مقاله فولادهای پر آلیاژ pdf دارای 57 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله فولادهای پر آلیاژ pdf کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله فولادهای پر آلیاژ pdf ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن مقاله فولادهای پر آلیاژ pdf :
فولادهای پر آلیاژ ریخته گری شده به طور گسترده به دلیل مقاومت به خوردگی در محیط های آبی در دمای محیط و یا نزدیک به این دما و یا کار در اتمسفر با گاز داغ و یا دماهای بالا (بیش از 65 یا 1200) یا مورد استفاده قرار می گیرند. فولادهای ریخته گری پر آلیاژ به طور معمولی بر اساس ترکیبشان و طبق استانداد انجمن ریخته گران آمریکا طبقه بندی می شوند. این طبقه بندی با MSTM نیز تطابق داده شده است (مثال از این نحوه نامگذاری CF-/M است).
اولین حرف نشان دهنده این است که آیا بر این محیط خورنده آبی مناسب است © و یا برای محیطی با دمای بالا (H) حرف دوم نشان دهنده ترکیب میانگین کروم و نیکل آلیاژ طبق شکل 1 می باشد. هر مقدار که درصد نیکل افزایش یابد حروف نیز ار ATHLON به سمت z تغییر می یابند. حرف یا حروف بعدی سپس از دو حرف اول نشان دهنده ماکزیمم میزان کربن می باشند. (درصد، ضرب درصد شده اند). در نهایت نیز چنانچه عناصر دیگری موجود باشند. بوسیله حروفی که بعد از خط تیره نوشته می شوند. (sullix) نشان داده می شوند. بنابراین CF-8M نشان دهنده آلیاژ C که دارای مقاومت خوردگی (C) و 19% کروم و 19% نیکل می باشد و دارای ماکزیمم کربن 008% و دارای مولیبدن برخی از فولادهای بر آلیاژ ریختخ گری شده درای بسیاری از خواص مشابه ریخته گری فولادهای فولادی کم آلیاژ می باشند (به مقاله ای تحت عنوان فولادهای کم آلیاژ در این جلد مراجعه شود).
برخی از خواص مکانیکی این گروه از فولادها (برای مثال سختی واستحکام تسلیم) می توانند بوسیله عملیات حرارتی مناسب تغییر یابند. با این حال فولادهای ریخته گری پر آلیاژی که دارای بیش از 20 الی 30 درصد کروم +Ni می باشند، تغییرات فازی مشابه فولادهای کربنی ساده و کم آلیاژ در حین حرارت دهی پایین دمای اتاق و دمای اتاق و دمای ذوب از خود نشان نمی دهند. این مواد بنابراین غیر قابل سخت کردن می باشند وخواسشان وابسته به ترکیب است و نه عملیات حرارتی بنابراین توجه ویژه ای می بایت داشت برای هرگروه از فولادهای پر آلیاژ با توجه به حرارتی ریخته گری، ذوب و عملیات حرارتی جایگزین (اگر موجود باشد).
فولادهای پر آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی
فولادهای پر آلیاژ ریخته گری مقاوم در برابر خوردگی، که به طور معمول به فولادهای ضد زنگ ریخته گری شناخته می شوند دارای رشد قابل توجهی در طی 40 سال اخیر از لحاظ تکنولوژیکی و اهمیت اقتصادی داشته اند کاربرد های اساسی این فولادها در مواد بکار گرفته شده در کارخانجات تولید مواد شیمیایی و نیروگاههای انرژی که نیازمند به محیط آبی و مقاوم به خوردگی در دماهایی به طور معمول کمتر از 315 می باشد. این آلیاژ ها نیز گاهی برای مقاصد ویژه ودر دماهای سرویس دهی تا 65 نیز بکار می روند.
یک تعریف درست از فولادهای ریخته گری ضد زنگ های تعریفی است که در سال 1910 ارائه شد که فولادهای را شامل می شوند که حداقل 12 درصد کروم برای مقاومت به خوردگی داشته باشند اگر چه بسیارز ازفولاد های ریخته گیری ضد زنگ دارای ترکیبات بسیار پیچیده تر از آن چه که در تعریف ماده فوق ذکر شده می باشند. فولاد های ضد زنگ به طور معمول شامل یک یا چند عنصر آلیاژ ساز علاوه بر کروم (برای مثال، نیکل، مولیبدن، مس، نیولبیوم و نیتروژن) به منظور ایجاد ساختاری مورد نظ و مقاوم به خوردگی و یا ایجاد خواص مکانیکی ویژه جهت کاربردی خاص می باشند.
