الأوستنيتي مقابل المارتنسيتي مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي

لمقاومة التآكل، وقابلية التشكيل، والاستخدام الصناعي للأغراض العامة اختر الأوستنيتي (على سبيل المثال، 304/316). للصلابة العالية ومقاومة التآكل والأجزاء القابلة للمعالجة بالحرارة اختر المارتنسيتي (على سبيل المثال، 410/420). للتطبيقات المغناطيسية، والاستقرار الحراري، والتصنيع الحساس للتكلفة حيث تكون مقاومة التآكل المعتدلة مقبولة اختر حديدي (مثل 430). كل عائلة لها بنية بلورية متميزة وكيمياء سبيكة واستجابة للمعالجة الحرارية واستخدامات شائعة؛ ويعتمد اختيار العائلة المناسبة على المزيج المطلوب من مقاومة التآكل والقوة والمتانة والمعالجة الحرارية والتشغيل الآلي والتكلفة.

ما معنى أوستنيتي مارتنسيتي وحديدي؟

التسميات الثلاثة - الأوستنيتي, المارتنسيتيو حديدي - تأتي من السائد التركيب البلوري (الطور) الموجود في الفولاذ في درجة حرارة الغرفة أو بعد التبريد. يتحكم هذا الطور في كيفية استيعاب الكربون وعناصر السبائك، وبالتالي يتحكم في السلوك الميكانيكي للصلب وسلوك التآكل. يحتوي الفولاذ الأوستنيتي على بنية أوستنيت مكعبة محورها الوجه (FCC) مثبتة بالنيكل ومثبتات الأوستنيت الأخرى؛ أما الفولاذ الحديدي فيحتوي على بنية فريتية مكعبة محورها الجسم (BCC) مثبتة بالكروم مع القليل من النيكل أو بدون نيكل؛ ويتكون الفولاذ المارتنسيتي عندما يتم تبريد الأوستنيت بسرعة وتتشوه الشبكة البلورية إلى مرحلة مارتينسيت فائق التشبع وصلب - وهذا هو أساس الفولاذ المقاوم للصدأ القابل للمعالجة الحرارية.

الكيميائيات النموذجية والدرجات التمثيلية

فيما يلي موجز للاتجاهات الكيميائية والدرجات التجارية التمثيلية التي ستواجهها في المواصفات والمشتريات.

• أوستنيتي (حامل للنيكل)

  • العناصر الأساسية: الكروم (≈16-20%)، والنيكل (≈6-12%)، والكربون المنخفض (≤0.08% ما لم يكن مستقرًا).

  • الدرجات التمثيلية: 304, 316, 321, 310 (السلسلة 300).

  • الاستخدامات: معدات الأغذية، والخزانات، والأنابيب، والأوعية المعمارية والمبردة.

• المرتنزيتي (فولاذ الكروم القابل للمعالجة بالحرارة)

  • العناصر الرئيسية: الكروم (≈11-17%)، الكربون أعلى من الأوستنيتي (0.1-1.2%) لتمكين التصلب؛ النيكل منخفض/غائب.

  • الدرجات التمثيلية: 410, 420, 440أ/ج/ج, 416 (وأحياناً تكون الآلة الحرة).

  • الاستخدامات: شفرات السكاكين والأعمدة والمحامل وأجزاء الصمامات ومكونات التآكل.

• حديدية (مثبتة بالكروم، منخفضة النيكل)

  • العناصر الرئيسية: كروم (≈10.5 ≈10.5-27%)، كربون منخفض جدًا، نيكل في حده الأدنى.

  • الدرجات التمثيلية: 430, 409, 446 (نسبة عالية من الكروم).

  • الاستخدامات: زخارف السيارات، وأنظمة العادم، والأجهزة، ومكونات الأفران حيث تكون الموصلية الحرارية والاستجابة المغناطيسية مهمة.

السلوك الميكانيكي والاستجابة للمعالجة الحرارية

أوستنيتي: عادةً غير قابلة للتقوية عن طريق التصلب التقليدي للتبريد. تظل قابلة للسحب وقاسية على نطاق واسع من درجات الحرارة، وتظل العديد من السبائك الأوستنيتية قابلة للسحب حتى في درجات الحرارة المبردة. يمكن زيادة المتانة عن طريق الشغل على البارد أو باستخدام سبائك تصلب الترسيب، ولكن يتم تلدين السلسلة 300 النموذجية أو تشغليها على البارد بدلاً من إخمادها/تصلبها.

المارتنسيتي: مصممة لتكون قابل للمعالجة بالحرارة - الأوستينيت والتبريد والتبريد والتلطيف - والتي تنتج صلابة وقوة عالية بسبب التحول المارتنسيتي. يكون المارتينسيت أكثر صلابة ولكنه أقل مقاومة للتآكل وأقل صلابة من الأوستينيت. وتؤثر جداول المعالجة الحرارية بشدة على مفاضلات الصلابة مقابل الصلابة.

