لماذا هو غير القابل للصدأ الفولاذ المقاوم للصدأ؟

- Aug 22, 2018-

لماذا هو غير القابل للصدأ الفولاذ المقاوم للصدأ؟


بأن ماري هيلمينستيني، دكتوراه


في عام 1913، اكتشفت لايف الإنجليزي هاري بريرلي، يعمل في مشروع لتحسين بندقية برميل، بطريق الخطأ أن إضافة الكروم إلى الفولاذ الكربوني المنخفض يعطيها مقاومة وصمة عار. بالإضافة إلى الحديد، والكربون، والكروم، الفولاذ المقاوم للصدأ الحديثة قد تحتوي أيضا على عناصر أخرى، مثل النيكل، النيوبيوم، الموليبدينوم، والتيتانيوم.

الموليبدينوم، النيوبيوم، النيكل والكروم تعزيز المقاومة للتآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ. هو بالإضافة للحد أدنى كروم 12% للفولاذ الذي يجعل من مقاومة الصدأ، أو وصمة عار 'أقل' من الأنواع الأخرى من الفولاذ. يجمع بين الكروم في الصلب مع الأكسجين في الجو تشكل طبقة رقيقة، وغير مرئية المحتوية على الكروم أكسيد، يسمى الفيلم السلبي. الأحجام ذرات الكروم وعلى أكاسيد متشابهة، حيث أنها حزمة بدقة معا على سطح المعدن، تشكيل طبقة مستقرة إلا بضع ذرات سميكة. إذا قطع أو خدش المعدن وتعطل الفيلم السلبي، سوف تشكل أكسيد أكثر بسرعة واسترداد السطح مكشوف، وحمايتها من التآكل الأكسدة. من ناحية أخرى، روستس الحديد، بسرعة لأن الحديد الذري أصغر بكثير من أن أكسيد، حيث تشكل طبقة فضفاضة بدلاً من محكم معبأة أكسيد ورقائق بعيداً. الفيلم السلبي يتطلب الأكسجين الإصلاح الذاتي، حتى يكون الفولاذ المقاوم للصدأ المقاومة للتآكل الفقراء في بيئات منخفضة الأكسجين وسوء تداولها.

في مياه البحر، الكلوريدات من الملح سوف مهاجمة وتدمير الفيلم السلبي أكثر سرعة مما يمكن إصلاحه في بيئة منخفضة أكسجين.

أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ

ثلاثة أنواع رئيسية من الفولاذ المقاوم للصدأ اﻷوستنيتي، ferritic والفيريتي. يتم تحديد هذه الأنواع الثلاثة من الفولاذ المجهرية أو المرحلة كريستال الغالبة.

اﻷوستنيتي: الفولاذ اﻷوستنيتي يكون اوستنيت مرحلتها الأولية (تركز على وجه بلوري مكعب). هذه هي السبائك المحتوية على الكروم والنيكل (في بعض الأحيان من المنغنيز والنيتروجين)، يتمحور حول تكوين نوع 302 من الحديد والكروم 18% ونسبة 8% نيكل. الفولاذ اﻷوستنيتي ليست هاردينابل بالمعالجة الحرارية. الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر دراية هو على الأرجح نوع 304، تسمى أحياناً T304 أو ببساطة 304. نوع 304 الفولاذ المقاوم للصدأ الجراحية فولاذ اﻷوستنيتي تحتوي على النيكل الكروم و 8-10% من 18-20%.

Ferritic: Ferritic فولاذ يكون فيريت (توسيط بلوري مكعب من الجسم) كتلك المرحلة الرئيسية. هذه الفولاذ تحتوي على الحديد والكروم، استناداً إلى تكوين 430 نوع الكروم 17%. Ferritic فولاذ مطيلة أقل من الصلب اﻷوستنيتي وليس هاردينابل بالمعالجة الحرارية.

الفيريتي: المجهرية المارتنسيت orthorhombic المميزة أولاً ولاحظ ميكروسكوبيست الألماني "أدولف مارتنز" حوالي عام 1890. هي الفيريتي الفولاذ الكربوني المنخفض بنيت حول تكوين نوع 410 من الحديد والكروم 12% والكربون 0.12 في المائة. قد خفف وصلابة. يعطي المارتنسيت الصلب صلابة كبيرة، ولكن أيضا يقلل المتانة ويجعلها هشة، حتى الفولاذ قليلة تصلب تماما.

وهناك أيضا الصفوف الأخرى من الفولاذ المقاوم للصدأ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ تصلب هطول الأمطار، والطباعة على الوجهين، والصب. الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن تنتج في مجموعة متنوعة من الزخارف والقوام ويمكن ملون عبر طائفة واسعة من الألوان.

التخميل

هناك بعض الخلاف حول ما إذا كان يمكن أن تعزز عملية التخميل المقاومة للتآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ. أساسا، هو التخميل إزالة الحديد مجاناً من على سطح أرض الفولاذ. وهذا يقوم بغمر الفولاذ في عنصر مؤكسد، مثل حمض النيتريك أو حمض الستريك الحل. حيث يتم إزالة الطبقة العليا من الحديد، يقلل التخميل تلون السطح. بينما لا تؤثر على تخميل سمك أو فعالية طبقة سلبية، أنها مفيدة في إنتاج سطح نظيف لمزيد من علاج، مثل الطلاء أو الرسم. من ناحية أخرى، إذا تمت إزالة الأكسدة شكل كامل من الفولاذ، يحدث أحياناً في القطع مع ضيق المفاصل أو زوايا، ثم قد يؤدي إلى شق التآكل. معظم البحوث تشير إلى أن تقليل التآكل الجسيمات السطحية لا تقلل من قابلية لتأليب التآكل.