فولاد زنگ نزن رسوب سختی

تعداد بازدید: 2825
چهارشنبه 03 دي 1393

فولاد زنگ نزن رسوب سختی

فولاد زنگ نزن رسوب سختی (Precipitation Hardening Stainless Steel) اولین بار در سال 1940 توسعه یافت و از آن روز به بعد به دلیل خواص مطلوب توانست کاربردهای متنوع و اهمیت زیادی بیابد. بعضی از خواص مهم این فولاد عبارت‌اند از: سادگی ساخت، استحکام زیاد، شکل پذیری نسبتا خوب، و مقاومت به‌ خوردگی عالی. در این بحث دو گروه فولاد زنگ نزن رسوب سختی که کاربرد زیادی دارند بررسی می‌شوند. این گروه‌ها فولادهای مارتنزیتی و نیمه ‌آستنیتی‌اند.

فولاد زنگ نزن رسوب سختی نیمه آستنیتی

این فولادها از این نظر نیمه ‌آستنیتی نامیده می‌شوند که در شرایط آنیل دارای ساختار آستنیتی هستند، اما با عملیات حرارتی ساده و یا عملیات ترمودینامیکی به مارتنزیت تبدیل می‌شوند. برای ساخت این آلیاژها، موازنه فریت و آستنیت باید با دقت انجام گیرد. اگر میزان آستنیت (یا فریت) خیلی زیاد باشد، آستنیت برای تبدیل به مارتنزیت خیلی پایدار است. اگر میزان آستنیت خیلی کم باشد، در شرایط تابکاری نمی‌ توان آستنیت پایداری ایجاد کرد که در برابر دگرگونی، جزئی یا کامل به مارتنزیت مقاومت کند.

ترکیب شیمیایی بعضی فولادهای زنگ نزن رسوب سختی در  جدول زیر آمده است. فولاد 17-7PH تقریبا دارای همان مقدار کروم و نیکل است که در فولاد زنگ نزن آستنیتی 301 وجود دارد، اما برای رسوب سختی 1.2% آلومینیوم دارد. سایر فولادهای نیمه ‌آستنیتی که در جدول زیر آمده است برای جایگزینی کروم و نیکل 2 تا 3% مولیبدن دارند. آلیاژهای AM-350 و AM-355 حدود 0.1% نیتروژن دارند.

ترکیب شیمیایی بعضی از فولادهای زنگ نزن رسوب سختی نیمه آستنیتی
درجه C% Mn% Si% Cr% Ni% Mo% Al% N%
17-7PH 0.07 0.5 0.30 17.5 7.1 - 1.2 0.04
PH15-7Mo 0.07 0.5 0.30 15.2 7.1 2.2 1.2 0.04
PH14-8Mo 0.04 0.02 0.02 15.1 8.2 2.2 1.2 0.005
AM-350 0.1 0.75 0.35 16.5 4.25 2.75 - 0.10
AM-355 0.13 0.85 0.35 15.5 4.25 2.75 - 0.12
این آلیاژها معمولا به‌‌صورت آنیل شده که با حالت A مشخص می‌شود وارد بازار می‌شوند. در این حالت، ساختار شامل زمینه‌ای آستنیتی است که در آن رشته‌هایی از فریت δ وجود دارد (شکل روبرو)، در حالت A، ساخت این آلیاژها خیلی ساده است مثل این که فولادهایی کاملا آستنیتی باشند.      

   
پس از تهیه و سخت آلیاژ، برای دگرگونی آستنیت به مارتنزیت، آستنیت باید آماده شود. برای آماده‌سازی باید فولاد را به اندازه کافی گرم کرد تا کربن از محلول جامد خارج شود و با تشکیل کاربید کروم (Cr23C6) رسوب کند. رسوب ابتدا در فصل مشترک فریت - آستنیت تشکیل می‌شود (شکل روبرو). خارج کردن کربن و مقداری کروم از زمینه آستنیتی، آستنیت را نیمه‌پایدار می‌کند و به هنگام سرد کردن به دمای Ms، آستنیت به مارتنزیت تبدیل می‌شود.  

    

پس از تهیه و سخت آلیاژ، برای دگرگونی آستنیت به مارتنزیت، آستنیت باید آماده شود. برای آماده‌سازی باید فولاد را به اندازه کافی گرم کرد تا کربن از محلول جامد خارج شود و با تشکیل کاربید کروم (Cr23C6) رسوب کند. رسوب ابتدا در فصل مشترک فریت - آستنیت تشکیل می‌شود (شکل زیر). خارج کردن کربن و مقداری کروم از زمینه آستنیتی، آستنیت را نیمه‌پایدار می‌کند و به هنگام سرد کردن به دمای Ms، آستنیت به مارتنزیت تبدیل می‌شود.

فولاد 17-7PH در دمای 760 درجه سانتی گراد تا دمای حدود 16 درجه سانتی گراد سرد می‌شود (شکل زیر). گرم کردن تا بیشتر از 950 درجه سانتی گراد منجر به تشکیل کاربید کمتری می‌شود و بنابراین برای دگرگونی آستنیت به مارتنزیت باید فولاد تا دمای کمتری سرد شود (حدود 73- درجه سانتی گراد)، نکته مهم اینکه، چون کربن و کروم دمای Ms را کاهش می‌دهند، چنانچه کربن و نیتروژن یا کروم کمتر حذف شوند، دمای Ms آلیاژ کمتر است.

 

   

 

 

 

 

 

 

آخرین قدم در عملیات حرارتی این دسته فولادهای زنگ نزن، {{رسوب سختی}} است که در دمای 650-480 درجه سانتی گراد انجام می‌شود. آثار رسوب سختی با میکروسکوپ نوری دیده نمی‌شود، اما وقتی آلیاژ در شرایط رسوب سختی است با میکروسکوپ الکترونی یک حالت رگه‌دار، دیده می‌شود. به هنگام رسوب سختی، آلومینیوم موجود در مارتنزیت با مقداری نیکل ترکیب و رسوب های Ni3Al و NiAl را ایجاد می‌کند که به مقدار چشمگیری آلیاژ را سخت می‌کند.   

خواص مکانیکی بعضی از این آلیاژها در شرایط معمولی پیری در جدول زیر آمده است.

  
نوع شرایط شکل

استحکام تسلیم 0.2%

MPa          ksi

استحکام کششی 

Mpa       ksi

درصد ازدیاد طول

در 2 اینچ

سختی
17-7PH TH-1050 ورق 185 1276 200 1379 9 43
PH15-7Mo RH-950 ورق 225 1551 240 1655 6 48
PH15-7Mo CH-900 ورق 260 1793 265 1827 2 49
PH 4-8Mo SRH-680 ورق 215 1482 230 1586 6 48
AM 350 SCT-850 ورق 175 1207 206 1420 12 46
AM 355 SCT-850 ورق 181 1248 219 1510 13 48

 

فولاد زنگ نزن رسوب سختی مارتنزیتی

فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی رسوب سختی ‌پذیر از دیدگاه کاربرد - وزن، از انواع دیگر کاربرد بیشتری دارند. این فولادها در حالت آنیل-حل‌سازی بسیار سخت‌اند و در نتیجه بیشتر به شکل میلگرد، سیم، و قطعات سنگین آهنگری به‌کار می‌روند و فقط به مقدار کمی به شکل {{ورق}} کاربرد دارند. نسبت آستنیت و فریت در این فولادها طوری است که پس از عملیات حل‌سازی و سردکردن تا دمای اتاق در حالت مارتنزیتی هستند.

از زمان توسعه فولاد زنگ نزن w در سال‌های 1940، یک سری کامل فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی رسوب سختی توسعه یافت. ترکیب شیمیایی چهار نوع از این فولادها در جدول زیر آمده است.

نوع C% Mn% Si% Cr% Ni% Mo% Al% Cu% Ti% Cb%
استحکام متوسط
17-4PH 0.04 0.30 0.60 16 4.2 - - 3.4 - 0.25
15-5PH 0.04 0.30 0.40 15 4.5 - - 3.4 - 0.25
کاستوم 450 0.03 0.25 0.25 15 6 0.8 - 1.5 - 0.30
زنگ نزن W 0.06 0.50 0.50 16.75 6.25 - 0.2 - 0.8 -
استحکام زیاد
PH13-8Mo 0.04 0.03 0.03 12.7 8.2 2.2 1.1 - - -
کاستوم 455 0.03 0.25 0.25 11.75 8.4 - - 2.5 1.2 0.30

عنصر سخت‌کننده اصلی در فولاد 17-4PH، مس می باشد. در کاستوم 450، مقدار کمتری مس با مقداری مولیبدن به ‌کار می‌رود.

