უჟანგავი ფოლადის ისტორია

რა არის უჟანგავი ფოლადი?

"უჟანგავი" არის ტერმინი, რომელიც გამოიგონეს ამ ფოლადების შემუშავების დასაწყისში დანაჩანგალისთვის. იგი მიღებულ იქნა როგორც ამ ფოლადების ზოგადი სახელწოდება და ახლა მოიცავს ფოლადის ტიპებისა და კლასების ფართო სპექტრს კოროზიის ან დაჟანგვის მდგრადი აპლიკაციებისთვის.
უჟანგავი ფოლადები არის რკინის შენადნობები მინიმუმ 10,5% ქრომის შემცველობით. სხვა შენადნობის ელემენტები ემატება მათი სტრუქტურისა და თვისებების გასაუმჯობესებლად, როგორიცაა ფორმირებადობა, სიმტკიცე და კრიოგენული სიმტკიცე.
ეს კრისტალური სტრუქტურა ასეთ ფოლადებს ხდის არამაგნიტურს და ნაკლებად მტვრევადს დაბალ ტემპერატურაზე. უფრო მაღალი სიმტკიცისთვის და სიმტკიცისთვის, ნახშირბადს ემატება. ადეკვატური თერმული დამუშავებისას, ეს ფოლადები გამოიყენება როგორც საპარსები, დანაჩანგალი, ხელსაწყოები და ა.შ.
მანგანუმის მნიშვნელოვანი რაოდენობა გამოყენებულია უჟანგავი ფოლადის ბევრ კომპოზიციაში. მანგანუმი ინარჩუნებს ავსტენიტურ სტრუქტურას ფოლადში, ისევე როგორც ნიკელს, მაგრამ უფრო დაბალ ფასად.

ძირითადი ელემენტები უჟანგავი ფოლადისაგან

უჟანგავი ფოლადი ან კოროზიის მდგრადი ფოლადი არის ერთგვარი მეტალის შენადნობი, რომელიც გვხვდება სხვადასხვა ფორმით. ის იმდენად კარგად ემსახურება ჩვენს პრაქტიკულ მოთხოვნილებებს, რომ ძნელია იპოვოთ ჩვენი ცხოვრების რომელიმე სფერო, სადაც არ ვიყენებთ ამ ტიპის ფოლადს. უჟანგავი ფოლადის ძირითადი კომპონენტებია: რკინა, ქრომი, ნახშირბადი, ნიკელი, მოლიბდენი და მცირე რაოდენობით სხვა ლითონები.

ელემენტები უჟანგავი ფოლადში - უჟანგავი ფოლადის ისტორია

ეს მოიცავს ლითონებს, როგორიცაა:

  • ნიკელი
  • მოლიბდენი
  • ტიტანის
  • სპილენძი

კეთდება აგრეთვე არალითონური დანამატები, რომელთაგან მთავარია:

  • ნახშირბადი
  • აზოტი
ქრომი და ნიკელი:

ქრომი არის ელემენტი, რომელიც უჟანგავი ფოლადი ხდის უჟანგავი. ეს აუცილებელია პასიური ფილმის ფორმირებაში. სხვა ელემენტებს შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ ქრომის ეფექტურობაზე ფილმის ფორმირებაში ან შენარჩუნებაში, მაგრამ არცერთ სხვა ელემენტს არ შეუძლია შექმნას უჟანგავი ფოლადის თვისებები.

დაახლოებით 10,5% ქრომის შემცველობით, წარმოიქმნება სუსტი ფილმი და უზრუნველყოფს რბილ ატმოსფერულ დაცვას. ქრომის 17-20%-მდე გაზრდით, რაც ტიპიურია 300 ტიპის ავსტენიტური უჟანგავი ფოლადების სერიისთვის, იზრდება პასიური ფირის სტაბილურობა. ქრომის შემცველობის შემდგომი ზრდა უზრუნველყოფს დამატებით დაცვას.

