أوستن سبائك وسلبيات الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتيين ببساطة

اختيار المواد المناسبة ، سواء كان شخص ما يختار حوض المطبخ أو أداة جراحية. توفر سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مقاومة قوية للتآكل ، والتشكيل السهل ، والأسطح النظيفة. تشكل هذه السبائك حوالي 70 ٪ من جميع الفولاذ المقاوم للصدأ التي تم إنتاجها في جميع أنحاء العالم لأن الناس يثقون بها من أجل المتانة والنظافة. يستخدم الكثيرون الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في معالجة الأغذية والأجهزة الطبية وحتى تصميمات البناء. ومع ذلك ، فإن كل مادة تجلب المزايا والعيوب. يجب على القراء التفكير في احتياجاتهم الخاصة قبل أن يقرروا ما إذا كان الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يناسب مشروعهم.

إيجابيات

مقاومة التآكل

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يبرز لخصائص مقاومة التآكل الممتازة. هذا يجعلها خيارًا أفضل للبيئات التي توجد فيها الرطوبة أو المواد الكيميائية. يساعد محتوى الكروم العالي والنيكل في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوسنيتي على تشكيل طبقة واقية رقيقة على السطح. هذه العملية ، التي تسمى التخميل ، تحمي المعدن من الصدأ وأشكال أخرى من التآكل.

البيئات الرطبة

يستخدم الكثير من الناس الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في المطابخ والحمامات والإعدادات الخارجية لأنها تقاوم الصدأ حتى عند تعرضها للماء. على سبيل المثال ، لن يلطخ حوض المطبخ المصنوع من 304 من الفولاذ المقاوم للصدأ أو يتآكل بسهولة ، حتى مع الاتصال اليومي بالماء. تقوم طبقة التخميل بسرعة بإصلاحها إذا تم خدشها ، مع الحفاظ على السطح محميًا.

وسائل الإعلام المؤكسدة

يعمل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوسنيسي أيضًا بشكل جيد في البيئات مع المواد الكيميائية المؤكسدة ، مثل عوامل التنظيف أو الأطعمة الحمضية. يتفاعل الكروم في السبائك مع الأكسجين للحفاظ على طبقة الواقي ، مما يمنع الأضرار الناجمة عن المواد القاسية. هذا يجعلها مثالية لمعدات معالجة الأغذية والأدوات الطبية التي تحتاج إلى البقاء نظيفة وخالية من الصدأ.

نصيحة: تعتمد مقاومة التآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي على درجته. على سبيل المثال ، يوفر 316L مقاومة أفضل من 304 ، وخاصة في البيئات المالحة أو الغنية بالمواد الكيميائية.

فيما يلي جدول يقارن إمكانات التآكل لسبائك الفولاذ المقاوم للصدأ المختلفة في العرق الاصطناعي. القيم الأقل سلبية تعني مقاومة تآكل أفضل. إمكانات

سبيكة الصلب غير	القابل للصدأ (ECORR ، MV) في العرق الاصطناعي
سلسلة 316L	ما يقرب من -21 mV (مقاومة تآكل أعلى)
سلسلة 904L	ما يقرب من -72 mV (مقاومة تآكل أفضل من العديد من الآخرين)
304 سلسلة	ما يقرب من -169 mV
303 سلسلة	ما يقرب من 266 mV
1.4104	ما يقرب من -234 mV
1.4105	ما يقرب من -389 mV (مقاومة تآكل أقل)

تُظهر سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مثل 316L و 904L خصائص مقاومة تآكل أعلى مقارنة بالأنواع الأخرى. يمكن أن يؤثر مزيج التركيب الكيميائي والتصنيع والمعالجة الحرارية على المقاومة الكلية وإطلاق النيكل. قد لا يزال التآكل المترجمة ، مثل التآكل أو التآكل الشجاع ، يحدث في ظروف قاسية للغاية ، ولكن معظم الاستخدامات اليومية تستفيد من المقاومة القوية للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.

قابلية التشكيل

ومن المعروف أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي معروف بتشكيله العالي. يمكن للمصنعين تشكيلها بسهولة وتثنيها في أشكال معقدة دون تكسير أو كسر. هذا يجعلها خيارًا شائعًا للمنتجات التي تتطلب تصميمات مفصلة أو منحنيات سلسة.

تشكيل

يمكن الضغط على الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أو لفه أو رسمه في العديد من الأشكال. على سبيل المثال ، تستخدمها الشركات لصنع أحواض عميقة ، ودرابزين منحني ، وأدوات المطبخ المعقدة. يعطي محتوى النيكل العالي السبائك مرونته ويسمح بتصنيع سهولة.

الانحناء

يمكن للعمال ثني الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي دون خطر كبير من الكسر. هذه الخاصية مفيدة بشكل خاص في البناء والتصنيع ، حيث تحتاج الأجزاء في كثير من الأحيان إلى التوافق معا بدقة. يسمح بنية السبائك بالتعامل مع الانحناء المتكرر وتشكيل.

يوضح الجدول أدناه كيف يقارن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي بأنواع الفيريريت والراسخية من حيث القابلية للتشكيل:

من الفولاذ المقاوم للصدأ	ليونة/تشكيل
أوستنيتي	عالية - سهلة التكوين والتصنيع
فيريتي	معتدل - أقل قابلية لتشكيله من الأوستينية
martensitic	منخفض - يمكن أن يكون هشًا إذا تم تصفيفه بشكل مفرط

يبرز الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لقدرته على تشكيله في العديد من الأشكال ، مما يجعلها المادة المفضلة للعناصر التي تتطلب كل من القوة والمرونة.

قابلية اللحام

يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي قابلية لحام ممتازة ، مما يعني أن العمال يمكنهم الانضمام إلى القطع معًا باستخدام طرق اللحام المشتركة. تدعم هذه الخاصية استخدامها في أعمال البناء والتصنيع والإصلاح.

الانضمام

غالبًا ما يستخدم عمال اللحام طرقًا مثل TIG (غاز تنغستن الخامل) واللحام MIG (غاز الخامل المعدني) للانضمام إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. تخلق هذه الطرق لحامات قوية ونظيفة تحافظ على خصائص مقاومة التآكل للمعادن الأساسية. يساعد وجود كمية صغيرة من الفريت الدلتا في الدرجات المشتركة مثل 304 و 316 في منع التكسير الساخن أثناء اللحام.

• طرق اللحام الشائعة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي:

• اللحام القوس المعدني الغاز (GMAW)

• لحام القوس المعدني المحمي (SMAW)

• لحام TIG (بما في ذلك تيج الحالي النبضي والتدفق المنشط)

• لحام الليزر

• تحريك الاحتكاك

قضايا اللحام

في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يسهل اللحام ، هناك حاجة إلى بعض الرعاية. تعني الموصلية الحرارية المنخفضة للسبائك أن يتحكم في مدخلات الحرارة لتجنب التشويه. يمكن أن تسبب الشوائب مثل الكبريت والفوسفور تكسيرًا ساخنًا ، ولكن استخدام معادن الحشو اليمنى والغازات التدريبية يساعد على منع ذلك. عادةً ما تظهر المفاصل الملحومة قوة جيدة وخليقة ، مع انخفاض طفيف في عمر التعب مقارنة بالمعادن الأساسية.

ملاحظة: تساعد تقنيات اللحام المناسبة ومواد الحشو في الحفاظ على مقاومة التآكل والخصائص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ الأوليستيني ، مما يجعلها موثوقة للتطبيقات الصعبة.

القوة والصلابة

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يبرز لقوته الميكانيكية المثيرة للإعجاب. هذه الخصائص تجعلها خيارًا موثوقًا للعديد من التطبيقات الصعبة ، من معدات المطبخ إلى الدعم الهيكلي.

قوة الشد

يقيس قوة الشد مقدار القوة التي يمكن للمادة التعامل معها قبل كسرها. يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ، وخاصة الدرجات مثل 304 و 316 ، قوة شد عالية. هذا يعني أنه يمكن أن يدعم الأحمال الثقيلة ومقاومة الانهيار تحت التوتر. توضح الجداول التالية قوة الشد النموذجية وقيم الاستطالة لدرجات الفولاذ المقاوم للصدأ الشائعة:

الفئة (MPA)	قوة الشد	(٪)
316 بار وقسم	500 - 700	40 دقيقة
316 ورقة	530 - 680	40 دقيقة
316 لوحة	520 - 670	45 دقيقة

خاصية 304 من الفولاذ المقاوم للصدأ 316	قوة الشد (MPA)	استطالة (٪)
304	500 - 700	45 دقيقة
316	400 - 620	45 دقيقة

من	الفولاذ المقاوم للصدأ	316 من الفولاذ المقاوم للصدأ 316
قوة الشد النهائية (PSI)	~ 73200	~ 79،800
استطالة عند الاستراحة (٪)	70	60

تُظهر كلتا الدرجات 304 و 316 قيم قوة الشد تتراوح بين حوالي 515 إلى 700 ميجا باسكال. يساعد محتوى النيكل والكروم المرتفع في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي على الحفاظ على هذه القوة حتى بعد تشكيل أو اللحام.

متانة

تشير المتانة إلى مدى صيد المواد التي تلبس أو ضغط أو تلف بمرور الوقت. يحافظ الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي على قوته وصبده في مجموعة واسعة من درجات الحرارة. إنه يقاوم التكسير والكسر ، حتى عندما ينحني أو امتدت. بالمقارنة مع الفولاذ المنخفض الكربون ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوسنيتي لديه قوة وصياغة أعلى. يمكن أن يكون الفولاذ العالي الكربون أقوى ، لكنه غالبًا ما يكون أكثر هشاشة وأقل صعوبة. توازن سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي قوة ومتانة ، مما يجعلها أقل عرضة للفشل فجأة.

من نوع الصلب (٪)	محتوى الكربون	خصائص القوة والصلابة
الصلب الكربون المنخفض	ما يصل إلى 0.3	انخفاض القوة والصلابة والليونة العالية والصلابة
الصلب الكربون المتوسط	0.3 إلى 0.6	القوة المتوسطة والليونة والصلابة
الصلب الكربوني العالي	0.6 إلى 2.0	القوة العالية والصلابة ، ولكن ليونة منخفضة ومتانة (أكثر هشاشة)

تأتي صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي من ليونة ، مما يسمح لها بالانحناء دون كسر. هذه الخاصية مهمة للمنتجات التي تواجه التأثيرات أو الحاجة إلى الاستمرار لسنوات عديدة.

ملاحظة: إن مزيج القوة الميكانيكية والمتانة في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يجعلها خيارًا أفضل للتطبيقات التي تتطلب الموثوقية وعمر الخدمة الطويل.

غير مغناطيسية

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي غير مغناطيسي بشكل عام. هذا العقار الفريد يميزه عن الأنواع الأخرى من الفولاذ المقاوم للصدأ ، مثل الدرجات الفريتية والراستينية.

الإلكترونيات

تتطلب العديد من الأجهزة الإلكترونية مواد لا تتداخل مع الحقول المغناطيسية. الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لديه نفاذية مغناطيسية بالقرب من 1.0 ، مما يعني أنه لا يجذب المغناطيس أو يعطل المعدات الحساسة. هذه الميزة تجعلها مثالية للاستخدام في العلب الإلكترونية والموصلات والأدوات العلمية.

استخدامات خاصة

تثبت الطبيعة غير المغناطيسية للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي قيمة في العديد من الصناعات:

• تعتمد الأجهزة والزرع الطبية ، بما في ذلك الأدوات المتوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي والأدوات الجراحية ، على المواد غير المغناطيسية من أجل السلامة.

• تحتاج المعدات الإلكترونية والأدوات الدقيقة إلى الحد الأدنى من التداخل المغناطيسي.

• تستفيد معدات معالجة الأغذية والمشروبات من كل من مقاومة التآكل والخصائص غير المغناطيسية.

• تستخدم التطبيقات البحرية والساحلية الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لتجنب التداخل مع الأجهزة الملاحية.

• تختار مصانع المعالجة الكيميائية السبائك غير المغناطيسية لمنع خلل المعدات.

تحافظ سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي على حالتها غير المغناطيسية ما لم يتم تغييرها بسبب التغييرات الباردة أو التغيرات في الطور. تُظهر الدرجات الحاملة للنيتروجين ونيكيل أقل نفاذية مغناطيسية.

صحة

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي معروف بصفاته الصحية. سطحه الأملس ومقاومة التآكل يجعل من السهل التنظيف والتعقيم.

التنظيف

السطح غير المسامي من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يمنع البكتيريا والأوساخ من الالتصاق. يمكن لأطقم التنظيف أن تمسح الأسطح بسهولة ، مما يقلل من خطر التلوث. العلاجات السطحية مثل الصنف الكهربائي تعمل على تحسين القدرة على التنظيف وتساعد على منع نمو البكتيريا.

الطعام والطعام

الصناعات الغذائية والطبية تثق في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي من أجل سلامتها ونظيفها. تدعم العديد من المعايير والشهادات استخدامها:

• تتطلب إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) أن تحتوي على الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة في أسطح التلامس الغذائية لما لا يقل عن 16 ٪ من الكروم لمقاومة وسلامة التآكل.

• تضمن شهادة NSF أن معدات الغذاء تلبي المعايير الصريحة والصحة البيئية.

• يوفر ASTM و ANSI إرشادات لجودة المواد والصرف الصحي في معالجة الأغذية والمعدات الطبية.

• الصفوف 304 و 316 هما أكثر الخيارات شيوعًا ، حيث تقدم مقاومة تآكل ممتازة وتوافق حيوي.

• الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي غير سامة وآمن للزرع والأدوات الجراحية.

نصيحة: يضمن محتوى الكروم العالي والنيكل في سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي كل من القوة الميكانيكية والنظافة ، مما يجعلها مثالية للبيئات التي تكون فيها النظافة أمرًا بالغ الأهمية.

سلبيات

يكلف

عناصر السبائك

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يحتوي على كميات عالية من النيكل والكروم. تعطي عناصر صناعة السبائك هذه المادة مقاومة التآكل الشهيرة وتساعد على تشكيل طبقة التخميل. ومع ذلك ، النيكل هو أغلى جزء من السبائك. الكروم ، الذي يضاف إلى الخمر ، هو أيضًا مكلف وضروري لإنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ. الحاجة إلى هذه العناصر تزيد من سعر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مقارنة بالأنواع الأخرى. يجب على الشركات المصنعة استخدام المزيد من النيكل والكروم لتحقيق المقاومة المطلوبة والتخميل ، مما يرفع التكلفة الإجمالية.

تقلبات الأسعار

يتغير سعر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مع أسعار السوق للنيكل والكروم. يمكن أن تتأرجح أسعار النيكل بعنف ، وأحيانًا تقفز من 25000 دولار للطن إلى أكثر من 100000 دولار للطن في يوم واحد. ارتفعت أسعار الكروم أيضًا بأكثر من 50 ٪ في السنوات الأخيرة بسبب تكاليف الطاقة وقضايا العرض. عندما تتغير هذه الأسعار ، يقوم منتجو الصلب بضبط الرسوم الإضافية للسبائك ، وهي رسوم إضافية تضاف لتغطية تكاليف المواد الخام. هذه الرسوم الإضافية تمر بتغيرات التكلفة مباشرة للعملاء. نتيجة لذلك ، يمكن أن يرتفع السعر النهائي للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أو ينخفض بسرعة ، مما يجعل الموازنة صعبة للمشاريع الكبيرة.

ملاحظة: تساعد الرسوم الإضافية للسبائك على استقرار الأسعار ، لكن المشترين لا يزالون يشعرون بتأثير التغييرات المفاجئة في تكاليف النيكل والكروم.