فولادهای پر آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی به طور معمول بر اساس ترکیب و یا ساختارشان دسته بندی می شوند. باید به این نکته توجه شود که طبقه بندی بر اساس ترکیب و یا ساختار همیشه مستقل از یکدیگر نیستند و گاهی طبقه بندی بر اساس ترکیبی از این دو انجام می شود. در جدول 1 ترکیبی آلیاژهای تجاری ریخته گری مقاوم در برابر خوردگی آورده شده است. این آلیاژها بر اساس فلوادهای کروم دار، فولادهای کروم- نیکل دار که در ان ها کروم عنصر آلیاژی غالبی و فولادهای نیکل- کروم دار که در آن ها نیکل عنصر آلیاژ غالب می باشد طبقه بندی می شوند. قابلیت سرویس دهی فولادهای مقاوم در برابر خوردگی ریخته گرم شده و به طور وسیعی به نبود کربن و بویژه رسوبات کارمبیدی در ریز ساختار آلیاژ بستگی دارد. بنابراین فولادهای مقاوم خوردگی ریخته گری به طور معمول کم کربن می باشد > 0.08% < معمولا. همانگونه که در جدول 1 دیده می شود، فولادهای ریختگی هر آلیاژی را می توان بر اساس میکروساخترای نیز طبقه بندی کرد. ساختارها می تواند آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی، یا ترکیب دو تایی آنها باشد. ساختاری با یک نوع ویژه اساسا با ترکیب شیمایی یشان مشخص می شوند به ویژه مقادیر کروم، نیکل، و کربن در این در این خصوص (در این مقاله به بخش مزیت در فولاد زنگ نزن ریختگی مراجعه کنید).
عموما فولادهای ریختگی هر آلیاژی نوع کروم دار ساده یا مارتنزیتی مستند یا مزینی نوع کروم نیکل یا دو فازی مستند یا آستنیتی، فولاد های نیکل- کروم کاملا آستنیتی هستند.
انواع مارت؟ شامل آلیاژهای CA-6NM, CA-15m-CA-40, CA-15 می باشند. آلیاژ CA-15 شامل مقدار حداقلی از کروم می باشد که اصولابرای ضد زنگ ساختن آن ضروری می باشد. آن مقاومت خوبی به خوردگی اتسمفری بعلاوه، به بسیاری از محیط های آلی در سرویس دهی های نسبتا فرم دارد. آلیاژ های CA-40, CA-15 که با کربن بیشتری اصلاح شده اند تا سطوح بالاتری از استحکام و سختی عملیات حرارتی پیدا کنند. آلیاژ CA-15m یک آلیاژ CA-15 اصلاح شده با مولیبدنیم می باشد که استحکام را در دمای بالا بهبود می بخشد آلیاژ CA-6NM یک آلیاژ آهن – کروم- نیکل- مولیبدنیم با مقدار کمی کربن می باشد. انواع آستنیتی شامل CN-7M, CK-20, CH-20 می باشد. آلیاژهای CK-20, CH-20 پر کروم، پر کربن می باشد که کاملا ترکیب آستنیتی دارد که در آن مقدار کروم بیشتر از نیکل می باشد. آلیاژ CN-7M پر آلیاژی در بسیاری از محیط ها مقاوئمت به خوردگی عالی دارند و اغلب در سرویس دهی اسید سولفوریکی مورد استافده قرار می گیرد.
از انواع فریتی آلیاژهای CB-3C کاربید Feritet و CC-50 معرفی شده اند. آلیاژ CB-3C به ویژه با عملیات حرارتی قابل سختاری نیست. همینکه این آلیاژ به طور معمول ساخته می شود، (تعادل میان عناصر در ترکیب معتبر در ساختار کاملا فریتی می شود) مشابه فولاد زنگ نزن ؟ نوردی نوع AISI 442 آلیاژ CC-50 اساسا نسبت به آلیاژ CB-30 ُکروم بیشتری دارد و به خوردگی موضعی در بسیاری از محیط ها نسبتا مقاومت بیشتری دارند.
