فولاد های مقاوم
فولاد های مقاوم :
مهم ترین ویژگی فولاد های استنلس، مقاومت آنها در برابر زنگ خوردگی می باشد. لازم به ذکر است که حتی اگر به مقدار زیادی در آنها نیکل وجود داشته باشد، نمی تواند به تنهایی پاسخگوی مقاومت در برابر خوردگی باشد. بنابراین نیاز هست که در کنار نیکل، کرم باشد. در این نوع فولاد ها، حدود 12% کرم وجود دارد. مهم ترین مزیتی که نیکل دارد، بهبود بخشیدن به مقاومت ضربه های فولاد کرم نیکل دار و تسهیل دادن به ایجاد فاز آستنیت می باشد. اصلی ترین عاملی که موجب می شود تا مقاومت به خوردگی افزایش یابد، مولیبدن است. همچنین مولیبدن شرایط لازم را برای خنثی کردن این دسته از فولاد را فراهم می کند. لازم به ذکر است که برای تشکیل کاربیدهای پایدار که باعث افزایش مقاومت به خوردگی بین دانه ای میشود، افزودن Ti و Nb به انواع معینی از فولادهای کرم-نیکل دار امری ضروری است.
فولاد های زنگ نزن:
مهم ترین عنصر های تشکیل دهنده ی فولاد های زنگ نزن، کرم و کربن می باشد. هر چند که مقدار کربن کمتر از 04/0 درصد است تاثیر کرم بر استحکام کششی حتی در مقادیر 13 و 17و 20درصد بسیار ناچیز است. لازم به ذکر است که در مقادیر زیادتر کربن با عملیات حرارتی مناسب امکان دستیابی به استحکام کششی منایب و عملیات مکانیکی مورد نظر فراهم میشود.
با توجه به ریزساختار فولاد های کرم دار را به شرح زیر می توان دسته بندی کرد:
الف-فولادهای کرم دار-فریتی (12 تا 18 درصد کرم -1/0درصد کربن)
ب- فولادهای کرم دار-نیمه فریتی (12 تا 14 درصد کرم -08/0 تا 12/0 درصد کربن)
ج-فولادهای کرم دار-مارتنزیتی (12 تا 18 درصد کرم و بیش از 3/0 درصد کربن)
د- فولادهای کرم دار-قابل عملیات حرارتی (12 تا 18 درصد کرم -15/0 تا 20/0 درصد کربن)
این دسته بندی را در مورد جوش پذیری نیز می توان تکرار کرد.
تحت شرایط حرارتی نامناسب فولاد های فریتی (گروه الف) تمایل به تشکیل دانه های درشت نشان میدهند. انرژی حرارتی ناشی از جوشکاری منجر به رشد دانه بندی میشود که نمیتوان آنرا با پس گرمایش برطرف نمود. در نتیجه کاربید رسوب میکند و در مرز دانه های فریت باعث شکنندگی و کاهش شىیى مقاومت به ضربه فلؤ جوش میشود.برای غلبه بر این حالت باید از الکترود آستنیتی تثبیت شده با 19 درصد کرم و 9 درصد نیکل استفاده نمود.فلز جوشی که بدین ترتیب حاصل میشود دارای خاصیت آستنیتی و مقاومت به ضربه بالا است.فلز جوشی که بدین طریق حاصل میشود از نظر مقاومت به خوردگی مطابق فولددهای ضدزنگ فریتی میباشد اما از نظر ظاهر با فلز مبنا تفاوت رنگ دارد.در صورتیکه اجبار در یکرنگی باشد باید از فیلر متال مشابه( مثلا 18 درصد کرم به همراه کمی Ti)استفاده شود.Tiدر مقادیر جزیی نقش موثر در ریز دانه کردن فلز جوش دارد.
فولادهای مقاوم به خوردگی
فولادهای آستنیتی مقاوم به خوردگی کرم-نیکل دار عموما دارای خواش جوشکاری مطلوبی هستند(جوش پذیرند). اما خصوصیاتی چند از این فلزات باید مدنظر قرار گیرد.
الف- ضریب هدایت حرارتی کم.
ب- ضریب انبساط حرارتی زیاد.
ج- سرشت انجماد اولیه این نوع فولادها که تاثیر مهم و تعیین کننده ای بر مکانیزم وقوع ترگ گرم در آنها دارد. وجود مقدار مشخصی از فریت در فلز جوش بیانگر مقاومت به ترک گرم است.
به کمک نمودار شفلر- دولانگ امکان تعیین ریز ساختار بر اساس ترکیبات فلز جوش ممکن است. نمودار شفلر - دولانگ کمکی عملی در تعیین مقدار تقریبی فریت(فریت دلتا)و سرشت ریز ساختار تشکیل شده حین جوشکاری فولادهای آلیازی غیر همجنس اراوه میدهد.علاوه بر این برآوردی کلی از تاثیرات مقادیر کم فریت بر مقاومت به ترک گرم فلز جوش آستنیتی را مقدور میسازد.تجربه ثابت کرده که روشهای متفاوت تعیین درصد فریت عملا مساله ساز است و طبق توافق جهانی به جای درصد فریت تعداد فریت را مبنا و ماخذ محاسبات قرار میدهند .
فولاد های مقاوم به حرارت:
الف- فولادهای فریتی یا فولادهای فریتی- پرلیتی از نوع (Cr یا Cr-Si و Cr-Si-Al) و فولدهای فریتی - آستنیتی
ب- فولادهای مقاوم به حرارت از نوع آستنیتی از نوع Cr-Ni-Si
در حالیکه در جوشکاری قطعات فولادی از نوع آستنیتی با الکترودها ی همجنس آن پیشگرم قطعه ضرورتی ندارد فولادهای مقاوم به حرارت از نوع فریتی کرم دار را معمولا 100 تا 300 درجه پیش گرم و در 750 درجه هم پس گرم و آنیل میکنند. علت اینکار هم غلبه بر درشت دانگی و تمایل به ترد شدنHAZ است. قطعات ریختگی از جنش فریت_آستنیت را باید در حالت گرم 700تا800 درجه جوش داد و اجازه داد که به تدریج سرد گردد.
جوشکاری فولادهای فریتی و فریتی-پرلیتی با الکترودهای هم جنس قطعه کار کاهش در استحکام ضربه ضربه ای فلز جوش را نشان میدهد لذا پیشنهاد میشود این نوع فولادها را باالکترودهای آستنیتی مقاوم به حرارت جوش داد.در این حالت نیز باید توجه داشت که مقاومت به حرارت فلز جوش آستنیتی در محیط احتراق با گازهای اکسید کننده با هوا تقویت میشود و طبیعتا این مقاومت به حرارت در محیط گازهای احیا کننده به مقدار زیادی کاهش می یابد برای غلبه بر محیط احتراق با مقدار زیاد گاز گوگرد استفاده از الکترودهایی با کرم زیاد توصیه میگردد.