სიმბოლო

ელემენტი

ალ ალუმინის
C ნახშირბადი
კრ ქრომი
კუ სპილენძი
ფე რკინა
მო მოლიბდენი
მნ მანგანუმი
აზოტი
ნი ნიკელი
ფოსფორი
გოგირდის
სე სელენი
ტა ტანტალი
ტი ტიტანის

ნიკელი დაასტაბილურებს უჟანგავი ფოლადის ავსტენიტურ სტრუქტურას (მარცვლოვანი ან კრისტალური სტრუქტურა) და აძლიერებს მექანიკურ თვისებებს და დამზადების მახასიათებლებს. ნიკელის შემცველობა 8-10% და ზემოთ შეამცირებს ლითონის მიდრეკილებას ბზარისკენ სტრესული კოროზიის გამო. ნიკელი ასევე ხელს უწყობს რეპასივაციას ფილმის დაზიანების შემთხვევაში.

მანგანუმი:

მანგანუმი, ნიკელთან ერთად, ასრულებს ნიკელს მიკუთვნებულ ბევრ ფუნქციას. ის ასევე ურთიერთქმედებს უჟანგავი ფოლადის გოგირდთან მანგანუმის სულფიტების წარმოქმნით, რაც ზრდის კოროზიის წინააღმდეგობას. მანგანუმის ნიკელის ჩანაცვლებით და შემდეგ მისი აზოტით შერწყმით, ასევე იზრდება ძალა.

მოლიბდენი:

მოლიბდენი, ქრომთან ერთად, ძალიან ეფექტურია პასიური ფირის სტაბილიზაციაში ქლორიდების არსებობისას. ის ეფექტურია ნაპრალის ან ნაპრალის კოროზიის თავიდან ასაცილებლად. მოლიბდენი, ქრომის გვერდით, უზრუნველყოფს უჟანგავი ფოლადის კოროზიის წინააღმდეგობის უდიდეს ზრდას. Edstrom Industries იყენებს უჟანგავი 316-ს, რადგან შეიცავს 2-3% მოლიბდენს, რომელიც იცავს წყალში ქლორის დამატებისას.

ნახშირბადი:

ნახშირბადი გამოიყენება სიმტკიცის გასაზრდელად. მარტენზიტის ხარისხში, ნახშირბადის დამატება ხელს უწყობს გამკვრივებას თერმული დამუშავების გზით.

აზოტი:

აზოტი გამოიყენება უჟანგავი ფოლადის ავსტენიტური სტრუქტურის სტაბილიზაციისთვის, რაც აძლიერებს მის წინააღმდეგობას ორმოიანი კოროზიის მიმართ და აძლიერებს ფოლადს. აზოტის გამოყენება შესაძლებელს ხდის მოლიბდენის შემცველობის გაზრდას 6%-მდე, რაც აუმჯობესებს კოროზიის წინააღმდეგობას ქლორიდულ გარემოში.

ტიტანი და მიობიუმი:

ტიტანი და მიობიუმი გამოიყენება უჟანგავი ფოლადის სენსიბილიზაციის შესამცირებლად. როდესაც უჟანგავი ფოლადი სენსიბილიზებულია, შეიძლება მოხდეს მარცვლოვანი კოროზია. ეს გამოწვეულია ქრომის კარბიდების ნალექით გაციების ფაზაში ნაწილების შედუღებისას. ეს ამცირებს ქრომის შედუღების არეალს. ქრომის გარეშე პასიური ფილმი ვერ წარმოიქმნება. ტიტანი და ნიობიუმი ურთიერთქმედებენ ნახშირბადთან და წარმოქმნიან კარბიდებს, ტოვებენ ქრომს ხსნარში, ასე რომ შეიძლება წარმოიქმნას პასიური ფილმი.

