المنصب
المنصب

ما هي أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأربعة؟

الوقت:2026-02-04

الأنواع الأربعة الأساسية من الفولاذ المقاوم للصدأ هي الأوستنيتي والحديدي والمارتنزيتي والدوبلكس. يتم تصنيف هذه الفئات بناءً على بنيتها المجهرية البلورية التي تحدد بشكل مباشر خواصها الميكانيكية ومقاومتها للتآكل وملاءمتها لتطبيقات صناعية محددة. أوستنيتي يتم تحديد الفولاذ (على سبيل المثال، 304، 316) من خلال هيكله المكعب المتمركز على الوجه (FCC)، مما يوفر قابلية تشكيل ومقاومة فائقة للتآكل. حديدي يمتلك الفولاذ (مثل الفولاذ 430) هيكلًا مكعبًا متمركزًا في الجسم (BCC)، مما يوفر خصائص مغناطيسية ومقاومة للتشقق الإجهادي والتآكل الإجهادي. مرتنزيتي يستخدم الفولاذ (على سبيل المثال، 410) أيضًا هيكل BCC ولكن بمحتوى كربوني أعلى، مما يسمح بالمعالجة الحرارية والتصلب. دوبلكس يتميز الفولاذ (على سبيل المثال، 2205) ببنية مجهرية مختلطة من الأوستينيت 50% والفريت 50% تقريبًا، مما يوفر ضعف قوة الخضوع تقريبًا لدرجات الأوستنيتي.

في سبائك MWalloys, ندرك أن اختيار السبيكة الصحيحة يتطلب أكثر من مجرد معرفة هذه الأسماء. فهو يتطلب فهمًا عميقًا لكيفية تفاعل عناصر السبائك لتحديد الأداء في البيئات القاسية.

أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ
أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ
المحتويات إخفاء

ملخص تنفيذي ولقطة اختيار

لاتخاذ قرار سريع، إليك مقارنة موجزة يمكنك طباعتها وتثبيتها على ورقة المواصفات:

العائلة برامج تشغيل السبائك النموذجية نطاق القوة مقاومة التآكل القابلية للتشكيل قابلية اللحام التطبيقات النموذجية
أوستنيتي الكروم + النيكل، وبعض الموليبدينوم أو النيتروجين إنتاجية معتدلة، صلابة عالية مقاومة ممتازة للتآكل بشكل عام، وممتازة في العديد من بيئات الكلوريد (مع المونيوم) تشكيل ممتاز على البارد ممتاز مع الإجراءات المناسبة معدات الأغذية، والمصانع الكيميائية، وأدوات الطهي، والمبردات
حديدي غني بالكروم، قليل النيكل أو لا يحتوي على نيكل على الإطلاق قوة معتدلة، هشاشة عند درجات الحرارة المنخفضة في بعض الدرجات مقاومة جيدة للتشقق الإجهادي والتآكل الإجهادي، ومقاومة معتدلة للتآكل العام قابلية تشغيل معتدلة ومحدودة على البارد لبعض الدرجات معتدل، يلزم التحكم في نمو الحبوب المعتدل زخارف السيارات، وأدوات المطبخ، وأنظمة العادم
دوبلكس كروم-نيكل متوازن مع نسبة أعلى من الكروم والنيكل؛ بنية مجهرية مختلطة قوة عالية (حوالي 1.5 ضعف الأوستنيتي) مقاومة جيدة جداً للحفر والتشققات معتدل يتطلب إجراءات مضبوطة للحفاظ على توازن الطور النفط والغاز، ومعدات مياه البحر، ومعدات العمليات الكيميائية
مرتنزيتي كروم + كربون عالي الكربون يمكن أن تصل إلى صلابة عالية جدًا بعد التبريد أقل من العائلات الأخرى؛ معتدلة في الوسائط المسببة للتآكل المعتدل ضعيف إلى متوسط صعب؛ وغالبًا ما يتطلب الأمر التسخين المسبق والتلطيف السكاكين والأعمدة والصمامات ومكونات التآكل

تساعد هذه اللقطة المهندسين والمشترين على تحديد العائلة التي ربما تلبي احتياجات المشروع الأساسية. تقدم الأقسام اللاحقة شرحًا تقنيًا متعمقًا وإرشادات للمشتريات وجداول تقارن بين الدرجات الشائعة.

كيف يتم تعريف عائلات الفولاذ المقاوم للصدأ: المعادن والبنية المجهرية

يتم تجميع الفولاذ المقاوم للصدأ حسب التركيب البلوري السائد لمصفوفة الحديد في درجة حرارة الغرفة بالإضافة إلى مسار تطور الخاصية المقصود. ويستخدم التصنيف العملي الأكثر فائدة أربع عائلات: الأوستنيتي والحديدي والحديدي المزدوج والمارتنسيتي. تتشكل كل عائلة بسبب أرصدة عناصر سبائك معينة:

  • أوستنيتي يحافظ الفولاذ على مصفوفة مكعبة محورها الوجه في درجة حرارة الغرفة من خلال إضافات النيكل أو المنجنيز أو النيتروجين. يمنح هذا الهيكل صلابة عالية وليونة ممتازة.