آلیاژ های آستنینی – فریتی شامل CF-8A, CF-8, CF-3A, CF-3, Ce-3C CG-8M, CF-16F, CF-8C, CF-8C, CF-3MA, CF-3M, CF-20 می باشد. میکرو ساختارهای این آلیاژ ها معمولا شامل 5 تا 40% فریت دارد که بستگی به طبقه مشخص (ویژه) و تعادل میان عناصر فریت زا و آستنیت زا در ترکیب شیمیایی دارد (در این مقاله به بخش فریت در فولادهای زنگ نزن مراجعه کنید)
آلیاژ های دو تایی دو فازی دو آلیاژ دو تایی CD-4MCU و فرو آلیوم اخیرا مورد توجه قرار گرفته اند. آلیاژ CD-4MCU آلیاژ دو تایی می باشد که بیشتر آلیاژی شده است. فروآلیوم توسط شرکت Langley Alloy توسعه یافته است و اساسا CD- 4MCU می باشد که به آن حدود N0.15% توسعه یافته است و اساس CD-4MCU می باشد که به آن حدود N 0.15% اضافه شده است. آلیاژ های دو تایی که سطوح بالایی او فریت (حدود 40 تا 50%) می باشند نیکل پایینی دارند نسبت به آلیاژ CF-3M به ترک نقش – خوردگی scc مقاومت بهتری دارند . آلیاژ CD-4MCU که بدون نیتروژن م یباشد و نسبتا مقدار کمی مولیبدنیوم دارد، فقط به طور جزی به خوردگی موضعی نسبت به CF-3M مقاومت بهتری دارد. فرد آلیوم، که دارای نیتروژن می باشد، نسبت به CD-4MCU مولیبدنیم بالا تری دارد، نسبت به CD-4mcn, CF- 3m مقاومت به خوردگی موضعی بهتری نشان می دهند پیشرفت و بهبودی در فرآیند تولید فولاد زنگ نزن( برای مثال، ریز دانه ک؟ با پرتو الکترونی،؟ بوده کرون با آرگن- اکسیژن، و ذوب خلا و القایی) یک تولید ثانوی برای تولید فولادهای زنگ نزن دو تایی ایجاد کرده است. این فولاد ها اغلب مقاومت عالی به خوردگی حفره ای و خوردگی شکافی، به ویژه به scc کریدی نسبت به فولاد های زنگ نزن آستنیتی مقاومت بهتری دارند، تافنس خوب و استحکام تسلیم دو تا سر برابر بیشتر نسبت به فولاد های زنگ نزن 304 یا 316 دارند.
فولادهای زنگ نزن دو تایی تولید اولیه، برای مثال AISI نوع 399 و CD-4MCU برای مدت زیادی مورد استفاده بوده است. نیاز به بهبودی در قابلیت جوشکاری و مقاومت به خوردگی این آلیاژها منجر به آلیاژ های تولید ثانویه شد که با افزون نیتروژن بهعنوان یک عنصر آلیاژی مشخص می شود.
فولاد های زنگ نزن تولید ثانوی دو تایی معمولا دارای حدود یک ترکیب 50-50 فریت و آستنیت می باشد. آلیاژهای دو تایی جدید ایمنی بیشتری به scc کلریدی انواع فریتی را با نافس و سهولت ساخت آستنیتی را به همراه دارد. از میان آْیاژهای دو تایی تولید ثانوی، آلیاژ 2205 به نظر می رسد که زنگ نزن عام المنظور، (حرف عمومی) شده است. جدول 2 ترکیب شیمیایی آلیاژ های دو تایی تولید ثانویه را نشان می دهد.
انواع رسوب سختی آلیاژ های این گروه عبارتند از CB-7CU و CD4MCU آلیاژ CB-7CU یک آلیاژ مارتنزیتی کم کربن می باشد که ممکن است شامل مقادیر اندکی از فریت یا آستنیت باقی مانده باشد. وقتی که آلیاژ تا شرایط سختی (س؟ عملیات حرارتی می شود مس رد مارتنزیت رسوب می کند.
فولادهای آلیاژی مقاوم به حرارت نوع H
ق طعات ریختگی فولاد هر آلیاژی مقاوم بر حرارت به طور گسترده برای کار بردهایی که شامل دماهای سرویس دهی بیش از c 650 می باشد مورد استفاده قرار می گرد. استحکام در این دماهای بالا تنها عیار می باشد. که به کمک ان مواد انتخاب می شوند. زیرا کاربردها اغلب شامل محیط های خورنده می باشد که بایستی فولاد بر آن مقاوم باشد. اتمسفرهایی که عموما با آن مواجه می شویم. هوا، گازهای سوخت یا گازهای فرآیند می باشد. چنین اتمسفرهایی یا اکسیدی هستند یا احیایی و ما اگر گوگرد و کربن موجود باشد سولفیدی یا کربور، می شوند.
فولادهای کربن دار یا کم آلیاژی بندرت استحکام و مقاومت به خوردگی کافیف در دماهای بالا در محیط هایی که برای فولادهای ریختگی مقاوم بر حرارت به طور معمول انتخاب می شوند، دارند فقط فولادهای مقاوم بر حرارت خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی لازم را در مدت زمانهای طولانی بدون فروپاشی مفرط بیش از حد) و غیر قابل پیش بینی نشان می دهند. افزون بر استحکام مقاومت بر خوردگی طولانی مدت، بعضی از فولاد های مقاوم بر حرارت ریختگی مقاومت ویژه ای به اثرات دماهای سیکلی و تغییرات در طبیعت محیط عمل کننده نشان می دهند.
تعدادی از انواع فولادهای هر آلیاژی ریختگی توسعه یافته اند و برای انواع نیازهای سرویس دهی به طور موفقیت آمیزی مورد استفاده قرار گرفته اند اینها سه گروه اصلی هستند و بر اساس ترکسیب شیمیایی می باشند.
آلیاژهای آهن – کروم
آلیاژهای آهن- کروم- نیکل
آلیاژ آهن – نیکل – کرومن
این آلیاژی درصد کربن خیلی پایین دارند که باعث می شود ساختاری فریتی باشد اما بعضی از آنها مقادیر کربن بالاتر هم دارند.
این نوع آلیاژ ها مشابه فولادهای هر آلیاژی مقاوم به خوردگی می باشند به استثنای آنهایی که مقادیر کربن بالاتری دارند، که استحکام بیشتر در دمای بالا را فراهم می کنند. مقدار کربن بالاتر و به مقدار کربن محدود، ترکیب شیمیایی آلیاژ انواع فولادهای مقاوم بر حرارت ریختگی را از ؟ نوردی آنها متمایز می سازد. جدول 3 ترکیب شیمایی انواع مقاوم به حررات ریختگی استاندارد را به طور خلاصه نشان می دهد.
آلیاژهای آهن – کروم شامل 8 تا 30% cr و مقدار نیکل یا بدون نیکل می باشند. ساختار آنها فریتی است و در داکتیلیته کمتری را در دماهای محیط نشان می دهند. آلیاژهای آهن0 کروم نخست در جایی استفاده می شد که مقاومت به خوردگی گذاری گازی مورد ملاحظه اصلی (غالب) بود زیرا آنها در ماهای بالا استحکام نسبتا پایینی دارند. مثالهایی از چنین آلیاژ ها انواع HP, HC, HA ریختگی می باشد که در جدول 3 فهرست شده است.
آلیاژ های آهن- کروم – نیکل شامل بیش از 18% کروم و بیش از N8% با مقداری کرومی که همیشه از مقداری نیکل بیشتر است آنها دارای زمینه آستنیتی می باشند. هر چند که چند گروهی دارای تعدادی فریت نیز می باشد. این آلیاژ ها استحکام و داکتلیته بیشتری در دماهای بالا نسبت به گروه آهن کروم نشان می دهند.
و در سیکل های دمایی متوسط مقاوم هستند. مقال هایی از این آلیاژ ها انوع HL, Hk, HT, HH, HF, HE می باشند که در جدول 3 فهرست شده اند. اگر چه نیکل در انوع HW , HX عنصر اصلی می باشد، این نوع آلیاژ ها معمولا بهعنوان فولادهای هر آلیاژی رجوع می شوند تا آلیاژهای ؟ (در این جلد، عنوان نیکل و آلیای نیکل را ببینید)
فریت در فولادهای زنگ نزد ریختگی
آلیاژ های CF شامل بخش قابل توجهی از تولید ریختگی مقاوم به خوردگی می باشند که از لحاظ تکنولوژیکی مهم هستند و بالاترین ؟ را در بر می گیرند. این آلیاژهای 19cr- 9N ؟ ریختگی فولادهای زنگ نزن ؟ سری AISI -300 می باشند (جدول 1) معمولا آلیاژ های ریختگی و نوردی دارای مقاومت کافی به محیط خورنده می باشند. و آنها اغلب با همدیگر بکار می روند.
با این حال اختلافات قابل توجهی بین آلیاژ های ریختگی CF ؟ نوردی AISI آنها وجود دارد. از جمله مهمترین آنها اختلافات در میکروساختار در شرایط کاربرد نهایی (کاری) می باشد. آلیاژ های ریختگی نوع CFدارای ساختار دو تایی می باشد. (جدول 1) و معمولا شامل 5 تا 40% فریت می باشند که بستگی به نوع آلیاژ دارد. همتای نوروی آنها کاملا آستنیتی هستند. مزیت در زنگ نزن ریختگی با ساختارهای دو تایی مغناطیسی می باشد. (یک نقطه ای که اغلب وقتی فولادهای زنگ نزن ریختگی با همتاهای نوروی آنها با تست (بررسی) کردن جاذبه آنها به یک آهنربا مقایسه می شوند، گیج کننده می باشد) این اختلاف در میکروساختارها به این واقعیت مربوط می شود که ترکیبات شیمایی آلیاژهای ریختگی و نوروی عملا یکسان نیست اند. اخلافات در ترکیب شیمیایی قبلا در این بخش بحث شد.
اهمیت فریت فریت عمدا به سه دلیل در فولادهای زنگ نزن نوع CF ریختگی موجود است. برای فراهم کردن استحکام بهبود قابلیت جوشکاری و برای زیاد کردن مقاومت به خوردگی در محیط های ویژه استحکام بخشی در آلیاژ های نوع CF ریختگی اساسا تا جایی محدود می شود که در آنجا استحکام مورد نظر با قرار گرفتن فریت در داخل فاز زمینه آستنیتی حاصل می شود. این آلیاژها نه باعملیات حرارتی مشابه آلیاژ های فاز ؟ یا فریتی ریختگی مستحکم نمی شوند، دلیل نامشخصی و نه با کار گرم و سرد مشابه آلیاژهای نوردی آستنیتی. استحکام بخشی با رسوب کاربید نیز به دلیل اثر زبان آور کاربیدها بر روی مقاومت به خوردگی در میحط های آبی، غیر عملی و غیر ممکن می باشد. بنابراین، آلیاژها با متعادل کردن ترکیب شیمیایی آلیاژ برای تولید مرکوساختار یا دو گانه و فازی که شامل فریت (بیش از 40 حجمی) توزیع شده در یک زمینه آستنیتی به طور موثر مستحکم می شود. نشان داده شده است که با وارد کردن فریت فولادهای ریختگی N9- cr 19 استحکام تسلیم و کششی بدون افت داکتلیته یا تافنس یا حفر گلی ضربه ای در دماهای زیر (800 f) 425c0 مقدار اثر این استحکام بخشی برای آلیاژهای cf-8m, cf-8 در دمای اتاق در شکل 2 نشان داده شده است.
فولادهای زنگ نزن کاملا آستنیتی به مشکلات قابلیت جوشکاری که تحت عنوان ترک داغ یال ترک های مویی شناخته می شوند، حساس هستند. ترک درون دامنه ای در منقطه رسوب جوش و یا درمنطقه متاثر از جوش رخ می دهد واین مساله وقتی قابل اجتناب است که ترکیب شیمیایی فلز پر کننده کنترل شود تا حدود 4% فریت در رطوب جوش آستنیتی تولید شود. قطعات ریختگی آلیاژ نوع CF دو فازی به این مساله ایمن است.
حضور مزیت در آلیاژهای CF دو فازی، مقاومت به scc و به طور کلی به ترک درون دامنه ای را بهبود می بخشد. اگر چه عیوب قطعات ریختگی هر آلیاژی به دلیل این دو نوع خوردگی رایج نیست، scc و ترک دان دانه ای مورد توجه است زیرا آنها به طور غیر منتظره اتفاق می افتد. به ویژه در قطعات ریختگی که با جوشکاری در میدانی که در آنجا عملیات حرارتی پیش جوشکاری برای اصلاح (تقویت) مقاوم به خوردگی غیر عملی یا غیر ممکن است، حساس شده اند. در مورد scc به نظر می رسد که حضور مذاب های فریتی در زمینه آستنیت، توزیع ترک ها را متوقف می کند یا بسیار مشکل می سازد. در مورد خوردگی درون دانه ای، فریت در قطعات ریختگی حساس، مفید خواهد بود زیرا رسوب مقدمه کاربیدها در فاز فریت را نسبت به مرز دانه های آستنیت ترفیع می بخشد، چون در مرز دامنه های آستنیت کاربیدها آنها حساسیت به ترک درون دانه ای را افزایش می دهند. حضور فریت همچنین مرز دانه های اضافی را در زمینه آستنیتی قرار می دهد، و شواهدی در دسترس است که ترک درون دانه ای در مرز دانه های فریت- آستنیت متوقف می شوند.
جامع ترین بررسی در مورد اثر فریت بر روی مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ نزن ریختگی بیانگر این است که فریت:
مقاومت آلیاژهای CF را به scc کلریدی بهبود می بخشد.
مقاومت این آلیاژها را به ترک درون دامنه ای بهبود می بخشد.
ایمنی کار بری بیشتری را برای آلیاژهای CF نسبت به هر دو نوع حمله در مقادیر فریت بیش از 10% فراهم می کند.
این نکته قابل توجه است که همه بررسی ها نشان نداده اند که فیت به طور مطلق (بدون قید و شرط) به مقاومت به خوردگی کلی فولاد های زنگی نزن ریختگی مفید است.
مقاومت به خوردگی خواه توسط فریت بهبود یابد یا بدون آن بهبود یابد و تا حدود بستگی به ترکیب شیمیایی ویژه آلیاژ و عملیات حرارتی و شرایط کاربری (حالت محیط و تنش) دارد.
کنترل فریت:
از بحث پیشین، مشخص می شود که مقادیر فریت کنترل شده، عمدتا در فولادهای ریختگی آستنینی کروم-نیکل، آلیاژهای CF، خواص ویژه ای را فراهم می کند که مقدار فریت موجود نخست بستگی خواهد داشت به تعادل ترکیب شیمیایی آلیاژ (دلایل اساسی در مورد وابستگی مقدار فریت به ترکیب شمیایی در تعادل فازی برای سیستم آهن – کرم – نیکل مشخص شده این تعادل فازی به طور جامع مستند شده است و به فولادهای زنگ نزن تجاری مربوط می شود.
اجرای عنصری اصلی فولادهای زنگ نزن ریختگی دو فولاد عناصر هستند که پایداری فریت و آستنیت را بهبود می بخشند. در بهبودی فازهای آستنیتی با فریتی (آستنیت زایی یا فریت زایی) در میکروساختار آلیاژ در رقابت هستند. کروم، سیلیسیم، مولیبدنیم، و نیوبیوم، حضور فیت را در میکروساختاری آلیاژ بهبود می بخشد. نیکل، کربن، نیترژن، و منگنز حضور آستنیت را بهبود می بخشد. با متعادل کردن مقادیر عناصر شتکیل دهنده فریت و آستنیت در یک محدوده خاص برای عناصر یک آلیاژ معین، کنترل کردن مقدار فریت موجود در زمینه آستنیتی ممکن می شود آلیاژ معمولا کاملا آستنیتی ساخته می شود با مقادیر فریت بالای 30% یا بیشتر در زمینه آستنیت.
ارتباط بین ترکیب شیمیایی و میکرو ساختار در فولاد های زنگ نزن ریختگی به ریخته گر (شخص ریختگر) اجازه می دهد تا مقدار فریت یک آلیاژ بعلاوه خواص منتجه آن با تنظیم ترکیب شیمیایی آلیاژ پیش بینی و کنترل کند. این کار با دیاگرام (نمودار) تعادل schocfer در مورد آلیاژهای ریختگی کروم – نیکل (شکل 3) صورت می گرد این دیاگرام از یک دیاگرام اولیه توسط schacffler برای فلز جوش فولاد زنگ نزن توسعه یافته است. مشتق گرفته شده است با استفاده از شکل 3 مستلزم آن است تا تمامی عناصر پایدار کننده فریت دار ترکیب شیمیایی را به معادل کروم تبدیل کرد و در نتیجه تمامی عناصر پایداری کننده آسنتیت را با استفاده از ضرایبی که به طور تجربی حاصل شده اند را به معادل نیکل تبدیل کرد که این معادل بیانگر قدرت فریت زایی یا یا آستنیت زایی هر عنصر است. یک نسبت ترکیب شیمیایی بعدا از معادل کلی کروم cre و معادل کلی نیکل N:e به دست می آید که برای ترکیب شیمایی آلیاژ مطابق روابط زیر محاسبه می شود:
Cre=% Cr +1.5(y.s)+104(%Mo)+% Nb- 4.99 (Eq1)
Nie=%N:+30(yc)+0.5(y.Mn)+26(%N-0.02)+2.77(Eq.2)
که در آنجا غلظت های عناصر بر حسب درصد وزنی داده شده است. هر چند که عبارات مشابهی حاصل شده است که عناصر آلیاژی اضافی و محدوده ای ترکیب شیمیایی مختلف را در سییتم آلیاژی آهن- کروم- نیکل را به حساب می آورد. استفاده از دیاگرام schoefer برای برآورد کردن و کنترل کردن مقدار فریت در قطعات ریختگی فولاد زنگ نزن استاندارد شده است.
دیاگرام schoefer دارای قابلیت استفاده آشکاری برای استفاده کننده های قطعات ریختگی و ریخته گری می باشد. برآورد کرده (تخمین) و پیش بینی کرده مقداری فریت در صورتی که ترکیب شیمیایی آلیاژ مشخص شود مفید خواهد بود و برای تنظیم کردن مقادیر اسمی برای عناصر مجزا در محاسبه شارژ کوره برای یک آلیاژ که در آن یک محدود خاص از فریت مطلوب است، مفید خواهد بود.
محدوده های کنترل فریت اگر چه مقدار فریت فقط بر اساس ترکیب شیمیایی آلیاژ برآورد کنترل می شود. محدودیت هایی برای دقتی که با آن این کار صورت می گیرد وجود دارد دلیل این موضوع متعدد است. نخست، یک درجه غیر قابل اجتنابی از عدم اطمینان در آنالیز ترکیب شیمیایی یک آلتاژ وجود دارد (به نوار پراکنده در شکل 3 توجه شود) در ثانی مقدار فریت (گذشته ج؟ که قبلا حرارت ؟ یا نه به چه میزانی) هر چند به مقدار خیلی کم بستگی دارد. سوم مقادیر فریت در مواضع مختلف در قطعات ریختگی منفرد می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند که بستگی به اندازه سطح مقطع، جهت گیری فریت، حضور (وجود) جدا جدایش عناصر آلیاژی و عوامل دیگری دارد.
انداز گیری های مقدار فریت در قطعات ریختگی فولاد زنگ نزن همچنین در معرض محدودیت های قابل توجهی قرار دارد اندازه گیری مغناطیسی مقدار فریت به حجم کم مواد بستگی دارد و نیاز به شکل های هندسی ساده قطعات ریختگی دارد. افزون بر این کالیبراسیون دقیق با استانداردهای اولیه و ثانویه در مورد دقت اندازه گیری لازم است (انداز گیری های کمی متالوگرافی مقدار فریت بر روی سطح پولیش شده برای انتقال در یک سبک مغرب نسبت به قطعه ریختگی اساسا غیر ممکن است) روش متالوگرافی نیز کاملا زمان گیر است. و با مشخصات اچ کردن و تفکیک میکروسکوپ محدود نمی شود و با فاکتوری که یک تکنیک دو بعدی است (کار می کند می شود) در حالیکه مذاب های و کلونی های فریت در ساختار آلیاژ سه بعدی است. هم شخص ریخته گر و هم و استفاده کنند از قطعات ریختگی فولاد زنگ نزن باید تشخیص بدهند که عوامل فوق الذکر محدودیت های قابل توجهی را بر روی درجه ای که با آن مقدار فریت (خواه به صورت تعداد فریت یا درصد فریت) در قطعات ریختگی فولاد زنگ نزن مشخص و کنترل شود، قرار دهند. در کل، دقت اندازه گیری فریت و دقت کنترل فریت وقتی که عدد اندازه دامنه فریت افزایش می یابد، از بین می رود. به عنوان یک روش کاری، پیشنهاد می شود که حدود یا تعداد فیت میانگین یا مطلوب به عنوان حد کنترل فریت تحت شرایط معمولی، با تت شرایط ایده آل ممکن است.
خواص مکانیکی:
آلیاژهای مقاوم به خوردگی
اهمیت خواص مکانیکی در انتخاب فولادهای ریختگی مقاوم به خوردگی به کاربرد قطعات ریختگی ثابت می شود اصل برتر برای انتخاب آلیاژ معمولا مقاومت آلیاژ به محیط خورنده ویژه یا محیط مورد نظری باشد. خواص مکانیکی آلیاژ معمولا، ولی نه همیشه، در این کاربردها از اهمیت ثانوی برخوردار است. مقاومت به خوردگی این مواد، با جزئیات کامل تحت عنوان ” خوردگی ریختگی” در جلد 13 چاپ وام هند بلوک فلزات (Metal Hand book) بحث شده است.
استحکام و سختی:
خواص استحکام معرف دمای اتاق، سختی، مقادیر ضربه چارمی برای آلیاژهای مقاوم خوردگی در جدول 4 و شکل 4 آورده شده است. این خواص مصرف آلیاژهاست تا نیازهای ویژه خواص مکانیکی حداقل ویژه برای این آلیاژها در استانداردهای A747 , A744, A743, A351, ASTM آورده شده است. محدوده وسیع خواص مکانیکی می توان با استفاده از ترکیبات شمیایی و عملیات حرراتی محدوده های مختلفی از خواص مکانیکی به دست آورده است.