تصدع الإجهاد

البيئات المالحة

يُظهر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مقاومة قوية للتآكل ، ولكن يمكن أن يعاني من تكسير التآكل (SCC) في ظروف معينة. يحدث SCC عندما يواجه المعدن كل من إجهاد الشد وبيئة تآكل ، وخاصة تلك التي تحتوي على أيونات الكلوريد. تشمل المصادر الشائعة للكلوريد مياه البحر وملح الطرق وبعض المنظفات الصناعية. البيئات البحرية وأنظمة البخار والنباتات الكيميائية مع حلول غنية بالكلوريد تشكل أعلى خطر لـ SCC. الدرجات مثل 304 و 316 و 321 من المرجح أن تكسر في هذه الإعدادات.

• الأسباب الرئيسية لـ SCC في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي:

• تعرض كلوريد من مياه البحر والملح وعوامل التنظيف

• ضغوط الشد المتبقية أو التطبيقية من اللحام أو الانحناء

• درجات حرارة عالية أعلى من 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت) والرطوبة العالية

التعرض الكيميائي

غالبًا ما تستخدم نباتات المعالجة الكيميائية الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لمقاومة التآكل ، لكن بعض المواد الكيميائية تزيد من خطر SCC. يمكن للعوامل المحتوية على الكلوريد وكبريتيد الهيدروجين تحطيم طبقة التخميل ، مما يجعل السبائك أكثر عرضة للخطر. الرطوبة العالية وركوب الدراجات الحرارية أيضا تسريع تكوين الكراك. الضغوط المتبقية من التصنيع ، مثل اللحام أو الآلات ، تجعل SCC أكثر احتمالا. فولاذ مقاوم للصدأ دوبلكس يقاوم SCC أفضل من درجات أوستنتيكية بسبب هيكلها المختلط وعناصر السبائك الخاصة.

نصيحة: بالنسبة للبيئات البحرية أو الكيميائية القاسية ، قد يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ دوبلكس حماية أفضل ضد SCC من الدرجات الأوستنية.

صلابة أقل

ارتداء المقاومة

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ، بما في ذلك الصفوف 304 و 316 ، لديه صلابة نموذجية من 70 إلى 90 HRB في حالتها الصلب. هذا يجعلها أكثر ليونة وأكثر دقة من الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينسيسيتي أو الفيريريتي. الصلابة السفلية تعني أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لا يقاوم التآكل وارتداء السطح أيضًا. في البيئات التي فرك فيها الأجزاء أو كشط ضد بعضها البعض ، ترتدي هذه السبائك أسرع. لا يمكن تصلب المادة عن طريق المعالجة الحرارية ، فقط عن طريق العمل البارد ، مما يحد من استخدامها في التطبيقات عالية الارتداد.

تؤكد الدراسات العلمية أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يوفر مقاومة تآكل ممتازة ولكن أقل قوة العائد والصلابة. هذا يؤدي إلى ارتفاع معدلات التآكل مقارنة بأنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأصعب. بالنسبة للتطبيقات التي تكون فيها مقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية ، توفر الدرجات المارسية أداءً أفضل.

ليس لأدوات القطع

لا ينصح بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لتطبيقات أدوات القطع. سبيكة صعبة وصمدة ، مما يجعلها تعمل بجد بسرعة أثناء الآلات. هذا التصلب السريع يزيد من مقاومة التشوه ويجعل المادة أكثر صعوبة في قطعها. إن الموصلية الحرارية المنخفضة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي تؤدي إلى تراكم الحرارة عند الحافة المتطورة ، مما يؤدي إلى ارتداء الأدوات وعمر الأدوات الأقصر. الرقائق التي تتشكل أثناء الآلات طويلة ولزجة ، مما يجعل التحكم في الرقائق صعبًا وزيادة خطر إتلاف الأداة.

• الأسباب

• تصلب العمل السريع أثناء الآلات

• الموصلية الحرارية المنخفضة تسبب تراكم الحرارة

• طالبة ، رقائق الصمغية تجعل التحكم في الرقاقة صعبًا

• ارتداء أدوات عالية وحياة أدوات قصيرة

• تؤدي ليونة إلى التمسك المادة بأدوات القطع

يمكن أن تساعد الأدوات المتخصصة ، والطلاء ، ومعلمات القطع العدوانية ، لكن معظم الميكانيكيين يفضلون الفولاذ المقاوم للصدأ المارتينيتي أو الفيريريتي لأدوات القطع. يعمل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوسنيتيين بشكل أفضل في التطبيقات حيث تكون مقاومة التآكل وتشكيلها أكثر من مقاومة التآكل أو القابلية للآلات.

التمدد الحراري

تتوسع سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أكثر من العديد من المعادن الأخرى عند تسخينها. هذه الخاصية ، التي تسمى معامل التمدد الحراري (CTE) ، تقيس مقدار ما ينمو المادة في الحجم مع زيادة درجة الحرارة. يتراوح CTE لـ Austenitic Stainless Steels من 16.2 إلى 18.4 (10^-6 in./in./°c) ، وهو أعلى من العديد من أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى. نطاق

الفولاذ المقاوم للصدأ نوع	CTE (10^-6 in./in./°c)	CTE Range (10^-6 in./in./°f)
الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي	16.2 إلى 18.4	9.0 إلى 10.2
يلقي الفولاذ المقاوم للصدأ	11.5 إلى 18.7	6.4 إلى 10.4

تزييف

التوسع الحراري العالي يعني أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يمكن أن يشوه أو تشوه عند تعرضه للحرارة. غالبًا ما تظهر هذه المشكلة أثناء اللحام أو في البيئات ذات التغيرات السريعة في درجة الحرارة. على سبيل المثال ، عندما ينضم عمال اللحام إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي إلى الفولاذ الكربوني ، يمكن أن يسبب الاختلاف في معدلات التمدد التوتر في المفصل. قد يؤدي هذا التوتر إلى تشققات أو اختلال.

