1. التعريف الأساسي والتصنيف
الفولاذ المقاوم للصدأ: فئة واسعة من الحديد (fe) -. الميزة المميزة لها الحد الأدنى من10.5 ٪ chromium (CR)عن طريق الوزن - يتفاعل الكروم مع الأكسجين لتشكيل طبقة رقيقة وذات - شفاء "أكسيد الكروم" الذي يمنع الصدأ والتآكل. تحتوي معظم الفولاذ المقاوم للصدأ أيضًا على النيكل (NI) أو المنغنيز (MN) أو الموليبدينوم (MO) لتعزيز خصائص محددة (على سبيل المثال ، القوة ، ليونة). ومن الأمثلة على ذلك 304 (18 ٪ CR ، 8 ٪ NI) و 316 (16 ٪ CR ، 10 ٪ NI ، 2 ٪ MO) من الفولاذ المقاوم للصدأ.
Inconel: مجموعة فرعية محددة منNickel (ni) - superalloys المستندة إلى(تسمى أيضًا "عالي الأداء" العالي -. يتكون في المقام الأول من النيكل (عادة 50-70 ٪ NI) كمعدن أساسي ، مع إضافات كبيرة من الكروم (15-25 ٪ CR) وعناصر أخرى مثل الحديد (FE) ، الموليبدينوم (MO) ، نيوبيوم (NB) ، أو التيتانيوم (TI). يتم وضع علامة على Inconel من قبل شركة Metals Corporation الخاصة ، مع درجات مشتركة بما في ذلك Inconel 600 و 625 و 718.
2. الفرق الرئيسي: التركيب الكيميائي
3. اختلافات الأداء الحرجة
أ. عالية - مقاومة درجة الحرارة
الفولاذ المقاوم للصدأ: يؤدي أداءً جيدًا في درجات حرارة معتدلة (تصل إلى 800 درجة تقريبًا لـ 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ) ولكنه يفقد قوة وتآكل في الحرارة الشديدة. أعلى من 800 درجة ، يمكن أن تنهار طبقة أكسيد الكروم ، وقد تليح سبيكة أو تتأكسد بسرعة.
Inconel: مصمم لدرجات حرارة عالية عالية(تصل إلى حوالي 1200 درجة لـ Inconel 600 ؛ تصل إلى حوالي 1300 درجة لـ Inconel 718). إنه يحتفظ بالقوة الاستثنائية والاستقرار الهيكلي حتى في التعرض المطول للحرارة العالية ، وذلك بفضل قاعدة النيكل وعناصر السبائك (على سبيل المثال ، تشكل النيوبيوم مركبات مستقرة بين الممتلكات التي تقاوم التليين).
ب. مقاومة التآكل
الفولاذ المقاوم للصدأ: يتفوق فيبيئات تآكل معتدلة إلى معتدلة، مثل الهواء والمياه العذبة والمواد الكيميائية لتجهيز الطعام والأحماض المخففة. توفر طبقة أكسيد الكروم حماية موثوقة هنا ، ولكن يمكن أن تتلفها الأحماض القوية (على سبيل المثال ، حمض الكبريتيك المركّز) ، أو الكلوريد (على سبيل المثال ، مياه البحر في درجات حرارة عالية) ، أو بخار الضغط العالي-. على سبيل المثال ، يقاوم 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ مياه البحر أفضل من 304 ولكن قد لا يزال يتآكل في المياه المالحة مع ارتفاع درجات الحرارة أو معدلات التدفق.
Inconel: عروضمقاومة تآكل متفوقة في البيئات العدوانية المتطرفة. قاعدة النيكل تجعلها مقاومة للغاية لكلوريد - تكسير التآكل الإجهاد الناجم عن الإجهاد (وضع فشل شائع للفولاذ المقاوم للصدأ في مياه البحر أو رذاذ الملح). كما يصادف الهجوم من الأحماض القوية (على سبيل المثال ، حمض النيتريك) ، القلويات ، وغازات درجة الحرارة العالية- (على سبيل المثال ، أبخرة العادم ، تدفقات العملية الصناعية مع الكبريت أو الكلور). على سبيل المثال ، يتم استخدام Inconel 625 في منصات النفط في الخارج لأنه يقاوم تآكل مياه البحر حتى في ضغوط ودرجات حرارة عالية.
ج. القوة الميكانيكية
الفولاذ المقاوم للصدأ: لديه قوة جيدة وليونة للاستخدام الهندسي العام. على سبيل المثال ، يبلغ 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ قوة شد تبلغ حوالي 515 ميجا باسكال وقوة إنتاجية تبلغ 205 ميجا باسكال. يمكن تعزيزه عن طريق العمل البارد (على سبيل المثال ، المتداول) ولكن قد يصبح هشًا في درجات حرارة منخفضة للغاية.
Inconel: تفتخراستثنائية عالية - قوة درجة الحرارة ومقاومة الزحف(مقاومة التشوه تحت الإجهاد الطويل - على مصطلح في حرارة عالية). على سبيل المثال ، يتمتع Inconel 718 بقوة شد تبلغ حوالي 1300 ميجا باسكال (أكثر من ضعف 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ) ويحتفظ بنسبة حوالي 80 ٪ من قوته عند 650 درجة. هذا يجعلها مثالية للأجزاء التي يجب أن تحافظ على الشكل تحت الضغط في البيئات الساخنة (على سبيل المثال ، شفرات التوربينات).
4. التصنيع وقابلية الآلات
الفولاذ المقاوم للصدأ: سهلة الصنع نسبيا. يمكن لحامه أو مزوره أو يلقيه أو مشهوده بالأدوات القياسية ، على الرغم من أن بعض الدرجات (على سبيل المثال ، 316) تتطلب لحامًا دقيقًا لتجنب ترسيب كربيد (مما يقلل من مقاومة التآكل). كما أنها تكلفة - فعالة لإنتاجها على نطاق واسع.
Inconel: أكثر صعوبة في الآلة وتصنيع. يتطلب ميلها العالي واتجاه تصلب العمل (يصلب بسرعة أثناء القطع) أدوات متخصصة (على سبيل المثال ، إدراج كربيد) وسرعات بطيئة للآلات ، وزيادة وقت الإنتاج والتكلفة. يتطلب اللحام Inconel أيضًا الدقة (على سبيل المثال ، الأجواء التي يتم التحكم فيها لمنع الأكسدة) للحفاظ على خصائصها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن Inconel أغلى بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ - غالبًا ما يكون 5-10 أضعاف التكلفة - بسبب محتوى النيكل العالي وعمليات التصنيع المعقدة.