  • حديدي يحتفظ الفولاذ ببنية مكعبة متمركزة في الجسم مثبتة بالكروم ومحتوى منخفض من النيكل. وعادةً ما تكون مغناطيسية.

  • دوبلكس ينتج الفولاذ عمدًا خليطًا متوازنًا تقريبًا من الأوستينيت والفريت. والنتيجة هي قوة خضوع أعلى ومقاومة أفضل للتآكل الموضعي.

  • مرتنزيتي يتحول الفولاذ إلى طور رباعي الزوايا المتمركز حول الجسم أثناء التبريد السريع عندما يكون محتوى الكربون كافيًا. هذا المارتينسيت قابل للتصلب عن طريق المعالجة الحرارية وهو مغناطيسي.

من وجهة نظر اختيار المواد، تدفع هذه الاختلافات في البنية المجهرية السلوك الميكانيكي، ومقاومة التآكل، واستجابة المعالجة الحرارية، والخصائص المغناطيسية، وقواعد التصنيع. تقوم بقية هذه المقالة بتفكيك كل عائلة بالتفصيل حتى تتمكن فرق المشتريات والهندسة من كتابة المواصفات الصحيحة وشراء الدرجة المناسبة لبيئة التشغيل.

الأنواع المختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ
الأنواع المختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ

الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ

ما الذي يحدد الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ؟

يحتوي الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ على مصفوفة من الأوستينيت في درجة حرارة الغرفة. تكون البنية المجهرية مكعبة محورها الوجه. والنيكل هو المثبت الرئيسي للأوستنيت في السلسلة 300؛ وغالبًا ما يحل المنجنيز والنيتروجين محلها في درجات السلسلة 200. يتراوح المحتوى النموذجي من الكروم بين 16 و20 في المائة للدرجات الشائعة؛ ويختلف محتوى النيكل.

الخصائص الرئيسية

  • مقاومة التآكل: ممتازة بشكل عام. تزيد المتغيرات الحاملة للموليبدينوم من مقاومة التنقر والتآكل الشقوق في بيئات الكلوريد.

  • الليونة والصلابة: صلابة عالية جدًا حتى درجات الحرارة المبردة.

  • القابلية للتشكيل: ممتاز. معظم عمليات السحب العميق تستخدم درجات الأوستنيتي.

  • المغناطيسية: غير مغناطيسية بشكل أساسي في حالة المعالجة بالمحلول. يمكن أن يستحث العمل البارد بعض المغناطيسية محلياً.

  • المعالجة الحرارية: لا يمكن تقويتها بالمعالجات الحرارية العادية. تتم التقوية عن طريق الشغل على البارد أو متغيرات محددة للتصلب بالترسيب.

الدرجات التجارية الشائعة وسماتها

الصف دوافع التكوين النموذجي السمات البارزة الاستخدامات النموذجية
304 (A2) ~18% Cr، ~8% Ni الأغراض العامة، والتشكيل الجيد، واللحام الجيد أدوات المطبخ، والخزانات، والهندسة المعمارية
316 (A4) 16-181-18% Cr، 10-14% Ni، Mo مضاف إليه مقاومة أفضل للتنقر في الكلوريدات المعالجة البحرية والكيميائية
321, 347 مُثبَّتة بقصدير التيتانيوم أو النحاس الأصفر مقاومة التحسس أثناء اللحام العوادم، خدمة درجات الحرارة العالية
2205 (مزدوجة) ملاحظة: ليست أوستنيتيّة ولكن غالبًا ما تُذكر في نفس السياق - قوة أعلى مكونات النفط والغاز

النوع 304 هو النوع العام الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. ويتم اختيار النوع 316 عندما تكون مقاومة تأليب الكلوريد مهمة. وتشكل عائلة الأوستنيتي الجزء الأكبر من الإنتاج العالمي من الفولاذ المقاوم للصدأ في العديد من الدراسات الاستقصائية بسبب تنوعها وسلوكها التصنيعي المواتي.

ملاحظات التصنيع للمهندسين والمشترين

  • اللحام: يلحم الفولاذ الأوستنيتي بسهولة باستخدام العمليات القياسية. استخدم معادن حشو مطابقة لمقاومة التآكل. احذر من التحسس في بعض الرتب التي يمكن أن تسبب التآكل بين الخلايا الحبيبية ما لم يتم تثبيتها أو معالجتها بالمحلول.

  • عمل بارد: يزيد التشكيل على البارد من القوة بسبب تصلب الإجهاد ولكنه يقلل من الليونة. عند اتباع اللحام بعد التشكيل، خطط لتخفيف الإجهاد أو التلدين بالمحلول عند الضرورة.

  • تشطيب السطح: التشطيبات المصقولة العاكسة ورقم 4 المصقولة شائعة؛ فهي تؤثر على أداء التآكل في الأغشية الرقيقة والشقوق.

