جستجو
فولادهای ضد زنگ و آلیاژهای با کارایی بالا به دلیل خاصیت استثنایی از جمله مقاومت در برابر خوردگی ، استحکام بالا و دوام ، مواد مهمی برای صنعت مدرن هستند. این مواد در طیف گسترده ای از برنامه ها ، از موارد روزمره گرفته تا اجزای بسیار تخصصی در محیط های سخت ضروری هستند. این راهنما یک نمای کلی از هفت ماده کلیدی را ارائه می دهد: TP304 ، TPAR16 ، TP310s ، S32205 ، S32750 ، 904L و INCONEL 625. درک خصوصیات و برنامه های آنها برای مهندسان و مشخصات مواد برای اطمینان از عملکرد بهینه و ماندگاری در پروژه های خود بسیار مهم است.
فولاد ضد زنگ TP304
TP304 ، درجه بنیادی فولاد ضد زنگ آستنیتی ، یکی از پرکاربردترین فولادهای ضد زنگ در سطح جهان است. قابلیت تشکیل ، قابلیت جوشکاری و مقاومت در برابر خوردگی آن در بسیاری از محیط های جوی آن را به یک ماده همه کاره تبدیل می کند.
ترکیب شیمیایی و خواص
TP304 در درجه اول از 18 ٪ کروم و 8 ٪ نیکل تشکیل شده است ، به همین دلیل اغلب از آن به عنوان فولاد ضد زنگ "18/8" یاد می شود. این ترکیب مقاومت خوبی در برابر انواع رسانه های خورنده فراهم می کند. در شرایط آنیل غیر مغناطیسی است و از قدرت و سختی خوبی برخوردار است. با این حال ، می تواند در محیط های غنی از کلرید مستعد ابتلا به گودال و خوردگی باشد.
برنامه ها و محدودیت های مشترک
به دلیل بهداشت و سهولت تمیز کردن ، TP304 به طور گسترده در صنعت فرآوری مواد غذایی برای تجهیزات مانند مخازن و لوله کشی استفاده می شود. همچنین در تجهیزات آشپزخانه ، پانل های معماری و لوازم خانگی یافت می شود. یک محدودیت اصلی مقاومت پایین تر آن در برابر کلریدها در مقایسه با سایر نمرات است و آن را برای کاربردهای سخت دریایی یا ساحلی نامناسب می کند.
مقایسه با نمرات دیگر
در مقایسه با نمرات مانند TP316 ، TP304 فاقد مولیبدن است ، که مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. این امر باعث می شود TP304 برای محیط های کمتر خواستار انتخابی مقرون به صرفه تر باشد. با این حال ، در برنامه هایی که مقاومت در برابر خوردگی بالاتر مورد نیاز است ، مانند پردازش دریایی یا شیمیایی ، TP316 گزینه بهتری است.
فولاد ضد زنگ TP316
فولاد ضد زنگ TP316 یک آلیاژ آستنیتی است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی برتر در مقایسه با TP304 مشهور است و آن را به عنوان اصلی در محیط های تهاجمی تر می کند.
ترکیب شیمیایی و خواص
تفاوت اصلی بین TP316 و TP304 در افزودن مولیبدن ، که به طور معمول از 2 ٪ تا 3 ٪ متغیر است. این افزودنی مقاومت آن در برابر خوردگی و خوردگی شکاف ، به ویژه در تنظیمات حاوی کلرید را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. TP316 همچنین حاوی مقادیر بالاتری از نیکل است که باعث افزایش مقاومت آن در برابر اسیدهای مختلف می شود. این بسیاری از خصوصیات مکانیکی مشابه TP304 ، از جمله شکل گیری خوب و قابلیت جوشکاری ، اما با مقاومت بیشتری در برابر حمله خورنده است.
