الفولاذ المقاوم للصدأ: الخصائص والتطبيقات

ت stems from its inherent properties, which in turn meet various demands. While its key characteristic is corrosion resistance, stainless steel is not solely defined by this trait. It also possesses unique mechanical properties (such as yield strength, tensile strength, creep strength, high-temperature strength, and low-temperature strength), physical properties (including density, specific heat capacity, linear expansion coefficient, thermal conductivity, electrical resistivity, magnetic permeability, and elastic modulus), processability (such as formability, weldability, and machinability), as well as metallographic characteristics (phase composition, microstructure, etc.). These properties collectively define stainless steel. Below, we will briefly introduce some of its fundamental characteristics.

(1) القوة (قوة الشد، قوة الخضوع)

تتأثر قوة الفولاذ المقاوم للصدأ بعوامل مختلفة، حيث أن إضافة عناصر كيميائية مختلفة، وخاصة العناصر المعدنية، هي الأكثر أهمية وأساسًا. تظهر أنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ خصائص قوة متفاوتة بسبب الاختلافات في تركيباتها الكيميائية.

(a) الفولاذ المقاوم للصدأ مارتنزيت

الفولاذ المقاوم للصدأ مارتنسيت، مثل الفولاذ السبيكي العادي، يمتلك القدرة على التصلب من خلال التبريد. لذلك، يمكن تحقيق مجموعة واسعة من الخصائص الميكانيكية من خلال اختيار الدرجات المناسبة وظروف المعالجة الحرارية.

يمكن تصنيف الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي بشكل عام على أنه فولاذ مقاوم للصدأ يحتوي على الحديد والكروم والكربون. يمكن تقسيمه بشكل أكبر إلى فولاذ مقاوم للصدأ المارتنسيتي المحتوي على الكروم وفولاذ مقاوم للصدأ المارتنسيتي المحتوي على الكروم والنيكل. يتم وصف الاتجاهات في تغييرات القوة عند إضافة عناصر مثل الكروم والكربون والموليبدينوم إلى فولاذ الكروم المقاوم للصدأ المارتنسيتي، بالإضافة إلى خصائص القوة عند إضافة النيكل إلى فولاذ الكروم والنيكل المقاوم للصدأ المارتنسيتي، أدناه.

تحت ظروف التبريد والتقسية، يؤدي زيادة محتوى الكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ الكروم المارتنسيتي إلى زيادة محتوى الفريت، مما يقلل من الصلابة وقوة الشد. بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ الكروم المارتنسيتي منخفض الكربون في حالة التلدين، يؤدي زيادة محتوى الكروم إلى زيادة طفيفة في الصلابة وانخفاض طفيف في الاستطالة. مع ثبات محتوى الكروم، يؤدي زيادة محتوى الكربون إلى رفع صلابة الفولاذ بعد التبريد مع تقليل مرونته. الغرض الرئيسي من إضافة الموليبدينوم هو تعزيز قوة الفولاذ وصلابته وتأثير التقسية الثانوية. يصبح تأثير إضافة الموليبدينوم ملحوظًا بشكل خاص بعد التبريد عند درجات حرارة منخفضة، حيث يكون محتواه عادة أقل من 1%. في الفولاذ المقاوم للصدأ الكروم-النيكل المارتنسيتي، يؤدي وجود كمية معينة من النيكل إلى تقليل محتوى δ-الفريت في الفولاذ، مما يسمح له بتحقيق قيم صلابة أعلى.

تتميز التركيبة الكيميائية للفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيت بإضافة عناصر مثل الموليبدينوم، والتنجستن، والفاناديوم، والنيوبيوم على أساس تركيبات مختلفة من 0.1%-1.0% كربون و12%-27% كروم. بسبب هيكلها المكعب المركزي، تنخفض قوتها بشكل حاد عند درجات الحرارة العالية. ومع ذلك، تحت 600 درجة مئوية، تظهر قوة عالية عند درجات الحرارة وقوة زحف تعتبر من بين الأعلى بين جميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ.

(b) الفولاذ المقاوم للصدأ الفيريتيني

وفقًا لنتائج البحث، عندما يكون محتوى الكروم أقل من 25%، فإن الهيكل الفيريتى يمنع تشكيل الهيكل المارتنسيتى، مما يتسبب في انخفاض القوة مع زيادة محتوى الكروم. عندما يتجاوز محتوى الكروم 25%، فإن تأثير تقوية المحلول الصلب للسبيكة يزيد قليلاً من القوة. إن زيادة محتوى الموليبدينوم تسهل تشكيل الهيكل الفيريتى، وتعزز ترسيب الأطوار α' و β و χ، وتزيد القوة من خلال تقوية المحلول الصلب. ومع ذلك، فإنه يزيد أيضًا من حساسية الشقوق، مما يقلل من المتانة. تأثير الموليبدينوم على تعزيز قوة الفولاذ المقاوم للصدأ الفيريتى أكبر من تأثير الكروم.

تتميز التركيبة الكيميائية للفولاذ المقاوم للصدأ الفيريتية بوجود 11%-30% من الكروم، مع إضافة النيوبيوم والتيتانيوم. إن قوتها عند درجات الحرارة العالية هي الأدنى بين جميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ، لكنها تظهر مقاومة قوية للإجهاد الحراري.

(c) الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي