فولاد ضد زنگ فریتی به فولاد ضد زنگ با فریت مکعبی بدنه به عنوان ساختار ماتریس در دمای بالا و دمای معمولی اشاره دارد. فولاد ضد زنگ فریتی دارای آهن و کروم به عنوان عناصر اصلی است، به طور کلی حاوی نیکل نیست و برخی حاوی مقدار کمی مولیبدن، تیتانیوم یا نیوبیم و سایر عناصر هستند. دارای مقاومت اکسیداسیون خوب، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر خوردگی کلرید است. علاوه بر این، فولاد ضد زنگ فریتی دارای ویژگی های هدایت حرارتی بزرگ، ضریب انبساط کوچک، مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب و مقاومت در برابر خوردگی استرس عالی است. بیشتر برای ساخت قطعاتی که در برابر خوردگی اتمسفر، بخار آب، آب و اسید اکسیداتیو مقاوم هستند استفاده می شود. درجات نمایندگی فولاد ضد زنگ فریتی عبارتند از: AISI 410 (UNS S41000)، AISI 420 (UNS S42000)، AISI 430 (UNS S43000) طبق ASTM. 1.4006، 1.4021، 1.4016، طبق استاندارد EN ... و غیره.
فولاد ضد زنگ فریتی را می توان با توجه به محتوای کروم به کروم کم، کروم متوسط و کروم بالا تقسیم کرد. با توجه به خلوص فولاد، به ویژه محتوای ناخالصی های کربن و نیتروژن، می توان آن را به فولاد ضد زنگ فریتی معمولی و فولاد ضد زنگ فریتی فوق العاده خالص تقسیم کرد. فولاد ضد زنگ فریتی معمولی دارای معایبی مانند شکنندگی دمای پایین و دمای اتاق، حساسیت بریدگی، تمایل به خوردگی بین دانه‌ای بالا و جوش‌پذیری ضعیف است. اگرچه این نوع فولاد قبلا توسعه یافته بود، اما کاربرد صنعتی آن بسیار محدود شده است. این کمبودهای فولاد زنگ نزن فریتی معمولی به خلوص فولاد، به ویژه محتوای بالای عناصر میان بافتی مانند کربن و نیتروژن در فولاد مربوط می شود. تا زمانی که کربن و نیتروژن در فولاد به اندازه کافی کم باشد، کاستی های فوق اساسا قابل رفع است.
در مقایسه بافولاد ضد زنگ آستنیتیفولاد ضد زنگ فریتی دارای مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت و پردازش پذیری بهتری است. از آنجایی که فاز فریت به سختی می تواند کربن را در خود حل کند، فریت دارای ویژگی نرمی و تغییر شکل آسان است. مانند فولاد ضد زنگ مارتنزیتی، از آنجایی که ساختار شبکه یک ساختار مکعبی است که بدنه مرکزی دارد، پارامغناطیس است، بنابراین فولاد ضد زنگ فریتی مغناطیسی است. فولاد زنگ نزن آستنیتی به دلیل ساختار مکعبی آن غیر مغناطیسی است.
قیمت فولاد ضد زنگ فریتی نه تنها نسبتا پایین و پایدار است، بلکه دارای ویژگی ها و مزایای منحصر به فرد بسیاری است. ثابت شده است که فولاد ضد زنگ فریتی یک ماده جایگزین بسیار عالی است.
فولاد ضد زنگ فریتی معمولی
چنین فولادهایی شامل محتوای کروم کم، متوسط و زیاد است. فولاد ضد زنگ فریتی کم کروم حاوی حدود 11٪ تا 14٪ کروم است، مانند 00Cr12 و 0Cr13Al در چین. آمریکایی AISI 400, 405, 406MF-2. این نوع فولاد چقرمگی، پلاستیسیته، تغییر شکل سرد و جوش پذیری خوبی دارد. از آنجایی که فولاد حاوی مقدار مشخصی کروم و آلومینیوم است، مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون و زنگ زدگی دارد. 405 می تواند به عنوان برج پالایش نفت، پوشش مخزن، تیغه توربین بخار، دستگاه مقاوم در برابر خوردگی گوگرد با دمای بالا و غیره استفاده شود. 400 برای لوازم خانگی و اداری و غیره. فولاد ضد زنگ فریتی کروم متوسط، محتوای کروم 14٪ به 19 درصد مانند 1Cr17 و 1Cr17Mo در چین. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 در ایالات متحده. این نوع فولاد مقاومت بهتری در برابر زنگ زدگی و خوردگی دارد. ضریب سخت کاری آن کوچک است (n≈2) و عملکرد کشش عمیق خوبی دارد، اما شکل پذیری آن ضعیف است. فولاد ضد زنگ فریت AISI 430 برای دکوراسیون معماری، دکوراسیون خودرو، تجهیزات آشپزخانه، مشعل گاز و قطعات تجهیزات صنعتی اسید نیتریک و غیره استفاده می شود. AISI 434 برای دکوراسیون خارجی خودرو و ساختمان استفاده می شود. 439 به عنوان شیلنگ برای آبگرمکن های گاز، خطوط لوله زغال سنگ و گاز و غیره استفاده می شود. فولاد ضد زنگ فریتی با کروم بالا حاوی 19٪ تا 30٪ کروم است، مانند Cr18Si2 و Cr25 در چین، AISI 442، AISI 443 و AISI 446 در ایالات متحده ایالات. چنین فولادهایی مقاومت اکسیداسیون خوبی دارند. AISI 442 به طور مداوم در اتمسفر استفاده می شود، دمای حد بالایی 1035 درجه سانتی گراد و حداکثر دما برای استفاده مداوم 980 درجه سانتی گراد است. فولاد ضد زنگ فریتی AISI 446 مقاومت در برابر اکسیداسیون بهتری دارد.