الاختبار النموذجي ومعايير القبول

  • تحليل كيميائي (التحليل الكيميائي (التحليل الطيفي أو الكيمياء الرطبة) للتحقق من محتوى النيكل والكروم والمونيوم والكالسيوم والنيتروجين

  • الاختبارات الميكانيكية: اختبارات الشد والخضوع والاستطالة

  • اختبارات التآكل: اختبارات التآكل: إمكانية التنقر أو ASTM G48 إذا كان من المتوقع استخدام الكلوريد

  • مراجعة الصلابة والبنية المجهرية بعد اللحام عند الاقتضاء

الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي

ما الذي يحدد الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي؟

يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي على مصفوفة حديدية مكعبة متمركزة في الجسم في درجة حرارة الغرفة. وعادة ما يكون محتوى الكروم في نطاق 10.5-30 في المائة بينما يكون النيكل منخفضاً أو غائباً. وهي مغناطيسية وغير قابلة للتصلب بالمعالجة الحرارية.

الخصائص الرئيسية

  • مقاومة التآكل: مقاومة عامة جيدة؛ تميل مقاومة التشقق الإجهادي للتآكل إلى التفوق على الأوستنيتيين في بعض ظروف الكلوريد.

  • القوة والصلابة: قوة معتدلة؛ يمكن أن تكون الصلابة محدودة، خاصةً في درجات الحرارة المنخفضة أو في بعض الدرجات عالية الكروم.

  • القابلية للتشكيل: معقول، ولكنه محدود بالنسبة للأوستنيتيين للسحب العميق.

  • قابلية اللحام: ممكن، ولكن خشونة الحبيبات أثناء اللحام يمكن أن تقلل من الصلابة؛ ونادراً ما تستخدم المعالجة الحرارية بعد اللحام.

الدرجات والتطبيقات الشائعة

الصف الخصائص الاستخدامات النموذجية
430 ~17% Cr، بدون نيوتن الزخارف الزخرفية وأدوات المطبخ
409 مصممة لأنظمة العادم كاتمات صوت السيارات، أغطية المحولات الحفازة
434 تثبيت أعلى للكروم والقصدير بعض الاستخدامات الكيميائية

يعتبر الفولاذ الحديدي المقاوم للصدأ جذابًا حيثما تكون أسعار النيكل حساسة من حيث التكلفة. فهي توفر مقاومة جيدة للأكسدة في درجات الحرارة المعتدلة وأداءً معقولاً في البيئات التي تسبب التآكل المعتدل.

ملاحظات التصنيع

  • خطط عمليات التشكيل لتجنب التشقق عند الانحناءات حيث يكون هامش الليونة المتاح منخفضًا.

  • يتطلب اللحام معادن حشو متوافقة مع كيمياء الحديد. التحكم في مدخلات الحرارة لمنع النمو المفرط للحبيبات.

  • عندما تكون هناك حاجة إلى قوة قريبة من قوة الازدواجية أو الأوستنيتيات، يقل استخدام الفريتات.

الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج

ما الذي يجعل الدوبلكس مختلفاً؟

ينتج الفولاذ المزدوج المقاوم للصدأ عن قصد أجزاء متساوية تقريبًا من الأوستينيت والفريت في البنية المجهرية. ينتج عن هذا المزيج قوة أعلى من درجات الأوستنيتي بالإضافة إلى مقاومة محسنة للتآكل الموضعي الناجم عن الكلوريد. توفر البنية المجهرية المزدوجة مزيجًا من السمات المرغوبة من كلا العائلتين.

الدرجات النموذجية المزدوجة النموذجية واتجاهات التركيب

  • 2205 هي الدرجة المزدوجة الأكثر شيوعاً. ويحتوي على نسبة أعلى من الكروم والموليبدينوم مقارنةً بالأوستنيتيين من السلسلة 300 ويحتوي أيضاً على النيتروجين لتثبيت الأوستينيت وزيادة القوة.

  • تحتوي الدرجات فائقة الازدواجية على محتوى أعلى من السبائك لمقاومة التنقر الشديد.

الخصائص الرئيسية

  • القوة: قوة الخضوع بشكل عام حوالي 1.5 مرة تقريبًا من درجات الأوستنيتي المماثلة.

  • أداء التآكل: مقاومة ممتازة للتنقر والتآكل الشقوق بسبب ارتفاع نسبة الكروم والمونيوم والنيكل. غالبًا ما يتم اختياره في الأماكن التي يوجد بها إجهاد الكلوريد ومخاطر الهجوم الموضعي.

  • قابلية اللحام: يتطلب تحكم دقيق؛ يمكن أن يؤدي اللحام إلى تغيير توازن الطور. إذا لم يتم التحكم في مدخلات الحرارة ومعدلات التبريد، يمكن أن تتكون أطوار غير مرغوب فيها، مما يقلل من الصلابة ومقاومة التآكل.

التطبيقات

يشيع استخدام الفولاذ المزدوج المقاوم للصدأ في نقل النفط والغاز، ومناولة مياه البحر، والمبادلات الحرارية في المصانع الكيميائية، والبيئات الأخرى التي تتطلب الجمع بين القوة ومقاومة التآكل.

ملاحظات التصنيع ونصائح الشراء

  • تحديد معادن الحشو المناسبة وإجراءات ما قبل/بعد اللحام للحفاظ على توازن الطور 50/50.

  • بالنسبة لمعدات الضغط المصنعة، تشمل متطلبات محتوى N وقياس الفريت ومعالجة المحلول بعد اللحام عند الضرورة.

  • ضع في اعتبارك بروتوكولات اختبار التآكل مثل ASTM G48 أو إمكانية التنقر الكهروكيميائي للتأهيل.

الفولاذ المرتنزيتي المقاوم للصدأ

ما الذي يحدد الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ؟

يحتوي الفولاذ المارتنسيتي غير القابل للصدأ على كمية كافية من الكربون لتشكيل بنية مجهرية مارتنسيتية صلبة عند تبريده من درجة حرارة الأوستنيت. وتكون المصفوفة الناتجة رباعية الزوايا متمركزة في الجسم ومغناطيسية. وهي قابلة للمعالجة الحرارية إلى مستويات صلابة عالية وتستخدم عادةً لمقاومة التآكل وحواف القطع.

الخصائص الرئيسية

  • الصلابة: يمكن تقويتها إلى قيم روكويل العالية من خلال دورات التبريد والتلطيف.

  • القوة: عالية عند إخمادها وتقويتها.

  • مقاومة التآكل: أقل من العائلات الأوستنيتية والمزدوجة؛ مناسبة للبيئات المعتدلة أو حيث يتم استخدام التشطيبات السطحية الواقية.

  • القابلية للتشكيل: محدودة في حالة التصلب؛ أفضل في حالة التلدين.

  • قابلية اللحام: صعب. غالبًا ما يتطلب الأمر التسخين المسبق والتحكم في درجات الحرارة البينية؛ وعادةً ما يكون التقسية بعد اللحام ضروريًا.

الدرجات والاستخدامات الشائعة

الصف نطاق الكربون النموذجي الاستخدام النموذجي
410 ~0.15% C الأغراض العامة، والسكاكين، وأجزاء الصمامات
420 أعلى C حتى 1.0% تقريبًا فولاذ شفرات السكاكين
440C ارتفاع C والكروم المحامل ومكونات التآكل ذات الصلابة العالية

ملاحظات المعالجة

  • بالنسبة للمكونات التي تتطلب تحكمًا محكمًا في الأبعاد وصلابة عالية، حدد جداول الإخماد والتلطيف وشمل اختبارات الصلابة لكل طلب.

  • بالنسبة للتركيبات الملحومة، صممها لتقليل المناطق المتأثرة بالحرارة التي تتطلب إعادة المعالجة.

جداول المقارنة للمشتريات

مقارنة الخواص الميكانيكية (النطاقات النموذجية)

ملاحظة: القيم الواردة أدناه هي نطاقات تمثيلية للدرجات المحددة عادةً؛ استخدم أوراق بيانات الشركة المصنعة لمعرفة حدود التصميم.

العائلة قوة الخضوع النموذجي MPa قوة الشد النموذجية MPa الاستطالة النموذجية %
أوستنيتي (304/316) 200-350 500-750 40-60
حديدي (430) 150-300 350-550 20-40
دوبلكس (2205) 450-600 700-900 20-35
مرتنزيتي (410/420 معالج حرارياً) 300-1200 (يعتمد على المزاج) 600-1600 5-25

تصنيف التآكل في بيئات الكلوريد (نوعي)

العائلة مقاومة التأليب النسبي
دوبلكس فائق الازدواجية > دوبلكس مزدوج > أوستنيتي محمل (316) > حديدي > مارتينسيتي

درجات الحرارة وحدود الأكسدة (إرشادات عملية)

  • أوستنيتي: خدمة مستمرة تصل إلى حوالي 800-870 درجة مئوية لبعض الدرجات؛ وفوق ذلك تصبح مشكلة الزحف والتكلس من المخاوف.

  • حديدي: مقاومة جيدة للأكسدة حتى درجات حرارة معتدلة؛ خطر نمو الحبيبات في درجات حرارة اللحام العالية.

  • دوبلكس: خدمة جيدة لدرجات حرارة عالية معتدلة ولكن يجب الحذر عند التعرض لدرجات حرارة أعلى من حوالي 300-350 درجة مئوية بسبب مخاطر التقصف من الأطوار بين الفلزات.

  • مرتنزيتي: قوة محدودة في درجات الحرارة المرتفعة؛ يلزم التقسية للتحكم في الخصائص.

