يمكن فهم خصائص مواد الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك في مقال واحد!
01ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك؟ باعتبارها المادة البديلة المفضلة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي
يشير الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي إلى مواد الفولاذ المقاوم للصدأ التي تحتوي على محتوى الكروم بين 10.5% و30%، وهيكل حبيبي مكعب متمركز حول الجسم، وهيكل من الفريت بشكل أساسي. وبما أن هذا الهيكل الحبيبي المكعب المتمركز حول الجسم نموذجي لحديد ألفا، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك مغناطيسي.
يعتبر الفريت عضوًا مهمًا في عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ، حيث يحتل المرتبة الثانية في الإنتاج بعد الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. نظرًا للأسباب التاريخية والقيود المفروضة على تكنولوجيا الصهر المبكرة، فإن أداء الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي ضعيف من حيث مقاومة التآكل، وبسبب خصائصه المغناطيسية، غالبًا ما يتم الخلط بينه وبين الفولاذ المقاوم للصدأ "المزيف".
لذلك، لفترة طويلة، كان هناك اعتقاد خاطئ بأن الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي لديه أداء ضعيف، في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي هو الفولاذ المقاوم للصدأ الأصلي ذو الأداء الممتاز.
مع التقدم الشامل للتكنولوجيا، يظهر باستمرار الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي الحديث ذو الجودة العالية والتكلفة المنخفضة. من بينها، أصبحت سلسلة 4XX المادة البديلة المفضلة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، بل إنها تستخدم لاستبدال أنابيب النحاس الأحمر والنحاس الأبيض.
إن ظهور هذا الطلب البديل هو في المقام الأول تكلفة. نظرًا لأن سعر الكروم مستقر نسبيًا، بينما يتقلب سوق النحاس والنيكل بشكل متكرر وبسعة كبيرة، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد الخالي من النيكل يتمتع بميزة استبدال التكلفة. ثانيًا، تتحسن تكنولوجيا المعادن الحديثة يومًا بعد يوم، وقد تم تحقيق نفس أداء الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في نفس البيئة. على سبيل المثال، مقاومة التآكل المحلية 444 مع إضافة الموليبدينوم تعادل بشكل أساسي مقاومة الأوستنيتي 316.
02 تصنيف الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك سيناريوهات تطبيق أنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك
يمكن تقسيم الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك إلى فئتين: الفريت العادي وعالي النقاء وفقًا لما إذا كان إجمالي محتوى الكربون والنيتروجين أقل من 0.05%. وفقًا لمحتوى الكروم، ينقسم الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي العادي إلى كروم منخفض، وكروم متوسط، وفولاذ مقاوم للصدأ حديدي عالي الكروم.
يتراوح محتوى الكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي منخفض الكروم عمومًا بين 10.5% و14%. يحتوي على أقل محتوى من الكروم بين جميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد، كما أنه أرخص المواد. هذا النوع من الفولاذ المقاوم للصدأ مناسب للاستخدام في البيئات أو المشاهد المسببة للتآكل قليلاً والتي تسمح بالصدأ المحلي. على سبيل المثال، 409 مصمم خصيصًا لكاتمات عادم السيارات؛ يتم استخدام 410L للحاويات وإطارات شاشات الكريستال السائل.
يتراوح محتوى الكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي متوسط الكروم بين 14% و19%، وأدائه قريب من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 304. إنها المادة الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في النظام الحديدي. نظرًا لمحتواه العالي من الكروم ومقاومته الممتازة للتآكل، يُستخدم 430 على نطاق واسع في براميل الغسالات وغسالات الأطباق وأجهزة الطهي ومعدات المطبخ. إنه البديل المفضل للمواد الأوستنيتي 304.
يتراوح محتوى الكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكروم بين 19% و30%. ومن خلال زيادة محتوى الكروم وإضافة الموليبدينوم وعناصر أخرى، يتم تحسين مقاومة التآكل ومقاومة الأكسدة. يتميز هذا النوع من الفولاذ المقاوم للصدأ بمزايا مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 316، لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع في المباني الساحلية والبيئات المسببة للتآكل ذات المحتوى العالي من الكلور.
الفريت عالي النقاء يعني أن إجمالي محتوى الكربون والنيتروجين أقل من 0.05%. وفي الوقت نفسه، تتم إضافة عناصر مثل الموليبدينوم والتيتانيوم والنيوبيوم لزيادة مقاومة التآكل الحبيبي، وتآكل الحفر، وتآكل الشقوق، وأداء اللحام. لذلك، يتم استخدام هذا النوع من المواد بشكل أكثر شيوعًا في أجزاء أفران الميكروويف، أو خزانات الماء الساخن، أو سخانات المياه بالطاقة الشمسية أو منتجات غلاية التسخين الكهربائية.
03 الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، أيهما يتمتع بأداء أفضل؟
يمثل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أكثر من 70% من إجمالي إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ في العالم، وهو حاليًا مادة الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر استخدامًا على نطاق واسع.
باعتباره الفولاذ المقاوم للصدأ الخالي من النيكل والمعتمد على الكروم، يُطلق على الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد اسم الفولاذ المقاوم للصدأ "الاقتصادي" بسبب تكلفته المنخفضة والخصائص الرئيسية للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المحتوي على النيكل. تنعكس مقارنة الأداء بين الاثنين بشكل أساسي في:
√ الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي مغناطيسي مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي غير مغناطيسي
√ يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي بمعدل تمدد حراري أقل
√ يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد بمقاومة أفضل للأكسدة في البيئات ذات درجات الحرارة العالية
√ الموصلية الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي
√ مقاومة الزحف للفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي المحتوي على النيوبيوم أصغر
√ الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي أسهل في الماكينة.
√ ميل زنبركي أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أثناء التشكيل على البارد
√ قوة إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي أعلى من قوة الفولاذ المقاوم للصدأ 304
√ الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد ليس عرضة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي 04 تحويل درجات الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد بين البلدان
نظرًا لاختلاف المعايير القانونية في مختلف البلدان، فإن الأسماء التجارية للفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك تختلف أيضًا في مختلف البلدان والمنظمات. ومع ذلك، على الرغم من وجود بعض الاختلافات في المعايير والأسماء لمختلف البلدان، إلا أنها تمثل عمومًا نفس المادة. يظهر جدول المقارنة لتحويلات أسماء العلامات التجارية في مختلف البلدان في الشكل 7.
05التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك
فقط عندما يكون محتوى الكروم أكثر من 10.5% يمكن أن يسمى الفولاذ المقاوم للصدأ. عندما يتلامس الكروم مع الهواء أو الماء، سيتم تشكيل طبقة كثيفة من ثالث أكسيد الكروم على السطح. بمجرد أن يتم تشكيل طبقة الأكسيد هذه، فإنها لن تتبع الماء والهواء. هذا هو السبب الرئيسي وراء كون الفولاذ المقاوم للصدأ غير قابل للصدأ. يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي على نسبة عالية من الكروم، لذلك فهو يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل والأكسدة.
06الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك
تتراوح كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك بين 7.64 و7.75، وستكون هناك اختلافات طفيفة مع تغير محتوى السبيكة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التوصيل الحراري الجيد يعد أيضًا ميزة في خصائصه الفيزيائية.
بالمقارنة مع السلاسل الأخرى، فإن الخواص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي معتدلة نسبيًا. نظرًا لأنه لا يوجد به أي تغيير في الطور، فلا يمكن تقويته بالمعالجة الحرارية. عادة ما يتم صلبه عند 700 ~ 800 درجة.
في السنوات الأخيرة، كان المعروض من الموارد العالمية محدودا، واستمرت الاحتكاكات التجارية، واستمر ارتفاع أسعار المعادن غير الحديدية، وخاصة النيكل، مما أدى إلى ضغوط تكاليف هائلة على شركات إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ، الأمر الذي سيؤدي حتما إلى تفاقم المشكلة. يؤدي إلى الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد الأوستنيتي منخفض النيكل والخالي من النيكل. توفير مساحة أوسع للتطوير والتطبيق.