فولاد ضد زنگ فریتی با خلوص بالاl
این نوع فولاد حاوی کربن بسیار کم، نیتروژن است. کروم بالا، مولیبدن، تیتانیوم، نیوبیم و عناصر دیگر. مانند 00Cr17Mo، 00Cr18Mo2، 00Cr26Mol، 00Cr30Mo2 چین. این نوع فولاد دارای خواص مکانیکی خوب (به ویژه چقرمگی)، جوش پذیری، مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای، مقاومت در برابر خوردگی حفره ای، مقاومت در برابر خوردگی شکاف و مقاومت عالی در برابر خوردگی در برابر تنش است. به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ فریتی 18-2 دارای مقاومت خوردگی خوبی در اسید نیتریک، اسید استیک، NaOH است، مقاومت در برابر خوردگی حفره ای در 3٪ NaCl و FeCl3 معادل یا بیشتر از فولاد زنگ نزن آستنیتی 18-8، فولاد 26CrMo در بسیاری از رسانه ها مقاومت در برابر خوردگی است. به ویژه در اسیدهای آلی، اسیدهای اکسید کننده و قلیاهای قوی. مقاومت خوردگی حفره ای خوبی در محیط کلرید قوی دارد. هیچ ترک خوردگی تنشی در کلرید، سولفید هیدروژن، اسید سولفوریک بیش از حد و قلیایی قوی رخ نمی دهد. 30Cr-2Mo مقاومت بالاتری در برابر خوردگی حفره ای و خوردگی شکافی دارد در حالی که مقاومت در برابر خوردگی تنشی را حفظ می کند.
مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ فریتی
(1) خوردگی یکنواخت.
کروم ساده ترین عنصر برای غیرفعال کردن است. در محیط اتمسفر، آلیاژ آهن-کروم با محتوای کروم بیش از 12 درصد می تواند خود منفعل شود. در محیط اکسید کننده، محتوای کروم در صورتی که بیش از 17 درصد باشد، غیرفعال می شود. در برخی از محیط های خورنده، کروم و مولیبدن بالا، نیکل، مس و سایر عناصر را می توان برای به دست آوردن مقاومت در برابر خوردگی خوب اضافه کرد.
(2) خوردگی بین دانه ای.
فولادهای زنگ نزن فریتی، مانند فولادهای زنگ نزن آستنیتی، از خوردگی بین دانه ای رنج می برند، اما عملیات حساس سازی و عملیات حرارتی برای جلوگیری از این خوردگی درست برعکس است. فولاد زنگ نزن فریتی مستعد خوردگی بین دانه ای ناشی از خنک شدن سریع بالای 925 درجه سانتیگراد است و حالت (حالت حساس) که مستعد خوردگی بین دانه ای است را می توان پس از یک دوره کوتاه تلطیف در دمای 650-815 درجه سانتیگراد از بین برد. خوردگی بین دانه ای فولاد فریتی نیز نتیجه کاهش کروم ناشی از بارش کاربید است. بنابراین، کاهش محتوای کربن و نیتروژن در فولاد و افزودن عناصری مانند تیتانیوم و نیوبیم می تواند حساسیت به خوردگی بین دانه ای را کاهش دهد.
(3) خوردگی حفره ای و شکافی.
کروم و مولیبدن موثرترین عناصر برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی حفره و شکاف فولاد ضد زنگ هستند. با افزایش محتوای کروم، محتوای کروم در فیلم اکسید نیز افزایش می‌یابد و پایداری شیمیایی فیلم افزایش می‌یابد. مولیبدن بر روی سطح فلز فعال به شکل MoO4 جذب می شود که از انحلال فلز جلوگیری می کند، باعث جذب مجدد می شود و از آسیب فیلم جلوگیری می کند. بنابراین، فولاد ضد زنگ فریتی با کروم و مولیبدن بالا دارای مقاومت عالی در برابر خوردگی حفره ای و شکافی است.
(4) مقاومت در برابر ترک خوردگی تنشی.
با توجه به ویژگی های ساختار سازمانی، فولاد ضد زنگ فریتی در محیطی که فولاد زنگ نزن آستنیتی باعث ایجاد ترک خوردگی تنشی می شود در برابر خوردگی مقاوم است.
خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ فریتی
فولاد ضد زنگ فریتی را نمی توان با عملیات حرارتی تقویت کرد زیرا تغییر فازی وجود ندارد. معمولاً پس از بازپخت در دمای 700-800 درجه سانتی گراد استفاده می شود. با توجه به اندازه اتمی مشابه آهن و کروم، اثر تقویت محلول جامد کوچک است، استحکام تسلیم و استحکام کششی فولاد ضد زنگ فریت کمی بیشتر از فولاد کم کربن است و شکل پذیری کمتر از فولاد کم کربن است. .
1) شکنندگی دمای اتاق فولاد ضد زنگ فریتی معمولی.
فولاد زنگ نزن فریتی معمولی به بریدگی ها حساس است و دمای انتقال شکننده بالاتر از دمای اتاق است به جز فولاد زنگ نزن فریتی کم کروم. هر چه محتوای کروم بیشتر باشد، شکنندگی سرد بیشتر است. این شکنندگی سرد مربوط به عناصر بینابینی مانند کربن و نیتروژن در فولاد است و فولاد فریتی فوق خالص دارای محتوای کربن بسیار کم در عناصر بینابینی مانند کربن و نیتروژن است، بنابراین می تواند چقرمگی خوب و انتقال شکننده را به دست آورد. دما را می توان به زیر دمای اتاق کاهش داد.
2) شکنندگی دمای بالا فولاد ضد زنگ فریتی معمولی.
فولاد ضد زنگ فریتی معمولی تا بالاتر از 927 درجه سانتیگراد گرم می شود و سپس به سرعت تا دمای اتاق خنک می شود، انعطاف پذیری و چقرمگی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این شکنندگی در دمای بالا مربوط به رسوب سریع ترکیبات کربن (نیترید) بر روی مرزهای دانه یا جابجایی در دمای 427-927 درجه سانتیگراد است. کاهش کربن و نیتروژن فولاد (با استفاده از فناوری فوق خالص) می تواند این شکنندگی را تا حد زیادی بهبود بخشد. علاوه بر این، زمانی که فولاد فریتی بالای 927 درجه سانتیگراد گرم می شود، ظرفیت دانه درشت می شود و دانه درشت، انعطاف پذیری و چقرمگی فولاد را بدتر می کند.
3) تشکیل فاز σ.
با توجه به نمودار فاز آهن-کروم، وقتی در دمای 500-800 درجه سانتیگراد نگهداری شود، آلیاژ حاوی 40٪ -50٪ کروم یک σ تک فاز تشکیل می دهد و آلیاژ حاوی کمتر از 20٪ یا بیشتر از 70٪ کروم تشکیل می شود. ساختار دو فاز α+σ. تشکیل فاز σ به طور قابل توجهی شکل پذیری و چقرمگی فولاد را کاهش می دهد. بنابراین، فولاد ضد زنگ فریتی نباید برای مدت طولانی در دمای 500-800 درجه سانتیگراد استفاده شود.
4) شکنندگی در 475 درجه سانتیگراد.
فولاد فریتی با کروم بالا (بیش از 15٪) هنگامی که در دمای 400-500 درجه سانتیگراد نگهداری شود، به شدت شکننده می شود. این نوع شکنندگی زمان کمتری نسبت به بارش فاز σ دارد. به عنوان مثال، هنگامی که فولاد ضد زنگ فریتی 0.080C-0.4Si-16.9Cr به مدت 4 ساعت در دمای 450 درجه سانتیگراد نگهداری می شود، چقرمگی ضربه دمای اتاق تقریباً به صفر می رسد. درجه تردی با افزایش محتوای کروم افزایش می یابد، اما چقرمگی را می توان پس از عملیات بالای 600 درجه سانتیگراد بازیابی کرد. تردی در دمای 475 درجه سانتیگراد نتیجه بارش فاز آلفای غنی از کروم است. چنین فولادی باید از حرارت دادن نزدیک به 475 درجه سانتیگراد جلوگیری کند.
زمان ارسال: مه-02-2023