معايير الاختيار الاستراتيجي للتطبيقات الهندسية

عندما تتشاور MWalloys مع العملاء، ننصح باستخدام نهج "وضع الفشل أولاً". فبدلاً من اختيار درجة بناءً على التقليد، قم بتحليل الكيفية التي من المرجح أن يفشل بها الجزء.

1. البيئة والكيمياء

  • وجود الكلوريد: إذا كانت البيئة مائية مالحة أو ساحلية، فإن 304 غير كافٍ. انتقل إلى 316، أو إذا كانت حاملة للأحمال، دوبلكس 2205.

  • الأحماض: تتطلب الأحماض المختزلة (الكبريتيك) سبائك مختلفة عن الأحماض المؤكسدة (النيتريك).

  • حساب PREN: استخدم الصيغة PREN=%Cr+3.3(%Mo)+16(%N)لترتيب مقاومة التأليب نظريًا.

2. الحمولة الميكانيكية

  • إذا كان التصميم حساسًا للوزن (على سبيل المثال، ناقلات النقل)، فإن القوة العالية للدوبلكس تسمح بجدران أرق مما يعوض عن التكلفة الأعلى للكيلو جرام من المادة.

  • بالنسبة للأجزاء المتآكلة (الشفرات والصمامات)، فإن المارتنسيتي هو الخيار المنطقي الوحيد من بين الأجزاء الأربعة القياسية.

3. التصنيع والتركيب

  • اللحام: إذا كانت هناك حاجة إلى لحام بمقياس ثقيل، فإن الأوستنيتي متسامح. تتطلب الدوبلكس ضوابط صارمة على المدخلات الحرارية للحفاظ على توازن الطور. يمكن أن تعاني الدرجات الحديدية في المقاطع السميكة من نمو الحبيبات والهشاشة.

  • التشكيل: بالنسبة للسحب العميق (الأحواض والأواني)، فإن الأوستنيتي 304 لا مثيل له.

رؤى الصناعة: النوع الخامس "المخفي"

بينما يركز الموجه على الأنواع الأربعة الرئيسية، يجب أن يعترف الدليل الموثوق به بما يلي تصلب الترسيب (PH) الفولاذ المقاوم للصدأ. توفر الدرجات مثل 17-4PH مزيجًا فريدًا من مقاومة التآكل في الفولاذ الأوستنيتي مع القوة العالية للمارتنسيتية، والتي تتحقق من خلال إضافة النحاس أو النيوبيوم أو الألومنيوم وعملية المعالجة الحرارية المتقادمة. كثيرًا ما تعتمد قطاعات صناعة الطيران والتصنيع المتقدم على درجات PH.

لماذا المصدر من MWalloys؟

في سوق مليء بشهادات المواد العامة, سبائك MWalloys تتميز عن غيرها من خلال النزاهة التقنية. نحن لا نورد المعادن فقط؛ بل نورد اليقين.

  • التحقق: نستخدم أجهزة تحليل التفلور بالأشعة السينية (XRF) للتحقق من عناصر السبائك قبل الشحن.

  • إمكانية التتبع: تقارير اختبار المطحنة الكاملة (MTRs) التي تربط كل دفعة بمنشأ الفرن الخاص بها.

  • الخبرة: يتفهم فريقنا الفروق الدقيقة بين 304L الذي يفي بالكاد بالمعيار القياسي والآخر المحسّن لتحقيق أقصى مقاومة للتآكل.

اعتبارات التصنيع والتصنيع

التشكيل

  • يفضل الأوستنيتي عند الحاجة إلى السحب العميق والتشكيل المكثف.

  • يحتاج الحديد والمارتنسيتي إلى أنصاف أقطار ثني أكبر وتصلب عمل مضبوط.

اللحام

  • يلحم الأوستنيتي بسهولة باستخدام معادن حشو متطابقة. بالنسبة للسلسلة 300 حدد أسلاك اللحام 308/316 عند الحاجة.

  • الفريتات: التحكم في مدخلات الحرارة للحد من نمو الحبيبات.

  • مزدوج: استخدام أسلاك حشو مزدوجة؛ الحفاظ على توازن الطور من خلال التحكم في درجة الحرارة البينية ومعدلات التبريد.

  • المارتنسيتي: عادةً ما تكون هناك حاجة إلى التسخين المسبق والتلطيف بعد اللحام لمنع التشقق.

المعالجة الحرارية

  • الأوستنيتي: التلدين بالمحلول عند درجة حرارة تتراوح بين 1050 و1100 درجة مئوية تقريبًا ثم التبريد لاستعادة مقاومة التآكل بعد المعالجة الثقيلة.

  • حديدية: لا تتم معالجتها بالحرارة عادةً للتقوية.

  • دوبلكس: قد تكون المعالجة بالمحلول مطلوبة لإذابة المراحل غير المرغوب فيها بعد اللحام.

  • مرتنزيتي: تتطلب دورات إخماد وتلطيف للوصول إلى الخواص النهائية.