برنامه های کاربردی در محیط های دریایی و شیمیایی
مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته TP316 ، آن را به انتخاب ترجیحی برای کاربردهای دریایی تبدیل می کند ، جایی که قرار گرفتن در معرض آب شور یک نگرانی اصلی است. این ماده به طور گسترده ای برای اتصالات قایق ، نرده ها و اجزای معماری ساحلی استفاده می شود. در صنعت پردازش شیمیایی ، TP316 برای مخازن ذخیره سازی ، خطوط لوله و سایر تجهیزات استفاده می شود که انواع مواد شیمیایی از جمله اسیدهای گوگرد و هیدروکلریک را کنترل می کند. این درجه همچنین در صنایع دارویی و فرآوری مواد غذایی به دلیل پاکیزگی و مقاومت در برابر آلودگی رایج است.
مزایا و محدودیت ها
مزیت اصلی TP316 مقاومت در برابر خوردگی برتر آن در محیط های کلرید است. با این حال ، به دلیل وجود مولیبدن ، از TP304 گران تر است. در حالی که در بسیاری از شرایط اسیدی عملکرد خوبی دارد ، اما هنوز هم می تواند مستعد برخی از محیط های خورنده با دمای بالا باشد و بهترین انتخاب برای برنامه هایی نیست که نیاز به قدرت استثنایی در دماهای بالا دارند.
فولاد ضد زنگ TP310s
TP310S یک فولاد ضد زنگ آستنیتی با درجه بالا است که به طور خاص برای کاربردهایی طراحی شده است که در آن مقاومت گرما و اکسیداسیون بسیار مهم است.
ترکیب شیمیایی و خواص
TP310s حاوی درصد بالایی از کروم (25 ٪) و نیکل (20 ٪) است که مقاومت بسیار خوبی در برابر اکسیداسیون و خوردگی در دمای بالا دارد. این ترکیب باعث می شود که در برابر خستگی حرارتی بسیار پایدار و مقاوم باشد و تا دمای تقریبی 1050 درجه سانتیگراد (درجه 1922 درجه فارنهایت) باشد. "S" در TP310 نشان دهنده میزان کربن پایین تر از همتای خود ، TP310 است که قابلیت جوشکاری آن را بهبود می بخشد و خطر حساسیت را کاهش می دهد.
برنامه های درجه حرارت بالا
استفاده اصلی برای TP310 در محیط های درجه حرارت بالا است. معمولاً در قسمت های کوره ، مبدل های حرارتی ، کوره ها و اتاق های احتراق یافت می شود. مقاومت آن در برابر اکسیداسیون ، آن را برای اجزای در معرض گازهای گرم و جوهای خورنده ایده آل می کند. کاربردهای دیگر شامل نکات مشعل ، لوله های تابشی و کمربندهای نقاله برای کوره های صنعتی است.
مزایا و محدودیت ها
مزیت اصلی TP310S استثنایی استثنایی با دمای بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون است. این می تواند بدون تخریب قابل توجهی در برابر دوچرخه سواری حرارتی مکرر مقاومت کند. با این حال ، محتوای بالای آلیاژ آن باعث گرانتر شدن آن از TP304 و TP316 می شود. در حالی که عملکرد بسیار خوبی را در دماهای بالا ارائه می دهد ، مقاومت در برابر خوردگی آن در دمای اتاق قابل مقایسه با TP304 است ، و آن را به یک ماده تخصصی و نه یک انتخاب عمومی تبدیل می کند.
S32205 فولاد ضد زنگ دوبلکس
S32205 ، همچنین به عنوان 2205 نیز شناخته می شود ، پرکاربردترین فولاد ضد زنگ دوبلکس است. ریزساختار منحصر به فرد آن ، با ترکیب هر دو مراحل آستنیتی و فریتیک ، به آن ترکیب قدرتمندی از خواص می بخشد.
ترکیب شیمیایی و خواص
ساختار دوبلکس S32205 مقاومت بالا و مقاومت در برابر خوردگی عالی را فراهم می کند. ترکیب شیمیایی آن تقریباً 22 ٪ کروم ، 3 ٪ مولیبدن و 5-6 ٪ نیکل را شامل می شود. فاز فریتیک به استحکام و مقاومت بالا در برابر ترک خوردگی استرس کمک می کند ، در حالی که مرحله آستنیتی چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی کلی را فراهم می کند. این ترکیب متعادل منجر به قدرت عملکرد تقریباً دو برابر نمرات آستنیتی مشترک مانند TP304 می شود.
کاربرد در صنایع شیمیایی ، نفت و گاز و دریایی
ترکیب S32205 از مقاومت بالا و مقاومت در برابر خوردگی برتر ، آن را برای برنامه های کاربردی ایده آل می کند. در صنعت نفت و گاز از آن برای خطوط جریان ، مبدل حرارتی و جداکننده ها به دلیل مقاومت در برابر مایعات خورنده استفاده می شود. صنعت پردازش شیمیایی از S32205 برای کشتی های فشار و لوله کشی در محیط هایی استفاده می کند که کلریدها می توانند باعث ترک خوردگی استرس شوند. دوام آن همچنین آن را به عنوان یک انتخاب محبوب برای کاربردهای دریایی ، از جمله سیستم های لوله کشی آب دریا و پروانه ها تبدیل می کند.
مزایا و محدودیت ها
مزایای اصلی S32205 مقاومت بالا و مقاومت برتر آن در برابر ترک خوردگی استرس در مقایسه با نمرات آستنیتی است. این یک جایگزین مقرون به صرفه برای آلیاژهای گران قیمت نیکل ارائه می دهد. با این حال ، قابلیت جوشکاری آن می تواند چالش برانگیزتر باشد ، و برای استفاده مداوم در دمای بالاتر از 300 درجه سانتیگراد (572 درجه فارنهایت) توصیه نمی شود زیرا می تواند شکننده شود.
فولاد ضد زنگ S32750 Super Duplex
S32750 ، یک فولاد ضد زنگ فوق العاده دوتایی ، یک قدم مهم در عملکرد از نمرات استاندارد دوبلکس را نشان می دهد و مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی حتی بیشتر را ارائه می دهد.
ترکیب شیمیایی و خواص
S32750 با محتوای بالاتر کروم ، مولیبدن و نیتروژن مشخص می شود. ترکیب آن شامل تقریباً 25 ٪ کروم ، 7 ٪ نیکل و 4 ٪ مولیبدن است. این شیمی پیشرفته مقاومت برتر در برابر گودال ، شکاف و ترک خوردگی استرس را فراهم می کند. محتوای آلیاژ بالاتر به S32750 تعداد معادل مقاومت در برابر گودال (PREN) بیش از 40 می دهد ، که نشان دهنده عملکرد استثنایی آن در محیط های کلرید تهاجمی است. همچنین دارای قدرت کششی و عملکرد بسیار بالایی است و آن را به یکی از قوی ترین فولادهای ضد زنگ موجود تبدیل می کند.
برنامه های کاربردی در محیط های خشن
S32750 ماده انتخابی برای چالش برانگیزترین برنامه ها است. این ماده به طور گسترده در صنعت نفت و گاز دریایی برای خطوط لوله زیرزمینی ، ریزگردها و منیفولدها مورد استفاده قرار می گیرد ، جایی که قرار گرفتن در معرض آب دریا بسیار خورنده و گاز ترش ثابت است. در پردازش شیمیایی ، از آن برای تجهیزات استفاده از اسیدهای تهاجمی و کلریدها استفاده می شود. مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی آن همچنین باعث می شود که برای گیاهان آب شیرین کن و اجزای ساختاری در مهندسی دریایی مناسب باشد.
مزایا و محدودیت ها
مزیت اصلی S32750 ترکیب بی نظیر آن از مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی در بین فولادهای ضد زنگ است. این می تواند در مقابل رسانه های بسیار تهاجمی مقاومت کند که در آن نمرات دیگر شکست بخورد. با این حال ، این عملکرد برتر با هزینه بالاتری حاصل می شود. مانند S32205 ، استفاده از آن محدود به دمای خدمات زیر 300 درجه سانتیگراد (572 درجه فارنهایت) به دلیل خطر ابتلا به آغوش است.
904L فولاد ضد زنگ فوق العاده آستنیتی
904L یک فولاد ضد زنگ فوق العاده آستنیتی است که برای برنامه هایی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی برتر دارند ، به ویژه در برابر اسیدهای تهاجمی ساخته شده است.
ترکیب شیمیایی و خواص
عملکرد بالای 904L به دلیل محتوای آلیاژ قابل توجه آن است که شامل تقریباً 20 ٪ کروم ، 25 ٪ نیکل و 4.5 ٪ مولیبدن است. این ترکیب همچنین با مس غنی شده است ، که مقاومت استثنایی در برابر اسید سولفوریک و سایر اسیدهای کاهش دهنده ایجاد می کند. محتوای نیکل بالا یک ساختار آستنیتی پایدار و مقاومت عالی در برابر ترک خوردگی استرس را تضمین می کند. میزان کربن کم آن باعث می شود که پس از جوشکاری در برابر خوردگی بین دانه ای مقاوم شود.
برنامه های کاربردی در پردازش شیمیایی و داروسازی
904L به طور خاص برای رسیدگی به برخی از فاسد ترین رسانه ها در فرآیندهای صنعتی طراحی شده است. این ماده به طور گسترده ای در صنعت پردازش شیمیایی برای تجهیزاتی که اسید سولفوریک ، اسید فسفریک و سایر مواد شیمیایی تهاجمی را کنترل می کند ، مورد استفاده قرار می گیرد. مقاومت عالی آن در طیف گسترده ای از محیط های خورنده نیز باعث می شود تا آن را به یک ماده با ارزش در صنعت دارویی برای راکتورها ، کشتی ها و لوله کشی که در آن خلوص محصول و پیشگیری از آلودگی مهم است ، تبدیل کند. برنامه های دیگر شامل تجهیزات کنترل آلودگی و پردازش خمیر و کاغذ است.
مزایا و محدودیت ها
مزیت اصلی 904L مقاومت استثنایی آن در برابر طیف گسترده ای از اسیدها و ایمنی آن در برابر ترک خوردگی استرس در محیط های کلرید است. این یک جایگزین مناسب برای آلیاژهای گران قیمت نیکل در بسیاری از برنامه ها ارائه می دهد. با این حال ، محتوای بالای آلیاژ آن ، آن را به یک فولاد ضد زنگ با قیمت مناسب تبدیل می کند. در حالی که مقاومت در برابر خوردگی آن بسیار عالی است ، قدرت مکانیکی آن به اندازه نمرات دوبلکس نیست.
INCONEL 625 آلیاژ نیکل
INCONEL 625 یک آلیاژ مبتنی بر نیکل با کارایی بالا است که به دلیل قدرت ، مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی در یک محدوده دمای گسترده شناخته شده است.
ترکیب شیمیایی و خواص
INCONEL 625 یک فولاد ضد زنگ نیست بلکه یک سوپر است. ترکیب آن در درجه اول نیکل (58 ٪ دقیقه) است ، با افزودنیهای قابل توجهی از کروم (20-23 ٪) و مولیبدن (8-10 ٪). این ترکیب منحصر به فرد ، همراه با Niobium ، یک اثر تقویت کننده محلول جامد را فراهم می کند و به آن مقاومت و مقاومت استثنایی در برابر انواع رسانه های خورنده ، از جمله اسیدهای بسیار خورنده و قلیایی می دهد. این خصوصیات مکانیکی خود را در دمای کرایوژنیک تا حدود 980 درجه سانتیگراد (1800 درجه فارنهایت) حفظ می کند.
برنامه های کاربردی در هوافضا ، پردازش شیمیایی و مهندسی دریایی
با توجه به خواص برتر ، از INCONEL 625 در صنایع ترین صنایع استفاده می شود. در هوافضا از آن برای مؤلفه هایی مانند مجرای موتور ، سیستم های اگزوز و مبدل های حرارتی که در معرض دمای شدید و استرس قرار دارند استفاده می شود. صنعت پردازش شیمیایی از آن برای تجهیزات استفاده از اسیدهای بسیار خورنده و کلریدها در دمای بالا استفاده می کند. مقاومت آن در برابر آب دریا و ترک خوردگی استرس ، آن را به عنوان انتخاب برتر برای کاربردهای مهندسی دریایی مانند طناب های سیم ، تیغه های پروانه و اجزای زیر آب تبدیل می کند.
مزایا و محدودیت ها
مزایای اصلی Inconel 625 استحکام استثنایی و مقاومت در برابر خستگی آن ، همراه با مقاومت در برابر خوردگی عالی آن در طیف وسیعی از محیط های تهاجمی است. از نظر دما و رسانه های خورنده متنوع تر از فولادهای ضد زنگ است. محدودیت اصلی هزینه بسیار بالایی آن است که استفاده از آن را در برنامه های مهم محدود می کند که هیچ ماده دیگری نمی تواند نیازهای عملکرد را برآورده کند.
در جدول زیر مقایسه جانبی با کمک در انتخاب مواد ارائه شده است:
| نشان | TP304 | TP316 | TP310S | S32205 (دوبلکس) | S32750 (فوق العاده دوبلکس) | 904L (Super وابسته به اوستن) | Inconel 625 (آلیاژ نیکل) |
| نوع آلیاژ | وابسته به اوستن | وابسته به اوستن | Austenitic | Duplex (Austenitic-Ferritic) | Super Duplex (Austenitic-Ferritic) | فوق العاده اوستن | Superalloy مبتنی بر نیکل |
| عناصر اصلی آلیاژ | 18 ٪ CR ، 8 ٪ نیکل | 16 ٪ CR ، 10 ٪ نیکل ، 2-3 ٪ ماه | 25 ٪ CR ، 20 ٪ نیکل | 22 ٪ CR ، 3 ٪ MO ، 5-6 ٪ NI | 25 ٪ CR ، 7 ٪ نیکل ، 4 ٪ ماه ، n | 20 ٪ CR ، 25 ٪ NI ، 4.5 ٪ MO ، CU | > 58 ٪ NI ، 20-23 ٪ CR ، 8-10 ٪ MO ، NB |
| مقاومت در برابر خوردگی | خوب (عمومی) | بهتر (با کلریدها) | منصفانه (در دمای اتاق) | عالی (مقاومت بالا ، مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس) | برتر (در محیط های کلرید تهاجمی) | عالی (به ویژه اسید سولفوریک) | استثنایی (طیف گسترده ای از رسانه ها) |
| استحکام درجه حرارت بالا | خوب (تا 870 درجه سانتیگراد) | خوب (تا 870 درجه سانتیگراد) | عالی (تا 1050 درجه سانتیگراد) | محدود (زیر 300 درجه سانتیگراد) | محدود (زیر 300 درجه سانتیگراد) | عالی (دامنه گسترده) | استثنایی (تا 980 درجه سانتیگراد) |
| برنامه های معمولی | فرآوری مواد غذایی ، تجهیزات آشپزخانه ، معماری | تجهیزات دریایی ، شیمیایی ، دارویی ، پزشکی | قطعات کوره ، مبدل حرارتی ، کوره | روغن و گاز ، فرآوری شیمیایی ، دریایی ، خمیر و کاغذ | سکوهای دریایی ، خطوط لوله زیرزمینی ، گیاهان نمک زدایی | گیاهان اسید سولفوریک ، کنترل آلودگی ، داروهای | هوافضا (موتورهای جت) ، پردازش شیمیایی ، مهندسی دریایی |
| هزینه نسبی | کم | واسطه | عالی | عالی | خیلی بلند | خیلی بلند | بسیار بالا |
جوش و ساخت
جوشکاری و ساخت این آلیاژها برای حفظ خصوصیات منحصر به فرد خود به تکنیک های خاصی نیاز دارند.
TP304 و TP316: این نمرات آستنیتی با استفاده از روشهای استاندارد مانند TIG (GTAW) و MIG (GMAW) به راحتی جوش داده می شوند. نکته مهم این است که برای جلوگیری از حساسیت ، ورودی گرما را به حداقل برسانید ، که می تواند منجر به خوردگی بین دانه ای شود. نمرات کم کربن (304L ، 316L) برای جلوگیری از این مسئله برای جوشکاری ترجیح داده می شود ، زیرا نیازی به عملیات حرارتی پس از جوش ندارند.
TP310s: به دلیل محتوای بالای آلیاژ و مقاومت در برابر درجه حرارت بالا ، TP310 قابل جوش است ، اما فلزات پرکننده مناسب و ورودی حرارتی کنترل شده برای جلوگیری از ترک خوردگی مهم هستند.
S32205 و S32750 (دوبلکس): فولادهای ضد زنگ دوتایی و فوق العاده دوبلکس پیچیده تر است. هدف حفظ تعادل صحیح آستنیت و فریت در فلز جوش و منطقه تحت تأثیر گرما است. استفاده از گازهای محافظ حاوی نیتروژن و فلزات پرکننده با دقت انتخاب شده بسیار مهم است. عملیات حرارتی پس از جوش به طور کلی مورد نیاز نیست ، اما کنترل دقیق پارامترهای جوشکاری برای جلوگیری از تشکیل مراحل شکننده بین فلزی لازم است.
904L: 904L با استفاده از تکنیک های معمولی قابل جوش است. مقدار کم کربن به جلوگیری از حساسیت کمک می کند. از فلزات پرکننده تطبیق به طور معمول استفاده می شود ، و کنترل گرمای مناسب برای اطمینان از بهترین مقاومت در برابر خوردگی در جوش نهایی مهم است.
INCONEL 625: جوشکاری Inconel 625 به دلیل تمایل به کار سخت کار و استحکام بالای آن ، به تکنیک های تخصصی نیاز دارد. رویه ها اغلب شامل استفاده از فلزات پرکننده خاص (Ernicrmo-3 یا Ernicrmo-4) ، جوشکاری پالس و پاکیزگی شدید است. قبل از گرمای به طور کلی مورد نیاز نیست ، اما بسته به کاربرد برای تسکین استرس و بهینه سازی خصوصیات ممکن است عملیات حرارتی پس از جوشکاری لازم باشد.
مطالعات موردی و نمونه ها
TP304: یک کارخانه آبجو محلی از فولاد ضد زنگ TP304 برای مخازن تخمیر و لوله کشی خود استفاده می کند. سطح صاف مواد به راحتی تمیز می شود و از رشد باکتریها و اطمینان از خلوص محصول جلوگیری می کند. مقاومت در برابر خوردگی عمومی آن برای مواد شیمیایی خفیف و محصولات غذایی کافی است.
TP316: اسکله جدید یک شهر ساحلی دارای دستگیره و وسایل ساخته شده از TP316 است. محتوای مولیبدن مقاومت لازم در برابر خوردگی کلرید از اسپری دریا را فراهم می کند ، از زنگ زدگی جلوگیری می کند و از عمر طولانی مدت با حداقل نگهداری اطمینان می دهد.
TP310S: یک تولید کننده کوره صنعتی ، پوشش های داخلی و سازه های پشتیبانی کوره های درجه حرارت بالا را با استفاده از TP310s می سازد. محتوای کروم و نیکل زیاد این درجه از اکسیداسیون و مقیاس گذاری جلوگیری می کند و به کوره اجازه می دهد تا در دمای بیش از 1000 درجه سانتیگراد بدون خرابی مواد کارآمد باشد.
S32750: یک سکوی نفتی دریایی در دریای شمال از S32750 برای سیستم های خنک کننده آب دریا و خطوط آتش نشانی استفاده می کند. مقاومت در برابر ترک خوردگی در برابر خوردگی استرس و استرس ، همراه با استحکام بالای آن ، قابلیت اطمینان و ایمنی این سیستم های مهم را در محیط دریایی بسیار خشن تضمین می کند.
INCONEL 625: یک شرکت هوافضا از INCONEL 625 برای نازل اگزوز موتورهای جت خود استفاده می کند. مقاومت و مقاومت در برابر خستگی استثنایی این ماده ، به آن اجازه می دهد تا در برابر گرمای شدید و استرس گازهای احتراق مقاومت کند ، عملکرد و ایمنی را در طول پرواز تضمین کند. $
