mo E-Brite 26-1، Sea-Cure و AL 29-4 در صنایع شیمیایی و پتروشیمی و هم چنین کاربردهای مرتبط با آب دریا استفاده می شوند. آلیاژ E-Brite 26-1 به دلیل مقدار کروم بالا در دماهای بالا مقاومت خوبی را نسبت به اکسیداسیون و سولفیداسیون ار خود نشان می دهد. آلیاژ E-Brite در پیش گرمکن ها و رکوپراتورها مورد استفاده قرار می گیرد.



خواص فیزیکی فولادهای زنگ نزن فریتی



فولادهای زنگ نزن فریتی دو ویژگی فیزیکی دارند که از اهمیت زیادی برخوردارند: 1- هدایت حرارتی فولاد زنگ نزن فریتی 50 درصد بیش از فولادهای زنگ نزن آستنیتی و برابر با نصف هدایت حرارتی فولادهای کربنی است.

2- ضریب انبساط حرارتی پایین که تقریبا برابر با فولاد کربنی است و 30 درصد کمتر از فولاد زنگ نزن 304

- استحکام:

استحکام فولادهای زنگ نزن فریتی به شکل زیر با فولادهای زنگ نزن آستنیتی مقایسه می شود: 1- تنش تسلیم در شرایط آنیل شده 20 تا 40 درصد بیشتر از فولادهای زنگ نزن آستنیتی است. 2- نرخ کارسختی فولادهای فریتی کمتر است. 3- در دمای بالا، فولادهای فریتی استحکام کمتری نسبت به فولادهای آستنیتی دارند اما مقاومت به اکسیداسیون آن ها بسیار خوب است.


- چقرمگی و پدیده های تردی


چقرمگی فولادهای زنگ نزن فریتی از سه مکانیزم تردی تاثیر می پذیرد: 1- تردی 885 درجه فارنهایت یا 475 درجه سانتی گراد 2- رسوب فاز سیگما 3- تردی دما بالا هر یک از شرایط فوق شکل پذیری و چقرمگی فولادهای زنگ نزن فریتی را در دمای اتاق کاهش می دهد. و بنابراین محدودیت هایی باید به سازنده و مصرف کننده در استفاده از عملیات متنوع مانند شکل دهی گرم، لحیم کاری، جوشکاری و عملیات حرارتی تحمیل شود تا فرار گرفتن در معرض حرارت به حداقل برسد.


تردی 475 درجه یا 885 درجه فارنهایت:


فولادهای زنگ نزن فریتی به جز گرید 409، هنگامی که در معرض دمای 720 تا 950 درجه فارنهایت (40 تا 540 درجه سانتی گراد) قرار می گیرند، نسبت به تردی حساس می شوند. بیشترین مقدار سخت شدن و تردی در دمای 885 درجه فارنهایت در نتیجه تشکیل و رسوب فاز اولیه آلفا رخ می دهد که رسوب همدوس غنی از کروم در شبکه غنی از آهن است. در نتیجه افزایش سختی و استحکام کششی، به همراه کاهش داکتیلیته و مقاومت به ضربه دیده می شود. این پدیده در فولادهایی با درصد کروم بیش از 12 درصد مشاهده می شود. به منظور غلبه کردن بر این شکل از تردی در هنگام فرآیند، سرمایش سریع در محدوده دمای 700 تا 950 درجه فارنهایت نیاز است. در نتیجه فولادهای زنگ نزن فریتی جدید یا قدیمی نباید در معرض این محدوده از درجه حرارت قرار گیرند. تردی 475 درجه سانتی گراد (885 درجه فارنهایت) ضخامت بسیاری از این آلیاژها را به 3 میلی متر (0.125 in.) محدود می کند به همین دلیل نمی توان از آن ها در مقاطع ضخیم استفاده کرد. اگر چه می توان از این فولادها برای لوله های مبدل حرارتی جدار نازک یا آستر استفاده کرد.

