وبلاگ تحقیقاتی متالورژی

 

 

مقدمه 

فولادهای ضد زنگ آستنیتی عموماً غیر مغناطیسی هستند و دارای نفوذپذیری مغناطیسی در حدود 1.0 می باشند    . نفوذپذیریهای بالاتر از 1.0 با مقدار فازهای فریت یا مارتنزیت موجود در فولاد "آستنیتی" همراه است و به این پارامترها بستگی دارد:

• ترکیب شیمیایی
• کار سرد و شرایط عملیات حرارتی

در این مقاله به بررسی اثرات ترکیب می پردازیم.

 

اثرات ترکیب

نمرات 304 (1.4301) ، 321 (1.4541) و 316 (1.4401) ترکیبات "متعادل" ای دارند تا بتوان آنها را به راحتی جوش داد. این امر با اطمینان از این که در شرایط طبیعی آنیل (نرم شده) آنها ، حاوی چند درصد دلتا فریت هستند ، حاصل می شود. این منجر به نفوذپذیری کمی بیش از 1.0 می شود.

نیکل و نیتروژن فاز آستنیت را تقویت و تثبیت می کند ، در حالی که مولیبدن ، تیتانیوم و نیوبیوم فریت را تثبیت می کند.

از این رو کمترین فولادهای ضد زنگ آستنیتی با قابلیت نفوذ نیتروژن 304LN (1.4311) و 316LN (1.4406)  یا انواع نیکل 310 (1.4845) و 305 (1.4303) هستند.

در مقابل ، می توان در درجه هایی مانند 301 (1.4310) ، 321 (1.4541) و 347 (1.4550) از نفوذپذیری بالاتری انتظار داشت که دارای محتوای نیکل پایین تر یا افزودنی های تیتانیوم یا نیوبیوم هستند که عناصر تثبیت کننده فریتی هستند.

در حین جوشکاری این فولادها ، تغییرات ساختاری رخ می دهد. بعضی از آستنیت ها در فلز پایه می توانند در دماهای بالا به دلتا فریت تبدیل شوند و برای سرد کردن آن در دمای اتاق سرد شوند کفایت می کند. میله های پرکننده و سیم ها معمولاً "بیش از حد آلیاژ" هستند تا از رقیق شدن در منطقه همجوشی جلوگیری کنند ، اما مهمتر این است که از نظر داشتن سطح فریت عمداً 5? یا گاهی 10? برای جلوگیری از ریسک ترک خوردگی گرم تعادل برقرار شود.

در نتیجه ، نفوذپذیری فلز در جوش و در منطقه تحت تأثیر گرمای اطراف می تواند به میزان قابل توجهی بالاتر از مواد اصلی پایه باشد. اثرات مشابهی می تواند در پی پلاسما یا برش شعله از فولادهای ضد زنگ آستنیتی رخ دهد.

به طور کلی ، ریخته گری ها دارای ترکیباتی با گرایش به فریت نسبت به درجه های فرسوده هستند و در نتیجه مغناطیسی تر خواهند بود.

 

 

تأثیر کار و دمای سرد بر تشکیل فاز مارتنزیت

تبدیل آستنیت به مارتنزیت یا با کار سرد یا با تأثیر دمای پایین قابل انجام است. پایداری یک فولاد آستنیتی در برابر چنین تحولاتی با استفاده از دمای Md ₃₀  اندازه گیری می شود . این به عنوان دمایی گفته می شود که در آن 50? آستنیت در ابتدا وجود داشته باشد و در معرض یک فشار واقعی 0.30 در معرض مارتنزیت قرار گیرد. این حدود 35? از فشار مهندسی است. فرمول محاسبه این دما ابتدا توسط آنجل پیشنهاد شده و متعاقباً برای در نظر گرفتن اندازه دانه اصلاح شد.

Md30 = 551 - 462 (C + N) - 9.2Si - 8.1Mn - 13.7Cr - 29 (Ni + Cu) - 18.5Mo - 68Nb - 1.42 (اندازه دانه ASTM - 8)

توجه خواهد شد که همه عناصر در تثبیت آستنیت در تحول مارتنزیت نقش دارند. جدول زیر مقدار تقریبی برخی از ورق استیل آستنیتی معمولی را نشان می دهد: