316 یک چاه- درجه} شناخته شده از فولاد ضد زنگ شناخته شده است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی ، در صنایعی مانند پردازش شیمیایی ، مهندسی دریایی و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. برای پاسخ به اینکه آیا این یک فولاد آلیاژ کم است ، می توانیم با مقایسه ویژگی های اصلی فولاد آلیاژ کم با ترکیب و خواص فولاد 316 ، یک تجزیه و تحلیل حرفه ای انجام دهیم.
تعریف فولاد آلیاژ کم
همانطور که در بحث های قبلی مشخص شده است ، فولاد آلیاژ کم توسط دو معیار کلیدی تعریف شده است: اول ، کل محتوای عناصر آلیاژ (به استثنای کربن و آهن) به طور کلی از 5 ٪ تجاوز نمی کند. دوم ، هدف اصلی آن بهبود خصوصیات مکانیکی (مانند استحکام ، چقرمگی یا سخت بودن) از طریق افزودن تعداد کمی از عناصر آلیاژ ضمن حفظ پردازش خوب است. این امر آن را از فولادهای آلیاژ بالا متمایز می کند ، که برای دستیابی به عملکردهای خاص مانند مقاومت در برابر خوردگی به محتوای آلیاژ بالا متکی هستند.
ترکیب و ویژگی های کلیدی 316 فولاد
316 فولاد ضد زنگ دارای یک ترکیب شیمیایی تعریف شده {1}. عناصر اصلی آلیاژ آن عبارتند از:
Chromium (CR): 16.0 ٪- 18.0 ٪
نیکل (ni): 10.0 ٪- 14.0 ٪
Molybdenum (MO): 2.0 ٪ - 3.0 ٪
علاوه بر این ، حاوی مقادیر کمکی از عناصری مانند منگنز ، سیلیکون و کربن است ، اما اینها نقش اصلی در عملکرد آن نیستند. محاسبه محتوای کل عناصر آلیاژ اولیه (کروم + نیکل + مولیبدن) دامنه 28.0 {4 4}} ٪- را بیش از آستانه 5 ٪ برای فولاد آلیاژ کم نشان می دهد.
ویژگی اصلی فولاد 316 مقاومت در برابر خوردگی برتر آن است ، به خصوص در محیط های غنی کلرید- (مانند آب دریا). این عملکرد از محتوای کروم بالای آن ناشی می شود ، که یک فیلم منفعل اکسید کروم متراکم را روی سطح تشکیل می دهد ، در حالی که نیکل ساختار آستنیتی را تثبیت می کند و مولیبدن مقاومت در برابر خوردگی گودال را تقویت می کند. این جهت گیری عملکردی اساساً با فولاد آلیاژ کم ، که بر بهبود خاصیت مکانیکی متمرکز است ، متفاوت است.
مقایسه با استانداردهای کم فولاد آلیاژ
محتوای آلیاژ: کل عناصر آلیاژ در فولاد 316 28.0- 35.0} ٪ است که بیش از پنج برابر حد 5 ٪ برای فولاد آلیاژ کم است. این به تنهایی آن را از طبقه بندی به عنوان فولاد کم آلیاژ رد می کند.
هدف عملکردی: فولاد کم آلیاژ (به عنوان مثال 4140) از عناصر آلیاژ مانند کروم و مولیبدن برای تقویت استحکام و سخت بودن برای بار ساختاری استفاده می کند. در مقابل ، 316 فولاد برای دستیابی به مقاومت در برابر خوردگی به محتویات کروم ، نیکل و مولیبدن متکی است ، تابعی که فولاد آلیاژ کم نمی تواند با افزودن آلیاژ محدود خود تکرار شود.
ریزساختار و عملکرد: 316 فولاد دارای ریزساختار آستنیتی است که انعطاف پذیری عالی و مقاومت در برابر خوردگی را فراهم می کند اما برای استحکام بالا بهینه نشده است (مگر اینکه به طور خاص پردازش شود). فولادهای آلیاژ کم به طور معمول دارای ریزساختارهای فریتیک یا مارتنزیتی هستند ، و بر استحکام کششی و سختی تأثیر بر مقاومت در برابر خوردگی تأکید می کنند.
سناریوهای برنامه بیشتر تمایز را تأیید می کنند
316 فولاد در درجه اول در محیط هایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی دارند استفاده می شود: به عنوان مثال ، سخت افزار دریایی در معرض آب دریا ، مخازن ذخیره سازی شیمیایی که مایعات خورنده و ایمپلنت های پزشکی را دارند که باید در برابر فرسایش مایع بدن مقاومت کنند. این برنامه ها ثبات شیمیایی را بر قدرت مکانیکی خالص اولویت بندی می کنند.
در مقابل ، از فولادهای آلیاژ کم در اجزای ساختاری مانند پوسته های مخزن فشار ، میل لنگ های خودرو و چرخ دنده های صنعتی استفاده می شود- برنامه هایی که در آن ظرفیت و دوام}}}}} تحمل و دوام تحت استرس مکانیکی الزامات اصلی است. عدم همپوشانی در زمینه های کاربردی آنها نشان دهنده تفاوت های ذاتی آنها در طبقه بندی مواد است.
نتیجه گیری: 316 فولاد آلیاژ کم نیست
316 فولاد متعلق به فولاد آلیاژ کم نیست. دلایل اصلی عبارتند از: کل محتوای عنصر آلیاژ آن (28.0 {3- 35.0 ٪) از حد 5 ٪ برای فولاد کم آلیاژ فراتر می رود. هدف طراحی آن دستیابی به مقاومت در برابر خوردگی از طریق محتوای بالای آلیاژ است ، نه اینکه خصوصیات مکانیکی را با مقدار کمی از عناصر آلیاژ مانند فولاد آلیاژ کم بهبود بخشید.
این تمایز برای مهندسی عملی بسیار مهم است. به عنوان مثال ، هنگام جوشکاری فولاد 316 ، به الکترودهای استیل ضد زنگ (مانند E316L) نیاز دارد که با ترکیب آلیاژ آن برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی مطابقت دارد ، به جای الکترودهای کم استیل آلیاژ مورد استفاده برای موادی مانند 4140. گیج کردن این دو دسته می تواند منجر به خرابی فاجعه بار در محیط های خوردگی شود.