تشطيب السطح وأداء التآكل

  • تعمل خشونة السطح والشقوق على تركيز هجوم التآكل. حدد متطلبات تشطيب السطح لتلبية متطلبات التعرض للكلوريد. تعتبر معالجات التخميل (مثل تخميل حمض النيتريك) قياسية في العديد من التطبيقات الغذائية والطبية.

قائمة الاختيار المرجعية لمهندسي التصميم والمشترين

استخدم قائمة المراجعة هذه لتأطير المواصفات أو طلب عرض الأسعار.

  1. بيئة التشغيل:: مستوى الكلوريد، والأس الهيدروجيني، ونطاق درجة الحرارة، ووجود أنواع مؤكسدة/مختزلة.

  2. المتطلبات الميكانيكية:: الخضوع وقوة الشد والاستطالة والصلابة.

  3. التشكيل والتصنيع:: هل يمكن أن يكون الجزء مشكلًا على الساخن أو على البارد، وملحومًا في الموقع، ويتطلب معالجة حرارية بعد اللحام؟

  4. تشطيب السطح والاحتياجات التجميلية:: مرآة، مصقول، مخلل، مخلل، مخمّد.

  5. المعايير وإمكانية التتبع:: حدد أرقام ASTM/EN/UNS، وشهادات اختبار الطاحونة، وأي اختبار NDT مطلوب.

  6. اختبارات القبول:: اختبارات الصلابة، واختبارات الشد، ومقاومة التنقر، ورذاذ الملح إذا كان ذلك مناسبًا.

  7. سلسلة التوريد:: المهلة الزمنية المطلوبة، والمطاحن المعتمدة، والتفاوت في التحليل الكيميائي، وموردي المخزون المفضلين.

  8. تكاليف دورة الحياة:: النظر في فترات الاستبدال، والصيانة، وقابلية الإصلاح بدلاً من التكلفة الأولية للمعادن فقط.

إن تضمين هذه القائمة المرجعية في مستندات المشتريات سيقلل من غموض المواصفات ويسرّع عملية تأهيل الموردين.

مراقبة الجودة والمواصفات وطرق الاختبار النموذجية

عند كتابة مستندات الشراء الفنية تشمل:

  • التحقق من التركيب الكيميائي: التحليل الطيفي مع نطاقات قبول متوافقة مع ASTM A240 أو EN 10088 أو المعيار المعمول به.

  • الاختبار الميكانيكي: اختبار الشد وفقًا لمعيار ASTM A370 أو ما يعادله؛ الصلابة وفقًا لمعيار Rockwell أو Vickers حسب العائلة.

  • فحوصات البنية المجهرية: توازن الطور للدوبلكس (القياس الكمي للفريت)، وحجم الحبيبات للحديدية والأوستنيتية بعد اللحام.

  • اختبار التآكل: اختبارات التنقر والتآكل الشقوق والتآكل الشقوق ASTM G48 للتعرض للكلوريد؛ ASTM B505 أو ISO 11130 لمتطلبات التخميل المحددة.

  • الاختبارات غير المتلفة: الفحص بالأشعة أو الفحص بالموجات فوق الصوتية للتركيبات الملحومة المحتفظة بالضغط.

تضمين معايير القبول في طلبات الشراء حتى يتمكن الموردون من تخطيط ضوابط العملية.

دوافع التكلفة والتوافر واعتبارات المهلة الزمنية

محركات التكلفة الرئيسية:

  • محتوى النيكل:: التأثير الرئيسي على سعر السبائك الأوستنيتي.

  • الموليبدينوم والنيتروجين:: عناصر السبائك المضافة في المزدوجة و 316 ترفع التكلفة.

  • المعالجة الحرارية والتشطيب السطحي الخاص:: زيادة تكلفة المعالجة.

  • متطلبات الاعتماد والاختبار:: شهادات المطاحن، وإمكانية التتبع الكامل للمواد، واختبارات التآكل المتخصصة تضيف الوقت والنفقات.

نصيحة بشأن المشتريات: عندما تكون حساسية السعر عالية والتعرض للكلوريد منخفض، قد توفر درجة الحديد الحديدي الأداء المطلوب بتكلفة أقل. بالنسبة للبيئات البحرية القاسية، قد تقلل الدوبلكس أو الدوبلكس الفائق من تكلفة دورة الحياة على الرغم من ارتفاع السعر مقدمًا.

أمثلة على المواصفات العملية (قوالب قصيرة)

مثال لبند التوريد 316 ورقة 316

صفيحة 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ، ASTM A240/A240M، النوع 316، السماكة 2.0 مم ± 0.1 مم، تشطيب السطح 2B، ملدنة ومخللة، شهادة اختبار المطحنة EN 10204 3.1، التركيب الكيميائي ضمن تفاوت ASTM، قوة الشد ≥ 515 ميجا باسكال، الاستطالة ≥ 40%.

مثال على بند بند الأنابيب المزدوجة

أنبوب غير ملحوم مزدوج 2205 غير ملحوم، UNS S32205، ASTM A789، جدول 40، تجهيزات ملحومة مطابقة للمادة الأساسية، محتوى الفريت 30-70% في المعدن الأصلي بعد اللحام، مصقول كهربائيًا على العمود الخارجي، التصوير الإشعاعي NDT 100% على اللحامات المحيطية.

لغة مواصفات واضحة كهذه تقلل من تساؤلات الموردين وتتجنب الاستبدال.

الأسئلة الشائعة حول اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ وخصائصه

1. ما عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ التي تعطي أفضل مقاومة للتآكل في مياه البحر؟
دوبلكس وفائق الدوبلكس

وعادةً ما تقدم درجات مثل دوبلكس 2205 أو دوبلكس 2507 الفائقة أفضل توازن بين القوة ومقاومة التنقر والتآكل الشقوق في مياه البحر. ويرجع ذلك إلى احتوائها على مستويات أعلى من الكروم والموليبدينوم والنيتروجين. وعلى الرغم من أن الأوستنيتي 316 هو معيار بحري، إلا أنه قد يتفوق على الدوبلكس في ظروف الكلوريد القاسية.

2. متى يجب اختيار الدرجات المارتنسيتية؟
اختر الرتب المارتنسيتية (مثل 410 أو 440C) حيث تكون الصلابة العالية ومقاومة التآكل مطلوبة - على سبيل المثال، في السكاكين ومقاعد الصمامات والأعمدة. ضع في اعتبارك أن هذه الدرجات لديها مقاومة أقل للتآكل وتتطلب دورات معالجة حرارية دقيقة وإجراءات لحام دقيقة لتجنب التشقق.
3. هل يمكنني لحام الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج في ورشة تصنيع قياسية؟
نعم, ولكن بإجراءات مضبوطة. يجب استخدام معدن حشو مصمم خصيصًا للفولاذ المزدوج والتحكم الصارم في المدخلات الحرارية ودرجات الحرارة البينية. هذا أمر ضروري للحفاظ على توازن الطور 50/50 وتجنب تكوين أطوار بينية معدنية هشة. يوصى بشدة بقياسات الفريت بعد اللحام.
4. هل الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ممغنط؟
نعم. تكون الرتب الحديدية (مثل 430) مغناطيسية في حالة التلدين. ويرجع ذلك إلى بنيتها المجهرية المكعبة المتمركزة في الجسم (BCC)، على عكس الرتب الأوستنيتي (مثل 304/316) التي تكون غير مغناطيسية بشكل عام.
5. ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ الأفضل للأسطح الملامسة للطعام؟
أوستنيتي 304/316

إن الأوستنيتي 304 و316 هما معيارا الصناعة لملامسة الأغذية. يستخدم 304 حيث تكون الكلوريدات منخفضة. استخدم 316 حيثما يؤدي التعرض للأملاح (الكلوريدات) أو مواد التنظيف الكيميائية القوية إلى زيادة مخاطر التآكل. احرص دائمًا على تحديد سطح أملس والتخميل المناسب للنظافة.

6. ما هي التوعية وما هي الأسرة المعرضة للخطر؟
التحسس هو ترسيب كربيدات الكروم عند حدود الحبيبات بعد التعرض ل 450-850 درجة مئوية. وهذا يترك المنطقة المحيطة منخفضة في الكروم وعرضة للتآكل بين الخلايا الحبيبية. الفولاذ الأوستنيتي الذي يحتوي على نسبة عالية من الكربون هو الأكثر عرضة للخطر؛ حدد درجات "L" منخفضة الكربون (على سبيل المثال، 316L) للتخفيف من ذلك أثناء اللحام.
7. كيف يؤثر الشغل على البارد على اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ؟
يزيد الشغل على البارد من قوة وصلابة الفولاذ ولكنه قد يقلل من ليونة الفولاذ. يستجيب الفولاذ الأوستنيتي (السلسلة 300) بشكل كبير للعمل على البارد. إذا كان التطبيق الخاص بك يتطلب قوة عالية بعد التشكيل، تأكد من مراعاة بدلات التشكيل والتليين المحتمل لتخفيف الضغط.
8. هل الرتب الحديدية أرخص من الأوستنيتي؟
بشكل عام، نعم. تحتوي درجات الفولاذ الحديدي على القليل من النيكل أو لا تحتوي على النيكل على الإطلاق، وهو محرك رئيسي للتكلفة في الفولاذ الأوستنيتي. في حين أن سعر الشراء المبدئي غالبًا ما يكون أقل، ضع في اعتبارك دائمًا تكلفة دورة الحياة-قد تكون درجة السبائك العالية أرخص على مدى 20 عامًا إذا كانت تلغي الحاجة إلى الاستبدال بسبب التآكل.
9. كيف يمكنني تحديد اختبار التآكل للتطبيقات الحرجة؟
يجب عليك تضمين الاختبارات المستهدفة مثل:
  • ASTM G48: لمقاومة التآكل النقر والتآكل الشقوق.
  • الاختبار الكهروكيميائي: لتحديد إمكانية التأليب.
  • اختبارات محاكاة الخدمة: اختبارات التعرّض باستخدام المواد الكيميائية الفعلية ودرجات الحرارة الفعلية للمعالجة الخاصة بك.
10. هل يمكن أن يتعطل الفولاذ المقاوم للصدأ بسبب الكلال في البيئات المسببة للتآكل؟
نعم. يُعرف هذا باسم إجهاد التآكل. عندما يتزامن التحميل الميكانيكي الدوري (الاهتزاز) والبيئة المسببة للتآكل، يمكن أن تفشل المادة عند مستويات إجهاد أقل بكثير من الهواء الجاف. تتميز عائلات الدوبلكس والحديدية بمستويات حساسية مختلفة؛ ومن الضروري إجراء اختبارات ميكانيكية وبيئية مشتركة للتصميمات الحرجة.