حديدي: لا يتم تقويتها بالتبريد التقليدي (مثل الأوستنيتي)، ولكنها تتمتع بتوصيل حراري أفضل وتمدد حراري أقل. الخواص الميكانيكية معتدلة؛ يتم اختيار العديد من الفريتات الحديدية من أجل الثبات والخصائص المغناطيسية بدلاً من القوة القصوى.

مقاومة التآكل والإرشادات البيئية

• أوستنيتي يوفر الفولاذ (304، 316) الفولاذ (304، 316) أفضل مقاومة عامة للتآكل من بين الثلاثة، خاصةً عند وجود النيكل والموليبدينوم (يحتوي 316 على الموليبدينوم لمقاومة الكلوريد). اختر الأوستنيتات في البيئات الرطبة التي تحتوي على الكلوريد والأغذية والخدمة الصحية.

• مرتنزيتي الدرجات لديها مقاومة أقل للتآكل من الأوستنيتيين لأن زيادة الكربون وقلة النيكل يقللان من ثبات الطبقة السالبة؛ ويتطلبان طلاءات واقية أو خيارات سبائك محددة إذا كان التآكل مصدر قلق.

• حديدي عرض الفولاذ مقاومة جيدة للتشقق الإجهادي الناتج عن التآكل الإجهادي وتتمتع بمقاومة مقبولة للتآكل العام عندما يكون الكروم كافياً؛ وغالباً ما تكون بديلاً فعالاً من حيث التكلفة حيث لا تكون مقاومة التآكل القصوى أمراً بالغ الأهمية.

ملاحظات التصنيع - اللحام، والتشكيل، والتشكيل، والتشغيل الآلي، والتشطيب السطحي

• اللحام:

  • يتم لحام الأوستنيتات بشكل جيد للغاية؛ يتم تطوير معادن الحشو وممارسات ما بعد اللحام بشكل جيد. يمكن أن يكون التحسس (ترسيب كربيد الكروم على حدود الحبيبات) مشكلة في بعض المناطق المتأثرة بالحرارة ما لم يتم استخدام درجات مستقرة أو منخفضة C.

  • يتطلب الفولاذ المارتنسيتي عمومًا معالجة حرارية مسبقة ومضبوطة بعد اللحام لتجنب التشقق والتحكم في الصلابة. لحام الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ المارتنسيتي أكثر تطلبًا.

  • يمكن لحام الألياف الحديدية ولكن يمكن أن تتطور إلى نمو حبيبات وانخفاض الصلابة إذا تم تسخينها بشكل مفرط؛ ومن المهم اختيار الحشو الصحيح والتحكم في مدخلات الحرارة.

• التشكيل والسحب العميق: تعتبر الأوستنيتيّات هي الأفضل للتشكيل الثقيل والسحب العميق بسبب الليونة العالية. ويمكن تشكيل المارتينسيتات في حالة التلدين ولكن يمكن تشكيلها في حالة التلدين ولكن يلي ذلك التصلب النهائي.

• التصنيع الآلي: يمكن للسبائك المارتنسيتية وبعض السبائك الحديدية أن تُصنع آليًا بشكل جيد عندما تكون في حالة مناسبة؛ أما السبائك الأوستنيتية فقد تكون صمغية وتتطلب أدوات ومعلمات محسنة.

الاستجابة المغناطيسية واعتبارات NDT

• أوستنيتي: عادةً غير مغناطيسية في حالة التلدين (قد يؤدي بعض الشغل على البارد إلى حدوث مغناطيسية حديدية طفيفة). وهذا مفيد للتطبيقات التي تتطلب الحياد المغناطيسي.

• مرتنزيتي وحديدي: كلاهما مغناطيسي في معظم الظروف؛ وهذا مفيد من الناحية التشخيصية في التصنيع واختبار الجسيمات المغناطيسية (NDT).

التطبيقات النموذجية - قواعد الاختيار العملية

• اختر الأوستنيتي (السلسلة 300) إذا كانت: مقاومة التآكل، أو النظافة، أو الليونة العالية، أو الصلابة المبردة، أو التصنيع المعقد من الأولويات (على سبيل المثال، المواد الغذائية، والأدوية، ومعدات المصانع الكيميائية).

• اختر المارتنسيتي إذا كانت: مقاومة التآكل، أو الاحتفاظ بالحافة أو الصلابة العالية مطلوبة (على سبيل المثال، أدوات المائدة، وأعمدة المضخات، وأقراص الصمامات). توقع المعالجة الحرارية بعد المعالجة.

• اختر حديدي إذا: تكفي الاستجابة المغناطيسية، والتوصيل الحراري الجيد، والتكلفة المنخفضة، والمقاومة المعتدلة للتآكل (على سبيل المثال، حواف السيارات، وأجزاء العادم، ومكونات الأفران).

المشتريات العملية وعروض MWAlloys

توفر سبائك MWAlloys الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الفولاذ من شبكة إنتاجنا في الصين مع مخزون مخزون للدرجات الشائعة في الأوستنيتي (304/316), مارتينسيتي (410/420) و حديدي (430/409) العائلات. نحن نقدم أسعارًا مباشرة من المصنع (ميزة سعر المصنع 100%)، والتسليم السريع القائم على المخزون للأحجام القياسية، وخدمات المعالجة الحرارية أو تشطيب الأسطح المخصصة عند الطلب. الخدمات النموذجية التي يمكننا تقديمها تشمل: شهادات المواد (EN/ASTM/GB)، واختبار الصلابة، وخدمات المعالجة الحرارية على البارد أو التلدين على البارد، والقطع حسب الطلب للتصنيع. إذا كنت ترغب في الحصول على عروض أسعار لأحجام/سمك/معالجة حرارية محددة، يمكن لشركة MWAlloys تقديم عرض أسعار مفصّل مع مهلة زمنية ومعدل موك.

جدول المقارنة (مفيد للمشتريات/المواصفات)

مصادر الكيمياء والدرجات الشائعة والسلوكيات الملخصة من الصفحات الفنية وأوراق البيانات الخاصة بالصناعة.

كيف تختار؟

1. هل التآكل هو الأولوية القصوى؟ → أوستنيتي (316 للكلوريدات).

2. هل الصلابة/التآكل حرج؟ ← مرتنزيتي + معالجة حرارية مناسبة.

3. هل تحتاج إلى مادة مغناطيسية بتكلفة منخفضة؟ → حديدي.

4. هل سيتم لحام المكون بشدة؟ → يفضل الأوستنيتي أو تصميم الحديدي مع التحكم في المدخلات الحرارية.

الأسئلة الشائعة

1. ما هي عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ الأفضل لمعدات المطبخ؟
   304 الأوستنيتي 304 هو الخيار الشائع؛ ويستخدم 316 عند توقع التعرض للكلوريد أو الملح.

2. هل يمكن لحام الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ؟
   نعم، ولكن عادةً ما يتطلب لحام الدرجات المارتنسيتية التسخين المسبق والمعالجة الحرارية بعد اللحام لتجنب التشقق والتحكم في الصلابة النهائية.

3. هل الفولاذ الفريتي المقاوم للصدأ مغناطيسي؟
   نعم، الفريتات مغناطيسية، وهذه الخاصية شائعة الاستخدام في التطبيقات والفحص غير المغناطيسي.

4. لماذا لا يتصلب الفولاذ الأوستنيتي بالتبريد؟
   لأن كيمياء سبيكتها (مثبتات النيكل والكروم العالية) تحافظ على استقرار الأوستينيت FCC عند التبريد؛ فهي لا تتحول إلى مارتينسيت عند التبريد مثل الفولاذ الكربوني.

5. ما العائلة التي تتمتع بأفضل صلابة في درجات الحرارة المنخفضة؟
   يحافظ الفولاذ الأوستنيتي على صلابة ممتازة في درجات الحرارة المبردة.

6. ما هي الدرجات المارتنسيتية غير القابل للصدأ الشائعة لأدوات المائدة؟
   تعتبر السلاسل 420 و440 خيارين نموذجيين للسكاكين لأنهما يتطلبان استجابة تقسية دقيقة.

7. هل الفولاذ المقاوم للصدأ 304 ممغنط؟
   وعادةً لا يحدث ذلك عند التلدين، على الرغم من أن الشغل على البارد أو معالجة معينة يمكن أن ينتج عنه مغناطيسية طفيفة.

8. ما هي العائلة التي تقاوم التشقق الإجهادي بشكل أفضل؟
   غالبًا ما يقاوم الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي والمزدوج المقاومة للصدأ على الوجهين التشقق الإجهادي الناتج عن الكلوريد بشكل أفضل من الفولاذ الأوستنيتي القياسي.

9. هل يمكنك صقل أو تلميع أو إنهاء الفولاذ المارتنسيتي؟
   نعم؛ يمكن صقل الفولاذ المارتنسيتي حتى النهاية العالية وقبول الطلاء، ولكن يجب أن تراعي المعالجة السطحية الصلابة والإجهادات المتبقية.

10. إذا كانت الميزانية محدودة ولكن هناك حاجة إلى بعض المقاومة للتآكل، فأيهما أفضل؟
    غالبًا ما توفر الدرجات الحديدية (على سبيل المثال، 430) مقاومة مقبولة بتكلفة أقل من الأوستنيتي الحاملة للنيكل.