სპილენძი და ალუმინი:

სპილენძი და ალუმინი, ტიტანთან ერთად, შეიძლება დაემატოს უჟანგავი ფოლადს, რათა დააჩქაროს მისი გამკვრივება. გამკვრივება მიიღწევა 900-დან 1150F ტემპერატურაზე გაჟღენთვით. ეს ელემენტები ამაღლებულ ტემპერატურაზე გაჟღენთვის პროცესის დროს ქმნიან მყარ მეტალთაშორის მიკროსტრუქტურას.

გოგირდი და სელენი:

გოგირდი და სელენი ემატება 304 უჟანგავი, რათა ის თავისუფლად დამზადდეს მანქანაში. ეს ხდება 303 ან 303SE უჟანგავი ფოლადი, რომელსაც იყენებს Edstrom Industries ღორის სარქველების, თხილის და ნაწილების დასამზადებლად, რომლებიც არ ექვემდებარება სასმელ წყალს.

უჟანგავი ფოლადის სახეები

AISI სხვათა შორის განსაზღვრავს შემდეგ კლასებს:

ასევე ცნობილია, როგორც "საზღვაო კლასის" უჟანგავი ფოლადი, 304 ტიპთან შედარებით მარილიანი წყლის კოროზიის წინააღმდეგობის გაზრდილი უნარის გამო. SS316 ხშირად გამოიყენება ბირთვული გადამუშავების ქარხნების შესაქმნელად.

304/304L უჟანგავი ფოლადი

ტიპი 304 აქვს ოდნავ დაბალი სიძლიერე, ვიდრე 302, ნახშირბადის დაბალი შემცველობის გამო.

316/316L უჟანგავი ფოლადი

ტიპი 316/316L უჟანგავი ფოლადი არის მოლიბდენის ფოლადი, რომელსაც აქვს გაუმჯობესებული წინააღმდეგობა ღრძილების მიმართ ქლორიდების და სხვა ჰალოიდების შემცველი ხსნარებით.

310S უჟანგავი ფოლადი

310S უჟანგავი ფოლადი აქვს შესანიშნავი წინააღმდეგობა ჟანგვის მიმართ მუდმივი ტემპერატურის პირობებში 2000°F-მდე.

317ლ უჟანგავი ფოლადი

317L არის მოლიბდენის შემცველი ავსტენიტური ქრომის ნიკელის ფოლადი, რომელიც მსგავსია 316 ტიპის, გარდა შენადნობის შემცველობა 317L-ში გარკვეულწილად მაღალია.

321/321H უჟანგავი ფოლადი

ტიპი 321 არის ძირითადი ტიპი 304, მოდიფიცირებულია ტიტანის დამატებით მინიმუმ 5-ჯერ მეტი ნახშირბადის პლუს აზოტის შემცველობით.

410 უჟანგავი ფოლადი

ტიპი 410 არის მარტენზიტული უჟანგავი ფოლადი, რომელიც არის მაგნიტური, უძლებს კოროზიას რბილ გარემოში და აქვს საკმაოდ კარგი ელასტიურობა.

DUPLEX 2205 (UNS S31803)

Duplex 2205 (UNS S31803), ან Avesta Sheffield 2205 არის ფერიტულ-ოსტენიტური უჟანგავი ფოლადი.