فولاد زنگ نزن W و 17-4PH دارای ساختار دوفازی با زمینه مارتنزیتی و رشته‌هایی از فریت δ (معمولا کمتر از 10%) می‌باشند. وجود فریت، باعث کاهش استحکام در جهت ضخامت (در تمام سطوح استحکام)، به‌خصوص در قطعات سنگین می‌شود. فولادهای جدید زنگ نزن مارتنزیتی رسوب سختی‌پذیر مثل 15-5PH و کاستوم 450 بدون فریت تهیه می‌شوند، و بنابراین خواص در جهت ضخامت بهبود می‌یابد.

عملیات حرارتی این فولادها شامل گرم کردن جهت حل‌سازی، سردکردن تا دمای محیط و پیرکردن است. فولاد 17-4PH به‌طور عادی در دمایی حدود 1040 درجه سانتی گراد حل‌سازی و سپس برای به‌دست آوردن حداکثر سختی در 510-450 درجه سانتی گراد پیر می‌شوند. شکل زیر نشان‌دهنده اثر عملیات حرارتی بر استحکام تسلیم و کششی فولاد 17-4PH است.

خواص مکانیکی بعضی از فولادهای زنگ نزن مازتنزیتی رسوب سختی پذیر در جدول زیر آورده شده است.

          
نام شرایط شکل

استحکام تسلیم در 0.2%

MPa        Ksi

استحکام کششی

MPa     ksi

درصد ازدیاد طول

در 2 اینچ

درصد کاهش سطح

سختی

Rc

استحکام متوسط
17-4PH H-925 گرد 175 1207 190 1310 14 54 42
15-5PH H-925 گرد 175 1207 190 1310 14 54 42
کاستوم 450 H-900 گرد 184 1269 196 1351 14 60 42
زنگ نزن W H-950 گرد 180 1241 195 1345 10 - 42
استحکام زیاد
PH13-8Mo H-950 گر 210 1448 225 1551 12 50 47
کاستوم 455 H-900 گرد 235 1620 245 1689 10 45 49

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

 Smith.W., Structure and Properties of Engineering Materials, McGraw-Hill, 1987

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

فولاد زنگ نزن رسوب سخت
فولاد زنگ نزن رسوب سخت شونده
استیل زنگ نزن رسوب سخت
فولاد ضد زنگ رسوب سختی
فولاد ضدزنگ رسوب سختی
فولاد ضد زنگ رسوب سخت
برچسب ها: فولاد زنگ نزن رسوب سختی&فولاد زنگ نزنخوردگیفولاد
بیست و یکمین نمایشگاه بین المللی ساختمان و صنایع سرمایشی و گرمایشی مشهد 97
بیست و یکمین نمایشگاه بین المللی ساختمان و تاسیسات سرمایشی گرمایشی مشهد 97 &n ...بیشتر
هجدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 97
هجدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران 97   ...بیشتر
تقویم نمایشگاه های بین المللی سال 1397
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
بیست و سومین نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران 97
بیست و سومین نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران 97   ...بیشتر
بیست و یکمین دوره نمایشگاه بین المللی حرارتی، برودتی و سیستم های تهویه تبریز 97
بیست و یکمین دوره نمایشگاه بین المللی حرارتی، برودتی و سیستم های تهویه تبریز 97 ...بیشتر
هفدهمین همایش روز ملی حمایت از حقوق مصرف کنندگان
  درباره همایش با توجه به تغییر و تحولات هر کشوری در مسیر توسعه ا ...بیشتر
دریافت لوح تقدیر هفدهمین همایش روز ملی حمایت از حقوق مصرف کنندگان
پاکمن مفتخر به دریافت لوح تقدیر و گواهینامه هفدهمین همایش روز ملی حمایت از حقوق ...بیشتر
هشتمین دوره نمایشگاه ساختمان، برق، تاسیسات آب و فاضلاب اردبیل 96
عنوان: نمایشگاه ساختمان، برق، تاسیسات آب و فاضلاب اردبیل 96 شهر:  ...بیشتر
سومین کنفرانس ملی تهویه مطبوع و تاسیسات حرارتی و برودتی
عنوان: سومین کنفرانس ملی تهویه مطبوع و تاسیسات حرارتی و برودتی شهر: ق ...بیشتر
اولین نیروگاه خورشیدی یزد به بهره برداری رسید
اولین نیروگاه خورشیدی استان یزد با حضور اسحاق جهانگیری معاون اول رییس جمهور و جم ...بیشتر
دهمین دوره نمایشگاه بین المللی انرژی نو، تجدیدپذیر، بهره وری و صرفه جویی تهران 96
عنوان: دهمین دوره نمایشگاه بین المللی انرژی نو، تجدیدپذیر، بهره وری و صرفه ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر