نصائح

لماذا هو الفولاذ المقاوم للصدأ؟

لماذا هو الفولاذ المقاوم للصدأ؟

في عام 1913 ، اكتشف عالم المعادن الإنجليزي Harry Brearley ، الذي يعمل في مشروع لتحسين براميل البنادق ، عن طريق الصدفة أن إضافة الكروم إلى الصلب منخفض الكربون يعطيها مقاومة للبقع. بالإضافة إلى الحديد والكربون والكروم ، قد يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ الحديث أيضًا على عناصر أخرى ، مثل النيكل والنيوبيوم والموليبدينوم والتيتانيوم.

يعزز النيكل والموليبدينوم والنيوبيوم والكروم من مقاومة التآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ. إنها إضافة 12٪ على الأقل من الكروم إلى الفولاذ الذي يجعلها تقاوم الصدأ ، أو تلطخ "أقل" من الأنواع الأخرى من الفولاذ. يتحد الكروم الموجود في الصلب مع الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي ليشكل طبقة رقيقة غير مرئية من أكسيد يحتوي على الكروم ، ويسمى الفيلم السلبي. تتشابه أحجام ذرات الكروم وأكسيداتها ، لذا فهي تتجمع مع بعضها البعض على سطح المعدن ، بحيث لا تشكل طبقة مستقرة سوى بضع ذرات. إذا تم قطع المعدن أو خدشه وتعطل الفيلم السلبي ، فسوف يقوم المزيد من الأكسيد بتشكيل واستعادة السطح المكشوف بسرعة ، مما يحميه من التآكل التأكسدي.

الحديد ، من ناحية أخرى ، الصدأ بسرعة لأن الحديد الذري أصغر بكثير من أكسيده ، وبالتالي فإن أكسيد يشكل طبقة فضفاضة بدلا من معبأة بإحكام ويتقشر بعيدا. يحتاج الفيلم السلبي إلى إصلاح الأكسجين بشكل تلقائي ، وبالتالي فإن الفولاذ المقاوم للصدأ لديه مقاومة تآكل ضعيفة في بيئات منخفضة الأكسجين وضعف الدورة الدموية. في مياه البحر ، ستهاجم الكلوريد من الملح وتدمير الفيلم السلبي بسرعة أكبر مما يمكن إصلاحه في بيئة منخفضة الأكسجين.

أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ

الأنواع الثلاثة الرئيسية للفولاذ غير القابل للصدأ هي الأوستنيتي ، الحديدي ، والمارتنسيتي. يتم تحديد هذه الأنواع الثلاثة من الفولاذ من خلال البنية المجهرية أو المرحلة البلورية السائدة.

  • الأوستنيتي: يحتوي الفولاذ الأوستنيتي على الأوستينيت كمرحلة أولية (البلورة المكعبة ذات الوجه). هذه هي السبائك التي تحتوي على الكروم والنيكل (وأحيانًا المنجنيز والنيتروجين) ، وهي مُركبة حول تكوين النوع 302 من الحديد ، و 18٪ من الكروم ، و 8٪ من النيكل. لا يمكن وصلب الفولاذ الأوستنيتي عن طريق المعالجة الحرارية. أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ شيوعًا هو النوع 304 ، الذي يُطلق عليه أحيانًا T304 أو ببساطة 304. الفولاذ المقاوم للصدأ الجراحي نوع 304 هو الفولاذ الأوستنيتي الذي يحتوي على 18-20٪ كروم و 8-10٪ نيكل.
  • من الحديد: فولاذ حديدي لديه الفريت (الكريستال مكعب محورها الجسم) كما المرحلة الرئيسية. تحتوي هذه الفولاذ على الحديد والكروم ، بناءً على تركيبة النوع 430 من الكروم بنسبة 17٪. الصلب الحديدي أقل قابلية للدوام من الفولاذ الأوستنيتي ولا يمكن معالجته عن طريق المعالجة الحرارية.
  • Martensiticلوحظ لأول مرة الشكل المجهري المميز لتقنية Martensite لتقويم العظام من قبل المجهر الألماني أدولف مارتنز حوالي عام 1890. فولاذ Martensitic هو فولاذ منخفض الكربون مبني حول تركيبة النوع 410 من الحديد و 12٪ كروم و 0.12٪ كربون. قد يكون خفف وتصلب. يمنح Martensite الصلب صلابة كبيرة ، ولكنه يقلل أيضًا من صلابته ويجعله هشًا ، لذا فإن القليل من الفولاذ مقوى تمامًا.

هناك أيضًا درجات أخرى من الفولاذ غير القابل للصدأ ، مثل الفولاذ المقاوم للالتصاق ، المزدوجة ، والفولاذ المقاوم للصدأ المصبوب. يمكن إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ في مجموعة متنوعة من الزخارف والقوام ويمكن أن يكون ملونًا على مجموعة واسعة من الألوان.

كساء

هناك بعض الخلاف حول ما إذا كان يمكن تعزيز مقاومة التآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ من خلال عملية التخميل. أساسا ، التخميل هو إزالة الحديد مجانا من سطح الصلب. يتم ذلك عن طريق غمر الفولاذ في مادة مؤكسدة ، مثل محلول حامض النتريك أو حامض الستريك. منذ إزالة الطبقة العليا من الحديد ، يقلل التخميل من تلون السطح.

على الرغم من أن التخميل لا يؤثر على سماكة أو فعالية الطبقة المنفعلة ، إلا أنه مفيد في إنتاج سطح نظيف لمزيد من العلاج ، مثل الطلاء أو الطلاء. من ناحية أخرى ، إذا تمت إزالة المادة المؤكسدة بشكل غير كامل من الفولاذ ، كما يحدث أحيانًا في القطع ذات المفاصل الضيقة أو الزوايا ، فقد ينتج تآكل الشقوق. تشير معظم الأبحاث إلى أن تناقص تآكل جسيمات السطح لا يقلل من قابلية تأكل التآكل.

شاهد الفيديو: كيف يتم انتاج الفولاذ المقاوم للصدأ (مارس 2020).