უჟანგავი ფოლადი ასევე კლასიფიცირდება მათი კრისტალური სტრუქტურის მიხედვით:
  • Austenitic უჟანგავი ფოლადები შეადგენს მთლიანი უჟანგავი ფოლადის წარმოების 70%-ზე მეტს. ისინი შეიცავენ მაქსიმუმ 0,15% ნახშირბადს, მინიმუმ 16% ქრომს და საკმარის ნიკელს და/ან მანგანუმს, რათა შეინარჩუნონ ავსტენიტური სტრუქტურა ყველა ტემპერატურაზე კრიოგენური რეგიონიდან შენადნობის დნობის წერტილამდე. ტიპიური შემადგენლობა არის 18% ქრომი და 10% ნიკელი, საყოველთაოდ ცნობილი როგორც 18/10 უჟანგავი, რომელიც ხშირად გამოიყენება ჭურჭელში. ანალოგიურად, 18/0 და 18/8 ასევე ხელმისაწვდომია. უჟანგავი ფოლადები, როგორიცაა შენადნობი AL-6XN და 254SMO, ავლენენ დიდ გამძლეობას ქლორიდის ნაპრალისა და ნაპრალის კოროზიის მიმართ მოლიბდენის მაღალი შემცველობის (>6%) და აზოტის დამატებების გამო და ნიკელის მაღალი შემცველობა უზრუნველყოფს უკეთეს წინააღმდეგობას სტრეს-კოროზიული კრეკების მიმართ. 300 სერიაზე მეტი. „სუპერაუსტენიტური“ ფოლადების შენადნობის მაღალი შემცველობა ნიშნავს, რომ ისინი საშინლად ძვირია და მსგავსი ეფექტურობის მიღწევა ჩვეულებრივ შესაძლებელია დუპლექსის ფოლადების გამოყენებით გაცილებით დაბალ ფასად.
  • ფერიტული უჟანგავი ფოლადები ძალიან მდგრადია კოროზიის მიმართ, მაგრამ გაცილებით ნაკლებად გამძლეა ვიდრე ავსტენიტური კლასები და არ შეიძლება გამაგრდეს თერმული დამუშავებით. ისინი შეიცავენ 10,5%-დან 27%-მდე ქრომს და ძალიან ცოტა ნიკელს, ასეთის არსებობის შემთხვევაში. კომპოზიციების უმეტესობა მოიცავს მოლიბდენს; ზოგიერთი, ალუმინის ან ტიტანის. გავრცელებული ფერრიტული კლასები მოიცავს 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo და 29Cr-4Mo-2Ni.
  • მარტენზიტული უჟანგავი ფოლადები არ არის ისეთივე მდგრადი კოროზიის მიმართ, როგორც დანარჩენი ორი კლასი, მაგრამ ძალიან მტკიცე და გამძლეა, ასევე ძალიან დამუშავებადი და შეიძლება გამაგრდეს თერმული დამუშავებით. მარტენზიტული უჟანგავი ფოლადი შეიცავს ქრომს (12-14%), მოლიბდენს (0,2-1%), ნიკელს და დაახლოებით 0,1-1% ნახშირბადს (აძლევს მას მეტ სიმტკიცეს, მაგრამ ხდის მასალას უფრო მყიფე). ის ჩამქრალი და მაგნიტურია. იგი ასევე ცნობილია როგორც "სერიის-00" ფოლადი.
  • დუპლექს უჟანგავი ფოლადებს აქვთ აუსტენიტის და ფერიტის შერეული მიკროსტრუქტურა, მიზანია 50:50 ნარევის წარმოება, თუმცა კომერციულ შენადნობებში ნაზავი შეიძლება იყოს 60:40. დუპლექს ფოლადს აქვს გაუმჯობესებული გამძლეობა ავსტენიტური უჟანგავი ფოლადების მიმართ და ასევე გაუმჯობესებულია წინააღმდეგობა ლოკალიზებული კოროზიის მიმართ, განსაკუთრებით ნაპრალის, ნაპრალის კოროზიის და სტრესული კოროზიის ბზარების მიმართ. ისინი ხასიათდებიან მაღალი ქრომისა და ნიკელის დაბალი შემცველობით, ვიდრე ავსტენიტური უჟანგავი ფოლადები.

