فولاد زنگ نزن فریتی

فولاد زنگ نزن فریتی (Ferritic Stainless Steel) آلیاژهای آهن- کروم با 30-12% کروم میباشند. از آنجا که ساختار این آلیاژها در شرایط معمولی عملیات حرارتی بهصورت فریت (آهن α ) باقی میماند، فریتی نامیده میشوند.این گروه تحت نام های CB-30 و CC-50 شناخته می شود. نوع CB-30 ، آلیاژهایی هستند که توسط عملیات حرارتی قابل سخت کاری نیستند. اگر تعادل بین عناصر در ترکییب شیمیایی حفظ شود این آلیاژ کاملا فریتی می شود. اگر کروم آن در پایین ترین میزان مشخص شده و کربن و نیکل آن در بالاترین مقدار خود باشد ، می توان توسط عملیات حرارتی تا حدی ساختار مارتنزیتی به وجود آورد. از این آلیاژ در ساخت بدنه شیرها ، تجهیزات تولید مواد شیمیایی و مواد غذایی استفاده می شود.آلیاژ CC-50 با کروم بالا مقاومت خوبی در برابر مواد اکسید کننده ، اسیدهای نیتریک و سولفوریک و مایعات قلیایی دارد. همچنین از این گروه آلیاژی برای ساخت قطعاتی که در معرض اسیدهای معدنی دیگر و فرآورده های سلولزی قرار دارند، به کار می رود.ترکیب شیمیایی و کاربرد فولاد زنگ نزن فریتیبر اساس ترکیب فولادهای زنگ نزن فریتی به دو دسته تقسیم می شوند:1- سری 400 استاندارد: که حاوی 27-11%Cr ، 20-0.08%C و مقادیر کمی پایدار کننده فریت مانند آلومینیوم ، نیوبیوم و تیتانیوم هستند.2- سری دوم که حاوی کروم بیشتر تا 30% ، مولیبدن تا 4% و نیکل تا 2% می باشند که مقاومت عالی در برابر SCC دارند.ترکیب شیمیایی و کاربرد بعضی از فولادهای زنگ نزن فریتی استاندارد در جدول زیر آمده است. این آلیاژها بیشتر در کاربردهایی که در آن مقاومت به خوردگی و مقاومت گرمایی لازم است، بهکار میروند.فولادهای زنگ نزن فریتی از این جهت مورد توجه مهندسین طراح قرار دارند که مقاومت به خوردگی آنها مثل فولادهای زنگ نزن نیکل دار بوده اما ارزانترند زیرا در ترکیبشان نیکل وجود ندارد. با وجود این، فولادهای زنگ نزن فریتی نسبت به فولادهای آستنیتی کاربرد محدودتری دارند، زیرا شکلپذیر نیستند، به فاق حساس بوده و قابلیت جوشکاری ضعیفی دارند. برای غلبه بر مشکل شکل پذیر نبودن فولادهای زنگ نزن فریتی استاندارد، فولادهای فریتی جدید با مقدار کم کربن و نیتروژن به صورت تجاری ساخته شده است (جدول زیر). این آلیاژها جوش پذیرند و مقاومت به خوردگیبهتری دارند.

دسته بندی فولادهای زنگ نزن

دسته بندی فولادهای زنگ نزن (Classification of Stainless Steel) بر مبنای اختلاف در ساختار و ترکیب شیمیایی آنها بوده که بر این اساس به پنج گروه اصلی زیر تقسیم میشوند:1- فولاد زنگ نزن فریتی2- فولاد زنگ نزن مارتنزیتی3- فولاد زنگ نزن آستنیتی4- فولاد زنگ نزن آستنیتی-فریتی5- فولاد زنگ نزن رسوب سختیفولادهای زنگ نزن فریتیاین فولادها 17-12% کروم و 1-0.1% کربن دارند. با عملیات حرارتی سخت میشوند و شبیه به فولادهای ساده کربنی، مارتنزیت تشکیل میدهند. اگر مقدار کربن آنها حدود 1% باشد و عملیات حرارتی مناسبی به کار رود خیلی سخت میشوند. مقدار کمی از عناصر دیگر برای بهبود مقاومت به خوردگی، استحکام و چقرمگی به آنها اضافه میشود.روش اصلی سخت کردن این آلیاژ استحاله فاز آستنیت به مارتنزیت با خنک کردن ان در هوا یا روغن است.فولادهای زنگ نزن آستنیتیاین فولادها آلیاژهای سه تایی با 22-6% نیکل میباشند. شبیه به فولادهای زنگنزن فریتی، با عملیات حرارتی نمیتوانند سخت شوند. اما معمولا در دمای محیط ساختار آنها آستنیتی است، شکل پذیرترند، و معمولا مقاومت به خوردگی بهتری نسبت به فولادهای زنگنزن فریتی دارند. برای جلوگیری از خوردگی بین دانه ای، روی بیشتر فولادهای زنگنزن آستنیتی باید عملیات حرارتی خاصی انجام شود و یا ترکیب شیمیایی آنها اصلاح شود.فولاد زنگ نزن آستنیتی-فریتی ( دوتایی )فولادهای زنگ نزن آستنیتی-فریتی که به آنها فولاد زنگ نزن دوتایی (DUPLEX) نیز می گویند از پرکاربردترین نوع این فولادها هستند. در ریز ساختار این فولادها، 40-5% فریت وجود دارد که در زمینه آستنیتی آن پخش شده است و بسته به نوع خاص آلیاژ و اینکه از عناصر فریت زا یا آستنیت زا استفاده شده باشد، متفاوت است.فولاد زنگ نزن آستنیتی-فریتی قابلیت جوشکاری خوبی داشته که به علت وجود فاز فریت بوده و نیز مقاوم در برابر خوردگی و SCC می باشد. همچنین این فولادها در برابرخستگی مقاومت خوبی داشته و نسبت به فولاد زنگ نزن فریتی چقرمگی و داکتیلیته بهتری دارد.فولادهای زنگ نزن رسوب سختیاین آلیاژها معمولا 30-10% کروم، و مقدار متغیری نیکل و مولیبدن دارند. با اضافه کردن Cu، Al، Ti فاز رسوب سختی تشکیل میشود. این آلیاژها برای بسیاری از کاربردها مناسب بوده و بدون کاهش چشمگیری در مقاومت به خوردگی دارای استحکام مکانیکی بالایی میباشند. بیشتر این آلیاژها حتی در دماهای بالا استحکام مطلوبی دارند.