گروه فلز گروه فلز .

گروه فلز

گروه هاي استنلس استيل

گروه بندي استنلس استيل

       آلياژ استنلس استيل براي اينكه در مقابل خوردگي از خود مقاومت نشان دهد، بايستي حداقل 11% كروم در ساختار آن وجود داشته باشد. اثر متفاوت اين عناصر بر ريز ساختار، شش گروه استنلس استيل به شرح زير را به وجود مي آورد:

1-گروه فريتي (Ferritic): با محدوده تركيبي C<0.1%، Ni=0-4%، Cr=11-30%

2-گروه مارتنزيتي (Martensitic): با محدوده تركيبي 0.1، Ni=0-6%، Cr=11-18%

3-گروه آستنيتي (Austenitic): با محدوده تركيبي C<0.15%، Ni=8-20%، Cr=15-27%. همچنين آلياژهايي با نيكل بيشتر نيز جزء آلياژ هاي سوپر آستنيتي و نيكل بوده و معمولاً در اين دسته قرار مي گيرند.

4-گروه دوفازي (Duplex): با محدوده تركيبي C<0.08%، Ni=4-7%، Cr=18-27% و مقداري عناصر كمك افزودني مانند N و Cu

5-گروه رسوب سختي (Precipitation Hardening): با محدوده تركيبيC<0.15%، Ni=3-27%، Cr=12-28% و مقداري عناصر كمك افزودني مانندN، Cu، B، Ti، Al

6-گروه ريختگي (Cast)

چهار گروه اول براساس ساختار ميكروسكوپي و گروه پنجم براساس نوع عمليات حرارتي مشخص شده اند.

گروه ششم نيز شامل مجموعه آلياژهايي از پنج گروه اصلي بوده كه به روش ريخته گري توليد مي شوند. در مورد كليه گروه هاي فوق عناصر ديگري نظير فسفر، سيليسيم، گوگرد، منگنز، نئوبيم، تيتانيم و موليبدن نيز ممكن است به عنوان ناخالصي در تركيب موجود بوده و يا به عنوان افزودني جهت بهبود خواص معيني به آلياژ ها اضافه گردند كه حدود آنها را استانداردها مشخص نموده اند.

 

ويژگي ها و خواص گروه ها

1-گروه فريتي

              آلياژ هاي اين گروه حاوي 11 الي 30% كروم و تقريباً بدون عنصر گران قيمت نيكل بوده و بنابراين در بين گروه هاي ديگر معمولاً كمترين قيمت را دارا مي باشند. تيتانيم و نئوبيم علاوه بر فريت زايي، با بلوكه كردن كربن و نيتروژن و توليد كربونيتريدها اثر مضاعفي در فريت زايي دارند زيرا كه كربن و نيتروژن در آلياژ هاي فريتي پيشرفته نسل سوم باز هم محدود تر گرديده است..

       استحكام مكانيكي استنلس استيل فريتي در مقايسه با فولاد هاي كربني ساده كم كربن بالاتر بوده اما چكش خواري و فرم پذيري آنها كمتر ولي در حد مناسب مي باشد. همچنين استحكام مكانيكي آنها در دماهاي بالا و چقرمگي در دماهاي پايين، مخصوصاً در مقاطع ضخيم، در مقايسه با گروه آستنيتي بسيار كمتر مي باشد.

       به طور كلي از نظر مقاومت به خوردگي عمومي، استنلس استيل فريتي بعد از گروه هاي آستنيتي و مارتنزيتي قرار داشته و بسته به درصد كروم از كم تا عالي متغير مي باشد. اما برخلاف گروه آستنيتي مقاومت آنها در مقابل خوردگي تحت تنش بالا مي باشند. از طرف ديگر كاهش ميزان كربن و نيتروژن اثر نسبتاً زيادي در افزايش مقاومت خوردگي آنها دارد. آلياژ هاي فريتي با كروم كم (حدود 11%) مانند 409 و 405 داراي مقاومت خوردگي و اكسيداسيون حداقل بوده اما به دليل قيمت پايين و سهولت توليد، كاربرد زيادي در مواردي كه نيازمند مقاومت خوردگي كم باشند، دارند. آلياژ هاي فريتي با كروم متوسط (16 تا 18%) مانند استنلس استيل 430 در مقابل اسيد هاي اكسيد كننده ضعيف و آلي مقاوم بوده و در ساخت قطعات خودرو و ظروف آشپزخانه كاربرد دارند. ولي محدوديت آنها در مشكلات جوشكاري است.

       آلياژ 430 سرگروه اين خانواده است كه با 17% كروم مقاومت نسبتاً خوبي به اتمسفر، بعضي از مواد شيميايي (مخصوصاً اسيد هاي اكسيد كننده) دارد. اين آلياژ در مواردي جانشين بسيار مناسبي براي آلياژ هاي گران قيمت آستنيتي مي باشد. شكل پذيري اين آلياژ خوب است. كاربرد آن در تانك هاي اسيد نيتريك، سبد هاي بازپخت حرارتي و قطعات تزييني است.

2-گروه مارتنزيتي

       عناصر آلياژي اين گروه كروم و كربن هستند. مارتنزيت يكي ديگر از فاز هاي آهن است. آلياژ هاي مارتنزيتي فرومغناطيس و قابل عمليات حرارتي بوده و اهميت و كاربرد آنها بيشتر جهت زياد بودن استحكام مكانيكي، سختي، خستگي و خزش است. ولي دماي كاربرد آنها تا 650 درجه سانتي گراد محدود است. همچنين انواع پركربن آن براي جوشكاري توصيه نمي گردد.

      درصد كروم آلياژ هاي مارتنزيتي معمولاً حدود 11 تا 18% است. درصد كربن آلياژ هاي مارتنزيتي ممكن است تا 1.2% نيز برسد. عناصر آلياژي ديگري مانند نئوبيم، سيليسيم، واناديم و غيره براي اصلاح ريز ساختار بعد از آب دادن و درصد كمي نيكل براي افزايش چقرمگي و مقاومت به خوردگي نيز استفاده مي شوند. مقاومت به خوردگي آلياژ هاي مارتنزيتي غالباً از بسياري از آلياژ هاي آستنيتي و فريتي كمتر بوده ولي كلاً در حد متوسط مي باشد. آلياژ استنلس استيل 410 سردسته اين گروه و داراي بيشترين كاربرد در گروه مارتنزيتي مي باشد. در آمريكا اين آلياژ داراي كاربرد گسترده اي در توربين هاي بخار، موتور هاي جت، توربين گازي، كاربرد عمومي، قطعات ماشين آلات، شفت پمپ ها و غيره مي باشد.

3-گروه آستنيتي

وجود 8 تا 10% نيكل به ازاي 18% كروم، ساختار فولاد را به صورت آستنيتي پايدار مي نمايد. اين تغيير فاز باعث تغيير عمده خواص مكانيكي از جمله افزايش شكل پذيري آلياژ مي گردد. اين آلياژها در حالت بازپخت به دليل وجود فاز آستنيت غيرمغناطيسي بوده اما به دليل تغيير فاز در حالت كار سرد ممكن است كمي خاصيت مغناطيسي در آنها به وجود آيد.

       آلياژ هاي آستنيتي حاوي عناصر اصلي كروم (در محدوده 16 تا 26%) و نيكل مي باشند كه در تعدادي از آنها (سري 2XX) به جاي درصدي از نيكل عناصر منگنز (در محدوده 4 تا 15%) و نيتروژن اضافه گرديده اند تا باعث كاهش قيمت و افزايش استحكام گردند.

       نيتروژن همچنين به منظور بهبود استحكام مكانيكي در دماي پايين، كند كردن تشكيل رسوب كاربيد كروم، افزايش مقاومت به خوردگي هاي حفره اي و شياري (كمك به موليبدن) بكار مي رود. عناصر آلياژي ديگر مانند موليبدن، مس، سيليسيم، آلومينيم، تيتانيم، نئوبيم و غيره براي بالا بردن خواص معيني مانند مقاومت به خوردگي حفره اي و مقاومت در مقابل يون كلريد يا مقاومت به اكسيداسيون به آنها افزوده مي شوند.

       نورد سرد انجام شده روي اين گروه مقاومت خوبي به آنها مي دهد. از ديگر قابليت هاي اين گروه امكان جوشكاري آن به سبب ميزان پايين كربن و گوگرد موجود در آنهاست. در واقع افزودن عناصر جديد در راستاي بهبود كيفيت مدنظر و تامبن خواص مورد نياز آلياژ صورت ميگيرد. به طور مثال افزودن تيتانيم به آلياژ استنلس استيل 304 آن را به استنلس استيل 321 از ديگر آلياژ هاي گروه آستنيتي تبديل مي كند. از ديگر آلياژ هاي پركاربرد اين گروه استنلس استيل 316 مي باشد كه با افزودن 2% موليبدن به 304 تهيه شده و مقاومت بهتري در برابر خوردگي كلر دارد. افزايش ميزان كروم آلياژ استنلس استيل 310 را مي دهد كه مقاومت بالايي در دماهاي بالا دارد. ضعف اصلي اين گروه سستي آنها در برابر ترك هاي ناشي از خوردگي تنشي كلر است.

خواص گروه آستنيتي:

       غير مغناطيسي، داكتيل، داراي مقاومت پايين تر نسبت به ساير گروه هاي استينلس استيل، قابليت شكل پذيري بالا، قابليت تحمل دما تا 475 درجه سانتي گراد، داراي خاصيت ضد خوردگي قوي، داراي قابليت سخت كاري

       به طور كلي مقاومت به خوردگي گروه آستنيتي نسبت به گروه هاي ديگر استنلس استيل بيشتر بوده و در نتيجه كاربرد آنها نيز از اين نظر بيشتر مي باشد. ولي معمولاً برخلاف گروه فريتي به خوردگي تحت تنش حساس مي باشند. آلياژ هاي مخصوص آستنيتي پر نيكل حاوي موليبدن زياد (حدود 6%) و نيتروژن (0.15 تا 0.25%) در مقابل خوردگي حفره اي بسيار مقاوم بوده و در دماهاي بالا نيز مقاومت به اكسيداسيون خوبي دارند.


برچسب: #گروه فلز، #استنلس استيل، #استنلس استيل 304، #استنلس استيل 316، #استنلس استيل 430،
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۷ مرداد ۱۳۹۸ساعت: ۱۰:۱۸:۰۳ توسط:گروه فلز موضوع:

ارسال نظر
نام :
ایمیل :
سایت :
پیام :
خصوصی :
کد امنیتی :