უჟანგავი ფოლადის ისტორია

რამდენიმე კოროზიისადმი მდგრადი რკინის არტეფაქტი შემორჩენილია ანტიკურ დროიდან. ცნობილი (და ძალიან დიდი) მაგალითია დელის რკინის სვეტი, რომელიც კუმარა გუპტა I-ის ბრძანებით აშენდა დაახლოებით 400 წელს. თუმცა, უჟანგავი ფოლადისგან განსხვავებით, ეს არტეფაქტები თავიანთი გამძლეობით არა ქრომს, არამედ ფოსფორის მაღალ შემცველობას განაპირობებენ. რომელიც ხელსაყრელ ადგილობრივ კლიმატურ პირობებთან ერთად ხელს უწყობს რკინის ოქსიდების და ფოსფატების მყარი დამცავი პასივაციური ფენის ფორმირებას, ვიდრე არადამცავი, დაბზარული ჟანგის ფენის, რომელიც წარმოიქმნება უმეტეს რკინაზე.

20171130094843 25973 - უჟანგავი ფოლადის ისტორია
ჰანს გოლდშმიდტი

რკინა-ქრომის შენადნობების კოროზიის წინააღმდეგობა პირველად 1821 წელს აღიარა ფრანგმა მეტალურგმა პიერ ბერტიემ, რომელმაც აღნიშნა მათი წინააღმდეგობა ზოგიერთი მჟავების შეტევის წინააღმდეგ და შესთავაზა მათი გამოყენება დანაჩანგალისთვის. თუმცა, მე-19 საუკუნის მეტალურგებმა ვერ შეძლეს თანამედროვე უჟანგავი ფოლადების უმეტესობაში ნაპოვნი დაბალი ნახშირბადის და მაღალი ქრომის კომბინაცია, ხოლო მაღალი ქრომის შენადნობები, რომელთა წარმოებაც მათ შეეძლოთ, ძალიან მყიფე იყო პრაქტიკული ინტერესისთვის.
ეს სიტუაცია შეიცვალა 1890-იანი წლების ბოლოს, როდესაც გერმანელმა ჰანს გოლდშმიდტმა შეიმუშავა ალუმოთერმული (თერმიტი) პროცესი ნახშირბადისგან თავისუფალი ქრომის წარმოებისთვის. 1904-1911 წლებში რამდენიმე მკვლევარმა, განსაკუთრებით ფრანგმა ლეონ გილემ, მოამზადა შენადნობები, რომლებიც დღეს უჟანგავი ფოლადი იქნებოდა. 1911 წელს გერმანიის ფილიპ მონარციმ თქვა ქრომის შემცველობასა და ამ შენადნობების კოროზიის წინააღმდეგობას შორის კავშირის შესახებ.

ჰარი ბრირლი ბრაუნ-ფირტის კვლევითი ლაბორატორიიდან შეფილდში, ინგლისი ყველაზე ხშირად უჟანგავი ნივთის „გამომგონებლად“ მოიხსენიება.

20171130094903 45950 - უჟანგავი ფოლადის ისტორია
ჰარი ბრირლი

ფოლადი. 1913 წელს, როდესაც ეძებდა ეროზიისადმი მდგრადი შენადნობის თოფის ლულებს, მან აღმოაჩინა და შემდგომში ინდუსტრიულად მოახდინა მარტენზიტის უჟანგავი ფოლადის შენადნობი. თუმცა, მსგავსი ინდუსტრიული განვითარება ერთდროულად ხდებოდა კრუპის რკინის საწარმოში გერმანიაში, სადაც ედუარდ მაურერი და ბენო შტრაუსი ამუშავებდნენ ავსტენიტურ შენადნობას (21% ქრომი, 7% ნიკელი) და შეერთებულ შტატებში, სადაც კრისტიან დანციზენი და ფრედერიკ ბეკეტი. იყო უჟანგავი ფერიტის ინდუსტრიალიზება.

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ შესაძლოა დაგაინტერესოთ ჩვენ მიერ გამოქვეყნებული სხვა ტექნიკური სტატიები:


გამოქვეყნების დრო: ივნ-16-2022