• التشويه أثناء اللحام أمر شائع لأن المعدن يتوسع ويتقلص أكثر من الأنواع الأخرى.

• في بعض الأحيان ، هناك حاجة إلى معالجة حرارة ما بعد الدفعة (PWHT) لتخفيف هذه الضغوط ، ولكن هذه العملية يمكن أن تقلل من مقاومة التآكل.

• غالبًا ما يستخدم البناة درجات خاصة مثل 304-L أو 347-L لتقليل خطر التكسير والتزييف.

الصدمة الحرارية ، التي تحدث عندما ترتفع المعدن أو تبرد بسرعة ، يمكن أن تلحق الضرر بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. يؤدي عدم التطابق بين الصلب وطبقة أكسيد الواقي إلى تقشير الطبقة ، مما يؤدي إلى تسريع التآكل ويقلل من عمر المعدن.

نصيحة: لإدارة تزييف ، يمكن للمهندسين استخدام طبقات الزبدة أو تحديد الدرجات المستقرة التي تتعامل مع الإجهاد الحراري بشكل أفضل.

حدود درجات الحرارة العالية

يمكن للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي التعامل مع حرارة معتدلة ، ولكن تمدده الحراري العالي يحد من استخدامه في إعدادات درجات الحرارة العالية للغاية. عند التعرض للتدفئة والتبريد المتكررة ، يمكن للمعادن أن يفقد شكله وقوته. تؤثر هذه المشكلة على الأجزاء في الأفران وأنظمة العادم والمعدات الأخرى التي تواجه تقلبات درجات الحرارة القصوى.

• يؤدي التمدد الحراري العالي إلى زيادة الضغوط الحرارية ، والتي يمكن أن تسبب التثبيت (المتساقط) لطبقات الحماية.

• هذه الضغوط تقلل من الاستقرار الميكانيكي للمعدن أثناء ركوب الدراجات الحرارية.

• في بناء درجات الحرارة العالية ، يجب على المهندسين النظر في هذه الحدود لتجنب الفشل.

تشير الدراسات العلمية إلى أن سبائك الفاناديوم تتوسع أقل بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. هذا الاختلاف يعني أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يواجه الضغوط الحرارية أعلى ويتحلل بشكل أسرع في ظل ظروف الصدمة الحرارية.

ملاحظة: للتطبيقات ذات التغيرات المتكررة أو المتطرفة في درجات الحرارة ، قد تؤدي مواد أخرى ذات تمدد حراري أقل.

تصلب العمل

ومن المعروف أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستيني معروف بميله إلى العمل. يحدث تصلب العمل عندما يصبح المعدن أصعب وأقوى لأنه مشوه ، كما هو الحال أثناء الآلات أو التشكيل. في حين أن هذه الخاصية يمكن أن تحسن القوة ، فإنها تخلق أيضًا تحديات في التصنيع.

الآلات

تعتبر تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ أوستنيتيك أكثر صعوبة من تصنيع العديد من المعادن الأخرى. عندما تتحرك أداة القطع عبر المعدن ، يصلب السطح بسرعة. تزيد هذه الطبقة الصلبة من المقاومة ، مما يجعل من الصعب على الأداة أن تتجاوز.

• يثير تصلب العمل صلابة وقوة السطح ، ولكنه يقلل من ليونة.

• تنتج العملية رقائقًا طويلة صعبة يصعب كسرها وإزالتها.

• شكل التآكل والشكل المربى (BUE) على أدوات القطع ، مما تسبب في ارتداء الأدوات السريعة وضعف السطح.

• تبلغ قابلية الآلات النسبية حوالي 60 ٪ مقارنة بالمعادن الأسهل مثل فولاذ السبائك المنخفضة أو النحاس.

غالبًا ما يحتاج المصنعون إلى استخدام أدوات القطع الحادة مع زوايا أشعل النار الإيجابية والطلاء المقاوم للارتداء. يجب عليهم أيضًا التحكم في سرعات القطع ومعدلات التغذية لتجنب الحرارة والإجهاد المفرط. يساعد سائل تبريد الضغط العالي على إزالة الحرارة وتحسين إزالة الرقائق.

نصيحة: يجب على الميكانيكيين استخدام أعماق القطع الثابتة وتجنب قطع فرك الضوء لتقليل تصلب العمل.

حفر

يحفر ثقوب في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي تحديات مماثلة. يصلب المعدن حول جزء الحفر ، وزيادة الاحتكاك والحرارة. يمكن أن يتسبب هذا التأثير في أن يملأ الحفر بسرعة أو حتى يكسر.

• يولد الحفر حرارة كبيرة ، مما يسرع في تصلب العمل.

• تصبح الرقائق طويلة ولزجة ، مما يجعلها من الصعب تنظيفها من الفتحة.