رسوب فاز سیگما:


فاز سیگما در فولادهای فریتی با درصد بالاتر کروم (15 تا 20 درصد) هنگامی رخ می دهد که برای مدت طولانی در معرض دمای 1100 تا 1500 درجه فارنهایت قرار می گیرند. رسوب در دمای اتاق منجر به تردی دمای اتاق و کاهش مقاومت به خوردگی می شود. تشکیل فاز سیگما با انتخاب ترکیب مناسب به طور کامل متوقف می شود یا به حداقل خود می رسد یا ممکن است فاز سیگما با عملیات حرارتی مناسب و کوئنچ در آب یا سرمایش سریع به فاز آستنیتی انتقال پیدا کند.


تردی دمای بالا:


هنگامی که فولادهای زنگ نزن با درصد متوسط و بالای عناصر درون شبکه ای تا حدود 1000 درجه سانتی گراد گرم شده و تا دمای اتاق سرد می شوند، رسوب کاربید و نیترید می تواند منجر به تردی و حساسیت به خوردگی بین دانه ای به خصوص در آلیاژهای دارای مقادیر بالای عناصر بین نشین شود.


انتقال نرمی به تردی:

فولادهای زنگ نزن سوپرفریتی با ساختار کریستالی bcc انتقال نرمی به تردی را نشان می دهند که برای بسیاری از گریدها نزدیک به دمای اتاق است. عناصر بین نشینی کربن و نیتروژن بر دمای انتقال نرمی به تردی اثر می گذارند. مقدار کم عنصر بین نشین در دمای انتقال نرمی به تردی پایین و چقرمگی خوب در دمای اتاق نقش دارد. به همین دلیل تمام فولادهای زنگ نزن فریتی، مقدار عناصر آلیاژی کمی دارند که با روش های ذوب ویژه بدست می آیند. این گریدهای جدید به شکل ورق و لوله از چقرمگی قابل قبولی برخورداند و بنابراین این آلیاژها معمولا در مقاطع نازک مانند لوله، لوله لایت وال، ورق و نوار استفاده می شود. اگرچه، فولادهای سوپر فریتی تولید شده به روش VIM مقدار بسیار کمی کربن و نیتروژن دارند و بنابراین چقرمگی آن ها بهبود یافته است. این مواد معمولا تا ضخامت ورق 0.50 اینچ یا 12.7 میلی متر استفاده می شوند.



منبع: ویکی پی جی

آسمون
Friday 05 December 14, 00:03
.
مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ نزن فریتی


به دلیل آنکه مقدار کم فولادهای زنگ نزن فریتی در محدوده 11 تا 29 درصد است، مقاومت به خوردگی عمومی می تواند از متوسط تا عالی تغییر کند. یک ویژگی مهم فولادهای زنگ نزن فریتی مقاومت آن ها به خوردگی تنشی کلریدی است. به دلیل آنکه فولادهای آستنیتی به شدت در معرض خوردگی تنشی قرار می گیرند، فولادهای فریتی جایگزینی مقرون به صرفه نسبت به آلیاژهای پایه نیکل برای کاربردهایی هستند که به مقاومت به خوردگی تنشی نیاز دارند. فولادهای زنگ نزن سوپرفریتی مقاومت فوق العاده ای نسبت به کلریدها، قلیاها، اسید نیتریک، کاربامات آمونیوم/اوره، آمین ها و اسیدهای ارگانیک دارند. افزودن مولیبدن مقاومت در برابر خوردگی حفره دار شدن را با تولید لایه پسیو پایدارتر افزایش می دهد. عدد PRE با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود. خوردگی بین دانه ای در فولادهای زنگ نزن فریتی یک مانع بزرگ در استفاده از فولادهای زنگ نزن فریتی حساسیت آن ها به خوردگی بین دانه ای است. هنگامی که فولادهای زنگ نزن فریتی به دلیل جوشکاری یا عملیات حرارتی نامناسب در معرض دمای 1800 درجه فارنهایت (982°C) و این مسئله آن ها نسبت به خوردگی بین دانه ای حساس می کند. مکانیزمی که مسئول خوردگی بین دانه ای است معمولا مشابه با فولادهای زنگ نزن آستنیتی است. این مسئله با آلیاژسازی با تیتانیم یا نیوبیوم و تشکیل کاربیدهای این عناصر برطرف می شود. کاهش مقدار کربن به کمتر از 0.03 درصد که در فولادهای زنگ نزن آستنیتی وجود دارد، موثر نیست. حتی زمانی که بیشترین مقدار کربن 0.01 درصد است نیاز به افزودن عناصر پایدارکننده کاربید وجود دارد.