الملحق العملي للمشتريات: قائمة المواصفات المرجعية وعينة من البنود

أمثلة على البنود الفنية لطلب تقديم العروض

  • التسمية المادية: “UNS S30400، ASTM A240، ملدنة ومخللة بالمحلول، شكل المنتج: صفيحة، السماكة: 2.0 مم ± 0.1 مم.”

  • التصديق: “يجب أن توفر سلسلة التوريد EN 10204 3.1 MTC. بما في ذلك التحليل الكيميائي، وتقرير اختبار الشد، وإمكانية تتبع الرقم الحراري.”.”

  • القبول: “لا يتم قبول التسليم إلا بعد مراجعة MTC وفحص الاستلام بما في ذلك فحص الأبعاد، وفحص السطح البصري، واختبار شد واحد لكل دفعة.”

  • اختبار التآكل: “بالنسبة للمعدات المخصصة لمياه البحر، تقدم بيانات إمكانات التنقر المختبرية أو ما يعادلها من اختبار G48 على عينات تمثيلية.”

  • اللحام: “تقديم سجل تأهيل الإجراءات (PQR) للحامات الرئيسية، بما في ذلك تعيين معدن الحشو، والتسخين المسبق، والتجاوز البيني، ونتائج اختبار الفحص غير المسبق.”

نصائح للشراء

  • اطلب من الموردين شهادات المطاحن المرتبطة بأرقام الحرارة.

  • إذا كانت المهلة الزمنية حرجة، حدد الدرجات البديلة المقبولة واشترط الحصول على موافقة كتابية على أي استبدال.

  • بالنسبة للمكونات الحرجة ضع في اعتبارك عمليات تدقيق المصنع لأنظمة جودة الموردين وإمكانية التتبع.

التوصيات الختامية من MWAlloys

توصي MWAlloys بالنهج العملي التالي لتحديد المواد غير القابلة للصدأ:

  1. ابدأ من بيئة التشغيل والاحتياجات الميكانيكية، وليس من اسم العائلة المطلوب.

  2. في حالة وجود خطر التآكل الناتج عن تنقر الكلوريد أو التآكل الشقوق، ضع في اعتبارك المواد الأوستنيتية المزدوجة أو الحاملة للموليبدينوم.

  3. إذا كانت هناك حاجة إلى التشكيل واللحام الثقيل، ابدأ بسلسلة 300 الأوستنيتي وحدد درجات التثبيت أو درجات الكربون المنخفضة عندما يكون التحسس خطرًا.

  4. بالنسبة لتطبيقات التآكل أو القطع، تحقق من درجات الصلابة المارتنسيتية وتشمل مواصفات الصلابة والمزاج.

  5. بالنسبة للبيئات الحساسة من حيث التكلفة والبيئات غير الحرجة للتآكل، ضع في اعتبارك درجات الحديد ولكن تحقق من الصلابة في درجات الحرارة المنخفضة وقيود التشكيل.

بيان: تم نشر هذه المقالة بعد مراجعتها من قبل الخبير التقني في شركة MWalloys إيثان لي.

مهندس السبائك MWalloys ETHAN LI

إيثان لي

مدير الحلول العالمية | MWalloys

إيثان لي هو كبير المهندسين في شركة MWalloys، وهو المنصب الذي يشغله منذ عام 2009. ولد في عام 1984، وحصل على بكالوريوس الهندسة في علوم المواد من جامعة شنغهاي جياو تونغ في عام 2006، ثم حصل على ماجستير الهندسة في هندسة المواد من جامعة بوردو في ويست لافاييت في عام 2008. على مدار الخمسة عشر عاماً الماضية في شركة MWalloys، قاد إيثان تطوير تركيبات السبائك المتقدمة، وأدار فرق البحث والتطوير متعددة التخصصات، ونفذ تحسينات صارمة في الجودة والعمليات التي تدعم نمو الشركة عالمياً. خارج المختبر، يحافظ إيثان على أسلوب حياة نشط كعدّاء وراكب دراجات نهم ويستمتع باستكشاف وجهات جديدة مع عائلته.

احصل على مشورة الخبراء الفنيين | عرض أسعار المنتج مجانًا