• تغييرات الأداة المتكررة والمراقبة الدقيقة ضرورية للحفاظ على الجودة.

لتحسين نتائج الحفر ، يستخدم الميكانيكيون إعدادات صلبة ، وقطع حفر حادة ، وتبريد فعال. تشمل بعض الدرجات الكبريت المضافة للمساعدة في قابلية الآلات ، ولكن هذا يمكن أن يقلل من مقاومة التآكل.

ملاحظة: تصلب العمل يجعل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أقل ملاءمة للمشاريع التي تتطلب تصنيع أو حفر واسع النطاق. يمكن أن تساعد التقنيات والأدوات المناسبة ، ولكن التخطيط ضروري للنجاح.

التطبيقات

صناعة الأغذية

يلعب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي دورًا رئيسيًا في صناعة الأغذية. تعتمد العديد من مصانع معالجة الأغذية والمطابخ على هذه المادة للمعدات والأسطح. السبب الرئيسي هو مقاومة التآكل الممتازة. تأتي هذه الخاصية من محتوى الكروم والنيكل العالي ، مما يساعد على منع الصدأ والحفاظ على نظافة الأسطح. غالبًا ما يتم استخدام الصف 316  لأجهزة إعداد الطعام لأنه يقاوم المواد الكيميائية الموجودة في عوامل الغذاء والتنظيف. تستخدم بعض المعدات درجات النيكل المنخفضة مع المنغنيز المضافة لتوفير التكاليف ، في حين أن الموليبدينوم يحسن مقاومة الحفر في الأطعمة المالحة أو الحمضية.

• الاستخدامات الشائعة في صناعة الأغذية تشمل:

• أدوات الطهي وأدوات المطبخ

• أدوات المائدة والأدوات

• أحواض المطبخ وأسطحها

• الثلاجات وغسالات الصحون والأفران

• خلط الأوعية وقياس الأكواب

يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أسطحًا صحية لا تتفاعل مع الطعام. هذا يجعل التنظيف سهلاً ويساعد على منع التلوث. تعني المتانة في هذه السبائك المعدات أطول ، حتى مع الغسيل المتكرر والتعرض لظروف قاسية. غالبًا ما تستخدم آلات معالجة الأغذية الصفوف 304 و 316 لأنها تجمع بين مقاومة التآكل مع عدم التفاعل ، مما يجعلها مثالية للتعامل مع الأطعمة الآمنة.

الأجهزة الطبية

تعتمد المستشفيات والعيادات على الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي للعديد من الأجهزة الطبية. توفر هذه المادة مزيجًا فريدًا من القوة والنظافة والسلامة. درجات مثل AISI 316L شائعة في عمليات الزرع والأدوات الجراحية. يشكل الكروم في سبيكة طبقة أكسيد الشفاء الذاتي ، مما يمنع الشقوق الصغيرة ويمنع البكتيريا من النمو. هذا يساعد على الحفاظ على البيئات الطبية معقمة.

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يبرز لقابليته. يمكن للمصنعين تشكيله في الأجهزة الطبية المعقدة والتركيبات. السطح الصلب يقاوم الخدوش والبقع ، مما يجعل الأدوات تبدو جديدة وسهلة التطهير. تتعامل هذه السبائك أيضًا مع التأثيرات بشكل جيد ، وهو أمر مهم للمطالبة بإعدادات الرعاية الصحية. تستخدم بعض الدرجات الحديثة النيتروجين العالي وأقل النيكل لتقليل خطر التفاعلات التحسسية وتحسين مقاومة التآكل في سوائل الجسم. السطح غير المسامي يجعل التنظيف أسهل ويدعم معايير النظافة الصارمة.

بنيان

يختار المهندسون المعماريون الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي للأغراض الهيكلية والزخرفية. توفر هذه المادة مقاومة عالية للتآكل ، وذلك بفضل طبقة أكسيد الواقي التي تتكون من الكروم. المباني ذات الكسوة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو تسقيفها تقف بشكل جيد للطقس وأشعة الأشعة فوق البنفسجية والرطوبة. تتيح قوة الشد العالية للهياكل الخفيفة ولكن القوية.

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يحافظ على شكله ومظهره تحت درجات الحرارة القصوى والإجهاد البيئي. الصيانة بسيطة-التنظيف المنتظم مع مواد غير كاشفة تبقي الأسطح تبدو مصقولة. يسمح براعة المادة بالعديد من التشطيبات ، من لامعة إلى محكم ، وتناسب احتياجات التصميم المختلفة. بالمقارنة مع مواد البناء التقليدية ، يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي متانة أفضل وصيانة أقل. كما أنه يقاوم الأضرار البيئية بشكل أفضل من الأنواع الأخرى من الفولاذ المقاوم للصدأ ، مما يجعلها خيارًا أفضل للعمارة الحديثة والتطبيقات الصناعية.

غرف التنظيف

تتطلب غرف النظافة تحكمًا صارمًا على الغبار والجراثيم وغيرها من الملوثات. تستخدم العديد من الصناعات ، مثل الإلكترونيات ، والأدوية ، والتكنولوجيا الحيوية ، غرف النظافة لحماية المنتجات الحساسة. يناسب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي هذه التطبيقات بشكل جيد لأنها تقاوم التآكل ولا تطلق جزيئات في الهواء. يمكن للعمال تنظيف وتطهير الأسطح المصنوعة من هذه المادة بسرعة وشاملة.

يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي سطحًا ناعمًا وغير مسامي. هذه الميزة تمنع البكتيريا والأوساخ من الالتصاق. غالبًا ما يختار مصممو غرفة التنظيف هذه المواد للمقاعد والطاولات ورفوف التخزين وألواح الجدران. تعني المتانة في السبائك أنها تعود إلى التنظيف المتكرر مع مواد كيميائية قاسية. كما أنه يقاوم الخدوش ، مما يساعد على الحفاظ على الأسطح خالية من الأماكن التي يمكن أن تختبئ فيها الجراثيم.

نصيحة: تتطلب العديد من تطبيقات غرفة النظافة مواد لا تتفاعل مع عوامل التنظيف. يلبي الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي هذه الحاجة ويبقي البيئة آمنة للعمل الحساس.

يعمل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي بشكل جيد في غرف التنظيف لأنه لا يجذب المغناطيس. تساعد هذه الخاصية على حماية الأجهزة الإلكترونية من التداخل. تتيح قوة المواد العالية للمواد الأثاث والتركيبات المتين. تعتمد العديد من الشركات على الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لتطبيقات غرفة النظافة لأنها تجمع بين النظافة والمتانة والسلامة.

متى تجنب

ليس كل مشروع يستفيد من استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. بعض المواقف تجعل المواد الأخرى خيارًا أفضل. تشرح النقاط التالية متى تجنب هذه السبائك.

حدود الميزانية

يكلف الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أكثر من العديد من المعادن الأخرى. قد تجد المشاريع ذات الميزانيات الضيقة السعر مرتفعًا جدًا. يرفع محتوى النيكل والكروم المرتفع التكلفة. يمكن أن تجعل التغييرات في الأسعار في سوق المعادن أيضًا صعبة الميزانية. للتطبيقات منخفضة التكلفة ، قد تعمل أنواع أخرى من الفولاذ المقاوم للصدأ أو المعادن المطلية بشكل أفضل.

احتياجات ارتداء عالية

تتطلب بعض التطبيقات مواد تقاوم التآكل والتآكل. الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لا يوفر صلابة عالية. يرتدي أسرع في الأماكن التي تفرك فيها الأجزاء معًا أو تواجه احتكاكًا ثابتًا. لأدوات القطع أو التروس أو الآلات الثقيلة ، فإن السبائك الصعبة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينيسيتيك أفضل.

المواد الكيميائية القاسية

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يقاوم العديد من المواد الكيميائية ، ولكن ليس كل شيء. يمكن للأحماض القوية والكلوريد وبعض المنظفات الصناعية أن تلحق الضرر بالطبقة الواقية. في النباتات الكيميائية أو البيئات البحرية ذات المستويات المرتفعة للملح ، قد يحدث تكسير تآكل الإجهاد. لهذه التطبيقات ، توفر الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج أو السبائك الخاصة حماية أفضل.

ملاحظة: تطابق دائمًا المادة مع البيئة. يعمل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي بشكل أفضل في التطبيقات التي تحتاج إلى النظافة ، ومقاومة التآكل ، والتنظيف السهل ، لكنها لا تتناسب مع كل موقف.

مقارنة

الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينيسيتي

الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينيسيتيك يبرز لقوته العالية والصلابة. غالبًا ما يختار المصنعون هذا النوع لأدوات القطع والسكاكين وشفرات التوربينات. وتشمل المكونات الرئيسية الكروم والكربون ، والتي تسمح للتصلب بالمعالجة الحرارية. هذه العملية تمنح الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينيسيتيك صلابة وارتداء المقاومة. ومع ذلك ، فإنه لا يتطابق مع مقاومة التآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. في البيئات ذات الرطوبة أو المواد الكيميائية ، يمكن للدرجات المارتينية الصدأ أو الحفر بسهولة أكبر.

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ، من ناحية أخرى ، يحتوي على الكروم والنيكل. يخلق هذا المزيج بنية مكعبة تركز على الوجه ، مما يجعل السبائك غير المغناطيسية وقابلة للتكوين للغاية. لا يمكن تصلبها عن طريق المعالجة الحرارية ، ولكن يمكن تعزيزها من خلال العمل البارد. يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مقاومة تآكل ممتازة ، وخاصة في معالجة الأغذية والنباتات الكيميائية والبيئات البحرية.

يسلط الجدول أدناه الضوء على الاختلافات الرئيسية:

الفولاذ	المقاوم للصدأ	الفولاذ المقاوم للصدأ أوستنيتي
بنية البلورة	مكعب محوره الوجه (FCC)	رباعي المركز حول الجسم (BCT)
المكونات الرئيسية	الكروم + النيكل	الكروم + الكربون
المغناطيسية	غير مغناطيسية	مغناطيسي
القوة/الصلابة	أقل (بارد قابلة للبرد)	أعلى (معالجة الحرارة)
مقاومة التآكل	ممتاز	أفقر
قابلية التشكيل	ممتاز	فقير
قابلية اللحام	ممتاز	فقير
المعالجة الحرارية	لا يمكن تصلبها بالحرارة	قابلين للتصلب بالحرارة
التطبيقات	الغذاء والكيميائية والبحرية والطبية	السكاكين ، التوربينات ، الصمامات

ملاحظة: تُظهر بعض الدراسات العلمية أنه في ظل طرق التصنيع الخاصة ، مثل تكسيد الليزر ، يمكن أن يقاوم الفولاذ المقاوم للصدأ المارتينيتيس التآكل في بعض الأحيان أفضل من أنواع أوستنتيكية. تعتمد هذه النتيجة على العملية وليست نموذجية لمعظم الاستخدامات.