قابلیت ساخت فولادهای زنگ نزن فریتی



شکل پذیری و چقرمگی فولاد های زنگ نزن فریتی در دمای اتاق کم است. توالی عملیات ساخت و طراحی باید به گونه ای باشد که چقرمگی و شکل پذیری نسبتا کم ماده را در دمای اتاق در نظر بگیرد. عملیات شکل دهی سرد نیز باید با شکل پذیری و چقرمگی این فولادها تناسب داشته باشد.



جوشکاری فولادهای زنگ نزن فریتی


دو عدد از بهترین فاکتورهایی که در ایجاد جوش های خوب در فولادهای سوپرفریتی نقش دارند، عبارتند از: 1) حفظ خلوص آلیاژ و 2) عدم تغییر ساختار فریتی فلز جوش با عملیات حرارتی. فولادهای زنگ نزن سوپرفریتی نیز مشکل فولادهای فریتی معمولی را در رابطه با رشد دانه در منطقه HAZ، خشن شدن دانه ها در فلز جوش پس از جوشکاری و کاهش مقاومت به خوردگی به دلیل حساس شدن و رسوب فاز سیگما دارند. مشکلاتی که در حین جوشکاری فولادهای زنگ نزن فریتی به وجود می آید عبارتند از: - رشد دانه - دانه های خشن فلز جوش - کاهش استحکام ضربه - کاهش مقاومت به خوردگی به دلیل حساس شدن و رسوب فاز سیگما - به دلیل اینکه این فولادها به شدت مغناطیسی هستند در جوشکاری در معرض وزش قوس قرار دارند. اقدامات زیر به کاهش برخی از این مشکلات کمک می کند:

- جوشکاری TIG با حفاظ و پشت بندی مناسب

- آماده سازی جوش با تمیز کاری بسیار زیاد

- جوشکاری خودکار یا پر کننده متناسب

- کاهش حرارت ورودی برای حداقل کردن رشد دانه



[Only Registered And Activated Users Can See Links]



از آنجایی که کیفیت این فولادها از مقدار کربن و نیتروژن کم آن ها ناشی می شود، ضروری است که حذف این عناصر در هنگام جوشکاری جلوگیری شود زیرا ریسک تشکیل نیترید و کاربید کروم وجود دارد که در نهایت منجر به کاهش مقاومت به خوردگی می شود. هم چنین باید از حذف اکسیژن و هیدروژن نیز جلوگیری کرد. محافظ کامل با گاز هلیم یا آرگون خشک ضروری است. برای یک جوش موفقیت آمیز تمیزکاری و حفاظت با گازهای خنثی ضروری است به ویژه هنگامی که از پرکننده مناسب استفاده می شود. ورودی کم حرارت برای محدود کردن رشد دانه از اهمیت ویژه برخوردار است. مشکلات مربوط به رشد دانه می تواند با استفاده از مواد پرکننده آستنیتی کاهش یابد. علاوه بر این می توان با کاهش دمای پیش گرمایش به 200 درجه سانتی گراد نیز استفاده کرد. فولادهای فریتی نسبت به فولادهای آستنیتی کمتر نسبت به عیوب جوش مستعد هستند اما حساست به شیار آن ها هر عیب موجود را بسیار مضر می سازد. بنابراین باید تمهیداتی در نظر گرفته شود تا از سوختگی کناره جوش یا نفوذ اندک جلوگیری شود و بازرسی کامل جوش باید انجام گیرد.


منبع: ویکی پی جی

آسمون
Friday 05 December 14, 00:08
.

فولادهای زنگ نزن دوپلکس برای مبدل حرارتی



فولادهای زنگ نزن دوپلکس برای مبدل حرارتی (Duplex stainless steels for Heat Exchangers) همانطور که از نامشان برمی آید ریز ساختاری مخلوط از فریت و آستنیت به نسبت تقریبی 50/50 دارند. مقاومت به خوردگی آلیاژهای دوپلکس نخست به ترکیب آن ها بستگی دارد به خصوص به مقدار کروم، مولیبدن و نیتروژن. برای این فولادها، مقدار کروم می تواند از 22 تا 27 درصد و مولیبدن از 2 تا 4 درصد بسته به خوردگی مورد نظر تغییر کند. بسیاری از گریدهای فولادهای زنگ نزن دوپلکس با عددی شناخته شده اند که نشان دهنده مقدار کروم و نیکل آن هاست. به عنوان مثال گرید 2205، 22 درصد کروم و 5 درصد نیکل دارد. این اسامی ترکیب محور، توسط بسیاری از سازندگان استفاده می شوند و اخیرا به ASTM A240 اضافه شده اند. انواع جدیدتر فولادهای زنگ نزن دوپلکس شامل آلیاژ 2205 یا Code Plus Two، 44LN یا فرالیوم 255(S32550)،7 Mo-PLUS (UNS S32950)، Atlas 948 و 253 ME می شود. از میان تمامی این فولادها، فرالیوم 225 تنها فولاد زنگ نزن دوپلکس مناسب برای آب دریاست. فولاد 7Mo-PLUS به شکل موفقیت آمیزی در کندانسورهای خنک کننده برای تولید اسید نیتریک مورد استفاده قرار می گیرد. فولادهای دوپلکس امروزه به دلیل استحکام بالاتر و مقاومت بیشتر به خوردگی شیاری نسبت به فولادهای زنگ نزن آستنیتی، مورد استفاده قرار می گیرند.




[Only Registered And Activated Users Can See Links]



ترکیب فولادهای زنگ نزن دوبلکس


فولادهای زنگ نزن دوپلکس مقدار بالایی کروم (22 تا 27 درصد) و مولیبدن (2 تا 4 درصد) دارند. ترکیب این فولادها به دقت کنترل می شود تا تعادل مناسب بین آستنیت و فریت برقرار شود. مقدار بالای کروم، مقاومت به اکسیداسیون بالا را ایجاد می کند. مقدار نیکل از 4 تا 7 درصد تغییر می کند. به دلیل مقدار کمتر نیکل، قیمت فولاد های دوپلکس کمتر است. افزودن 0.15 تا 0.25 درصد نیتروژن استحکام و چقرمگی را افزایش داده و مقاومت در برابر خوردگی تنشی و حفره دار شدن را افزایش می دهد. درصد کربن این آلیاژها کم است. ترکیب برخی از فولادهای دوپلکس زنگ نزن در جدول زیر نمایش داده شده است.

ترکیب اسمی برخی از فولادهای زنگ نزن سوپر/دوپلکس


عدد UNS
آلیاژ
ماکزیمم مقدار کربن
کروم
نیکل
مولیبدن
نیتروژن
سایر عناصر آلیاژ


S31803
2205™
0.03
21–23
4.5–6.5
2.5–3.5
0.15
0.7Mn (2 max.)


S32520
UR52N+™
0.03
24–26
5.5–8.0
3–5
0.2–0.35
1.5Mn


S32550
Ferralium 255™
0.03
24–27
4.5–6.5
2.9–3.9
0.20
2Cu, 1.5Mn


S32760
Zeron 100™
0.03
25
7.5
3.5
0.23
-


S32950
7-Mo plus™
0.03
26–29
3.5–5.2
1.0–2.5
0.20
2Mn


S32750
2507™
0.03
24–26
6–8
3–5
0.28
1.2Mn, 0.50Cu


مقاومت به خوردگی آلیاژهای منتخب در جدول زیر نمایش داده شده است.




عدد مقاومت به حفره دار شدن در آلیاژهای دوپلکس




ترکیبات لازم برای محاسبه PREN



نامگذاری UNS
آلیاژ
Cr
Mo
N2
PREN


S31803
2205™
22
3.0
0.15
33.7


S32520
UR52N+™
25
4
0.28
41.68


S32550
Ferralium 255™
25
3.5
0.20
39.7


S32900
7 Mo™
25


25


S32950
7-Mo plus™
27.5
1.8
0.20
34.64


S32750
2507™
25
4.0
0.28
42.84


S32760
Zeron 100™
25
3.5
0.23
40.23





ویژگی فولادهای زنگ نزن دوبلکس


- مغناطیسی هستند. - شامل هر دو فاز آستنیت و فریت هستند. - استحکام بالایی دارند. - حتی در دمای 315 درجه سانتی گراد در معرض تردی 475 درجه سانتی گراد قرار می گیرند. - در معرض خوردگی هیدروژنی قرار می گیرند. - در معرض انتقال نرمی به تردی قرار می گیرند.


مقایسه با فولادهای زنگ نزن فریتی و آستنیتی


به دلیل اینکه فولادهای زنگ نزن به طور تقریبا مساوی از فازهای آستنیت و فریت تشکیل شده اند، خواص فیزیکی آن ها در محدوده مابین خواص فولادهای زنگ نزن فریتی و آستنیتی قرار می گیرد. ویژگی های برجسته این فولاد نسبت به فولادهای زنگ نزن آستنیتی و فریتی به شرح زیر است: 1- فولادهای دوپلکس استحکام و چقرمگی بیشتر، مقاومت خوب به خوردگی و مقاومت بیشتر نسبت به خوردگی تنشی را نسبت به فولادهای آستنیتی داشته و اغلب قیمت نسبتا پایینی هم دارند. 2- فولادهای دوپلکس نسبت به فولادهای آستنیتی تنش تسلیم بیشتری داشته و به دلیل سبک تر بودن نسبت به فولاد زنگ نزن آستنیتی استفاده از آن ها از نظر اقتصادی به صرفه تر است. اما فولادهای دوپلکس برای کاربردهای برودتی مناسب نیستند. 3- در دماهای بالا، تغییراتی در بالانس فازها رخ می دهد و استفاده از این فولادها در دمای بالا توصیه نمی شود. 4- مقدار زیاد فاز فریت در فولادهای دوپلکس باعث می شود تا رفتار مغناطیسی داشته باشند. 5- به دلیل جدایش فازهای فریت و آستنیت، آلیاژ های دوپلکس مقاومت به خوردگی شیاری و حفره دار شدن متفاوتی را از خود نشان می دهند. 6- فولادهای دوپلکس نسبت به گرید های فریتی چقرمگی بیشتری دارند. در مقایسه با فولادهای زنگ نزن فریتی دمای انتقال نرمی به تردی در آلیاژ دوپلکس تدریجی تر بوده و در دماهای کمتر از دمای محیط رخ می دهد. بنابراین اجازه ساخت ورق های ضخیم و تولید صفحه لوله گیر را می دهد. 7- هدایت حرارتی این فولادها کمتر از نصف هدایت حرارتی فولاد است اما 25 درصد بیشتر از فولاد زنگ نزن آستنیتی است. 8- ضریب انبساط حرارتی 40 درصد کمتر از فولاد زنگ نزن آستنیتی است اما با مقدار ضریب انبساط حرارتی فولاد کربنی برابر است.




[Only Registered And Activated Users Can See Links]






منبع: ویکی پی جی

آسمون
Friday 05 December 14, 00:15
.

مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ نزن دوبلکس

اگر چه مقدار نیکل این فولادها 4 تا 7.5 درصد است بوده و از مقدار نیکل فولادهای زنگ نزن آستنیتی کمتر است، مقاومت به خوردگی تنشی آن ها بهتر از آن چیزی است که از درصد نیکل آن ها استنباط می شود. فولادهای زنگ نزن دوپلکس دو مزیت مهم بر تیپ های 304 و 316 دارند که عبارتند از:

1- مقاومت خوب به خوردگی تنشی کلریدی2- خواص مکانیکی بالاتر به همراه شکل پذیری خوب


به دلیل اینکه فولادهای دوپلکس استحکام تسلیم بیشتر از فولادهای آستنیتی است، مقاومت به خوردگی شیاری می تواند با ریزساختار 50/50 به ماکزیمم مقدار خود برسد. به دلیل اینکه نیکل عاملی برای ایجاد مقاومت به خوردگی در محیط های کاهنده است، فولادهای دوپلکس مقاومت کمتری را در این محیط ها نسبت به فولادهای آستنیتی نشان می دهند. درصد کروم و مولیبدن بالای فولادهای زنگ نزن دوپلکس به ویژه در تامین مقاومت به محیط های اکسیدکننده مهم هستند و مسئول مقاومت به خوردگی شیاری و حفره دار شدن به خصوص در محیط های کلریدی هستند. عدد PREN با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود.
PREN=%Cr+3.3(%Mo)+16(%N)


برخی آلیاژها حاوی تنگستن هستند که مقاومت در برابر حفره دار شدن فولادهای دوپلکس را افزایش می دهد. برای این آلیاژها، مقاومت به حفره دار شدن با PREw نمایش داده می شود:



PREW=%Cr+3.3%Mo+1.65W+16%N


عدد PREN و PREw معمولا برای دسته بندی کردن خانواده ای که آلیاژ به آن تعلق دارد، استفاده می شود. در کل، موادی که عدد مقاومت به حفره دار شدن آن ها برابر با 30 است مانند آلیاژ دوپلکس 2205 در دسته دوپلکس های استاندارد قرار می گیرند و فولادهایی که عدد PRE آن ها برابر با 40 یا بیشتر است به عنوان آلیاژهای سوپردوپلکس شناخته می شوند.
فولادهای دوپلکس با مقدار کربن کم (کمتر از 0.03%) تولید می شوند و بنابراین خوردگی بین دانه ای که به دلیل حساس شدن فلز جوش در نتیجه رسوب کاربیدها ایجاد می شود، مشکل مهمی ایجاد نمی کند. ترک ناشی از هیدروژن زمانی رخ می دهد که فریت از 55 FN فرارتر رود. (درصد فاز فریت بیشتر از 55 درصد باشد.)آزمایشات خوردگی شامل تست CPT براساس ASTM G-48A و ASTM A262-C (تست هیویی) برای IGC، ASTM G30 و G36 برای SCC می شود.


کاربردهای فولادهای زنگ نزن دوبلکس


آلیاژهای دوپلکس مقاومت عالی به اکسیداسیون، اسیدهای کاهنده، اسید سولفوریک با غلظت کمتر از 25 درصد، مخلوط اسیدها و مواد آلی، آب دریا، نفت خام ترش، چاه های گاز و محلول های قلیایی دارند. فولادهای دوپلکس به طور موفقیت آمیزی در مخازن و مبدل های حرارتی محتوی کلریدهای خورنده به کار گرفته شده اند، در کاربردهایی مانند پالایشگاه های نفت و گاز، کارخانجات پالپ و کاغذ، مبدل های حرارتی پالایشگاه نفت، مبدل های حرارتی فرآیندهای شیمیایی، تانک ها، مخازن تحت فشار، لوله های بویلر، پیش گرمکن دایجستور، اواپراتورها و غیره به کار گرفته شده اند.


جوشکاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی

روش های جوشکاری که برای فولادهای زنگ نزن آستنیتی استفاده می شود را می توان در جوشکار این فولادها به کار برد به جز استفاده از گاز محافظ آرگون خالص در هنگام جوشکاری زیرا به این وسیله از اضافع شدن سریم جلوگیری می شود.فرآیندهای جوشکاری که باید می توان مورد استفاده قرار داد عبارتند از: GTAW، GMAW، PAW، SMAW و SAW.
- جوش پذیری

هدف از جوشکاری در فولادهای زنگ نزن دوپلکس بدست آوردن فلز جوش و منطقه HAZ با مقاومت به خوردگی، چقرمگی یکسان و بدون حضور مواد بین فلزی است. نکته جوشکاری فولادهای زنگ نزن دوپلکس از تشکیل مقدار بیش از حد فریت جلوگیری می کند. مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی می تواند زمانی در اتصالات جوش بدست آید که ساختار 50/50 فریتی - آستنیتی در فلز جوش و منطقه HAZ حاصل شود. معمولا در هنگام جوشکاری فولادهای زنگ نزن دوپلکس مشکلات زیر به وجود می آید:


- افزایش فاز فریت و در نتیجه کاهش چقرمگی
- ترک خوردگی در اثر ذوب انتخابی
- رشد دانه در منطقه HAZ
- کاهش مقاومت به خوردگی به دلیل فاز سیگما و رسوب کربونیترات ها
- رسوب نیترات کروم که منجر به کاهش مقاومت به خوردگی می شود.
- گرمایش به مدت طولانی در محدوده دمای 350 تا 550 درجه سانتی گراد که می تواند تردی تمپر در دمای 475 دریجه سانتی گراد را به وجود آورد و در نتیجه کاربرد آن ها به دماهای زیر 300 درجه سانتی گراد محدود شده است.



[Only Registered And Activated Users Can See Links]




برای غلبه بر این مشکلات باید اقدامات زیر انجام داد:


- استفاده از فلز پر کننده با مقدار نیکل بیشتر که تضمین می کند مقدار PRE کمتر از 40 نباشد.- کنترل حرارت ورودی- کنترل دمای بین پاس ها (باید به 200 درجه سانتی گراد محدود شود.)- بالانس فازهای آستنیت و فریتبالانس فازها می توان تنها زمانی ایجاد شود که نرخ سرمایش به اندازه کافی آهسته باشد تا به آستنیت اجازه تشکیل مجدد را با سرمایش جوش بدهد. اگر این نرخ خیلی آهسته باشد، فازهای ترد امکان ظهور می یابند؛ از طرف دیگر، اگر سرعت بسیار بالا باشد، ترکیبات بین فلزی می توانند تشکیل شوند. جوشکاری خودکار فاز فریت را در قطعه جوش و نواحی مجاور فلز پایه افزایش می دهد. عملیات آنیل بعدی تمایل به ایجاد تعادل بین فازها در فلز پایه دارد.


- جوشپذیری

هدف از جوشکاری در فولادهای زنگ نزن دوپلکس بدست آوردن فلز جوش و منطقه HAZ با مقاومت به خوردگی، چقرمگی یکسان و بدون حضور مواد بین فلزی است. نکته جوشکاری فولادهای زنگ نزن دوپلکس از تشکیل مقدار بیش از حد فریت جلوگیری می کند. مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی می تواند زمانی در اتصالات جوش بدست آید که ساختار 50/50 فریتی - آستنیتی در فلز جوش و منطقه HAZ حاصل شود. معمولا در هنگام جوشکاری فولادهای زنگ نزن دوپلکس مشکلات زیر به وجود می آید:- افزایش فاز فریت و در نتیجه کاهش چقرمگی- ترک خوردگی در اثر ذوب انتخابی- رشد دانه در منطقه HAZ- کاهش مقاومت به خوردگی به دلیل فاز سیگما و رسوب کربونیترات ها- رسوب نیترات کروم که منجر به کاهش مقاومت به خوردگی می شود.- گرمایش به مدت طولانی در محدوده دمای 350 تا 550 درجه سانتی گراد که می تواند تردی تمپر در دمای 475 دریجه سانتی گراد را به وجود آورد و در نتیجه کاربرد آن ها به دماهای زیر 300 درجه سانتی گراد محدود شده است.برای غلبه بر این مشکلات باید اقدامات زیر انجام داد:- استفاده از فلز پر کننده با مقدار نیکل بیشتر که تضمین می کند مقدار PRE کمتر از 40 نباشد.- کنترل حرارت ورودی- کنترل دمای بین پاس ها (باید به 200 درجه سانتی گراد محدود شود.)
- بالانس فازهای آستنیت و فریت


بالانس فازها می توان تنها زمانی ایجاد شود که نرخ سرمایش به اندازه کافی آهسته باشد تا به آستنیت اجازه تشکیل مجدد را با سرمایش جوش بدهد. اگر این نرخ خیلی آهسته باشد، فازهای ترد امکان ظهور می یابند؛ از طرف دیگر، اگر سرعت بسیار بالا باشد، ترکیبات بین فلزی می توانند تشکیل شوند. جوشکاری خودکار فاز فریت را در قطعه جوش و نواحی مجاور فلز پایه افزایش می دهد. عملیات آنیل بعدی تمایل به ایجاد تعادل بین فازها در فلز پایه دارد.

- حرارت ورودی


افزایش حرارت ورودی جوشکاری، پیش گرمایش و دماهای بین پاس ها منجر به جوش های درشت دانه شده و تمایل به رسوب افزایش می یابد. حرارت جوشکاری باید مقدار فریت را محدود کند. البته باید توجه داشت که حرارت ورودی بسیار کم نیز فریت بسیار زیادی تولید می کند و پیشنهاد می شود که ورودی حرارت باید بیشتر از 1.5 kJ/mm باشد.

- ترک ناشی از ذوب انتخابی


فولادهای زنگ نزن دوفازی به ترک ناشی از ذوب انتخابی در منطقه HAZ حساس هستند زیرا لایه های نازکی از S و P نقاط ذوب پایین در طول مرزدانه ها ایجاد می شود و این اثر با وجود تنش های باقی مانده کاهش می یابد.

- رسوب فاز ثانویه


فولادهای دوپلکس به رسوب فاز سیگما در حضور عناصر آلیاژی فریت ساز، حساس هستند. فلز پایه با کربن کم، تعادل فازهای فریت و آستنیت و مقدار کافی نیتروژن، سرعت تشکیل آستنیت را در هنگام سرمایش افزایش داده و از ایجاد فاز ثانویه سیگما جلوگیری می کند.

- رسوب نیترید کروم

به دلیل افزایش مقدار نیتروژن که برای تقویت آستنیت مورد استفاده قرار می گیرد، نیتریدهای کروم (Cr2N) معمولا در مرزدانه های اتصال جوش به همراه فاز سیگما استفاده می شوند. این پدیده منجر به رسوب آستنیت ثانویه در ناحیه اطراف ماده به دلیل کاهش عناصر فریت ساز می شود. آستنیت ثانویه سبب می شود تا کاهش موضعی مقاومت به خوردگی به دلیل مقدار کم کروم در این ناحیه رخ دهد.

-مواد مصرفی جوشکاری

هنگامی که مواد مصرفی مناسب با ماده اصلی مورد استفاده قرار گیرند، ساختار نهایی فلز جوش ممکن است آستنیت کم و فریت زیادی داشته باشد و منجر به کاهش چقرمگی شود، اگرچه نرخ سرمایش کم در نظر گرفته شده باشد. تعادل فازی مطلوب با استفاده از مواد مصرفی با 2 الی 3 درصد نیکل بیشتر بدست می آید.


منبع:ویکی پی جی