يجمع الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج  بين الأنواع من الأنواع الأوستنيتية والمارتينية. إنه يوفر قوة أعلى ومقاومة تآكل أفضل من درجات Martensitic ، مما يجعلها خيارًا جيدًا للبيئات القاسية.

الفولاذ المقاوم للصدأ الفيريريك

يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ فيريتيك خيارًا فعالًا من حيث التكلفة للعديد من التطبيقات. أنه يحتوي على الكروم ولكن القليل من النيكل أو معدوم ، والذي يبقي السعر أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. الدرجات الفيريتية مغناطيسية ولها بنية مكعبة محورها الجسم. أنها توفر مقاومة تآكل معتدلة ، أفضل من الفولاذ الكربوني ولكن أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. يستخدم الكثير من الناس الفولاذ المقاوم للصدأ الفيريريتي في عوادم السيارات وأجهزة المطبخ والمبادلات الحرارية.

لا يزال الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي هو الخيار الأفضل للبيئات التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل وتصنيع سهل. إنه غير مغناطيسي ومدني للغاية ، مما يساعد في تشكيل أشكال معقدة. يمكن أن يصبح الفولاذ المقاوم للصدأ الفيريريتي ، على الرغم من أنه أقل تكلفة ، هشًا عند اللحام ولا يتطابق مع ليونة أو قابلية اللحام لدرجات أوستنيكية.

يلخص الجدول أدناه الاختلافات الرئيسية:

ميزة	الفولاذ المقاوم للصدأ	الفولاذ المقاوم للصدأ الأوسنيتي
يكلف	أعلى (بسبب النيكل)	أقل (القليل أو معدوم نيكل)
مقاومة التآكل	ممتاز	معتدل
الخصائص المغناطيسية	غير مغناطيسية	مغناطيسي
قابلية اللحام	ممتاز	محدود
القوة والليونة	قوة عالية ، دكتايل جدا	قوة معتدلة ، ليونة أقل
التطبيقات المشتركة	البحرية ، الغذاء ، الطبي ، الهندسة المعمارية	السيارات والأجهزة والمبادلات الحرارية

المزدوج الفولاذ المقاوم للصدأ مرة أخرى بمثابة جسر بين هذين النوعين. إنه يوفر مقاومة وقوة تآكل أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ الفيريريتي ، مع توفير قابلية اللحام والصلابة المحسنة.

نصيحة: عند اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ ، فكر في البيئة ، القوة المطلوبة ، والميزانية. غالبًا ما يحل الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج المشكلات التي لا يمكن أن تلبي الدرجات الأوستنية أو الفيريتية وحدها جميع الاحتياجات.

---

توفر سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مقاومة قوية للتآكل ، والتشكيل السهل ، ومعايير النظافة العالية. تعمل هذه السبائك بشكل جيد في المطابخ والمستشفيات وغرف النظافة. التكلفة العالية ، وبعض مخاطر التآكل ، وتصلب العمل يمكن أن تحد من استخدامها. كل مشروع له احتياجات مختلفة. يجب على القراء مقارنة هذه الإيجابيات والسلبيات قبل اختيار مادة. يعتمد الخيار الأفضل على البيئة والوظيفة.

التعليمات

ما الذي يجعل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يختلف عن الأنواع الأخرى؟

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي  يحتوي على المزيد من النيكل والكروم. هذا المزيج يعطيها مقاومة تآكل أفضل وتشكيلها. كما يبقى غير مغناطيسي في معظم الظروف.

هل يمكن للصدأ الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستينيتي؟

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يقاوم الصدأ جيدا. ومع ذلك ، يمكن أن تسبب المواد الكيميائية القاسية أو البيئات المالحة بعض التآكل بمرور الوقت. يساعد التنظيف المنتظم في الحفاظ على طبقة واقية.

هل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي آمن للاتصال بالطعام؟

نعم ، الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي آمن للطعام. توافق إدارة الأغذية والعقاقير على درجات مثل 304 و 316 لاستخدام معالجة المطبخ والمواد الغذائية. هذه السبائك لا تتفاعل مع الطعام أو تغير ذوقها.

لماذا يكلف الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أكثر؟

النيكل والكروم يرفع سعر الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. يمكن أن تؤثر تغييرات السوق أيضًا على التكاليف. قد تحتاج المشاريع ذات الميزانيات الضيقة إلى النظر في مواد أخرى.

هل يمكنك لحام الفولاذ المقاوم للصدأ أوستنيتي بسهولة؟

يجد معظم عمال اللحام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي من السهل الانضمام. أساليب اللحام الشائعة تعمل بشكل جيد. يساعد استخدام المعادن الحشو اليمنى والتحكم في مدخلات الحرارة في منع المشاكل.

أين يجب أن تتجنب استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي؟

تجنب استخدامه في أماكن ذات ملابس عالية ، أو أحماض قوية ، أو تعرض للملح شديد. قد يكون أداء الفولاذ المقاوم للصدأ مارتينسيسيتي أو دوبلكس أفضل في هذه الحالات.