در انواع فولاد پ آلیاژی بسته را انتخاب ترکیب شیمیای و عملیات حرارتی آلیاژ قابل دستیابی استحکام کششی از 131 ompa , 476 (69 تا 19oks) و نعمتی از 130 تا 400HB در میان آلیاژهای مقاوم به خوردگی ریختگی موجود است به طور مشابه محدوده های وسیع در استحکام تسلیم درصد ازدیاد طول وچقرمگی ضربه وجود دارد. فولاد های اسده کروم دار ,A-15) CC-50, CB-30, CA-40) دارای مارتنزیت یا میکرو ساختار های مارتنزیتی یا فریتی در شرایط کاربری (جدول 1) موجود است آلیاژهای CA-40, CA-15 که معمولا شامل 12% کروم هستند. با استفاده از استحاله مارتنزیتی از طریق عملیات حرراتی قابل سختکاری است و بیشتر به خاطر استحکام بالای آنها ه طور رقابتی برای مقاومت به خوردگی نسبتا کم رقابتی آنها انتخاب می شوند. قطعات ریخته گری این آلیاژ ها تا یک دمایی حرارت داده می شوند که در آنجا کاملا آستنیتی است و سپس در یک سرعتی (معمولا در هوا مطابق با ترکیب شیمیایی قطعه سرد می شود به طوریکه آستنیت به مارتنزیت استحاله می یابد.
استحکام در این شرایط کاملا بالاست برای مثال 1034 تا 1379 mpa یا 150 تا 200ks، اما داکتلیته کششی و تافنس ضربه محدود می شود. نتیجتا، قطعات ریختگی مارتنزیتی معمولا در 315 تا 650c (600 تا 1200F) $ حرارت داده می شود. تا داکتلیته و تافنس با مقداری کاهش در استحکام بازیابی (اصلاح) شود. این عملیات ادامه می یابد، سپس آن محدوده های قابل توجه خواص کششی، سختی و تافنس ضربه در انواع CA-40, CA-15 مارتنزیتی ممکن می شود قابل دسترسی است که این هم بستگی به انتخاب دمای تپرینگ دارد.
از طرفی آلیاژهای CB-30 CC-50 کروم بالا، کاملا فریتی هستند که با عملیات حرارتی قابلیت سختکاری ندارد. این آلیاژها معمولا در ;. مورد استفاده قرار می گیرند.
برای این آلیاژهای معمولا شرایط آنیل مورد استفاده قرار می گیرد و خواس متوسطی از استحکام و سختی را نشان می دهند.
بسیاری از آلیاژهای فریتی مشابه CC50, CB30 دارای تافنس محدود هستند به ویژه در دماهای پایین.
سه آلیاژ کروم نیکل CD-4MMcm, CB4cm, CA6Nm نتیجه عملیات حررارتی و خواص مکانیکی استثنایی دارند.
آلیاژ CAONM با متعادل کربن ترکیب شیمیایی برای اینکه سختی مارتنزیتی به دست آورند.
این آلیاژ با توسعه پی در پی آلیاژ CA-15 دارای تافنس بهتر و قابلیت جوشکاری بهتر می شود است. آلیاژهای CD 4Mcm , CB7cm هر دو دارای مس هستند می توانند استحکام پیدا کنند بوسیله عملیات رسوب سختی.
روی این آلیاژها ابتدا عملیات حرارتی محلول انجام می شود. سپس به سرععت کونج می شوند در آب یا روغن تا این رسوب تشکیل شود زیرا در سرد کردن آهنسته نمی تواند تشکل شود.
(قطعات ریخته گری شده تا یک دمای پ؟ شدن متوسط حرارت داده می شوند) که در این دما رسوبات می توانند اتفاق بیافتند در ( به قطعات ریخته گری زمان داده می شود تا یک دمای متوسط حرارت ببیند)
شرایط کنترل شده تا اینکه استحکام خواص دیگر مورد نظر ما به دست آید.
آلیاژ CB7cm دارای زمینه ماتزینتی است در حالیکه آلیاژ CD-4mcu دارای میکروساختار دو گانه است، شامل تقریبا 40% آستنیت در زمینه فریتی.
در آلیاژ CB-7 cm برای به دست آوردن عالی ترین ترکیب از استحکام و مقاوتم به خوردگی می توان از شرایط رسوب غنی استفاده کرد. اما درصد آلیاژ CD-4mcu به ندرت شرایط رسوب سختی کاربرد داشتند. زیرا نسبتا مقاومت کمتری به خمیدگی slc دارد در این شرایط (رسوب ؟) در مقایسه با مقاومت بالاتر در خوردگی آن در شرایط انیل محلول.
آلیاژ های CK, CN, CH, CF, CF, CF به طور ذاتی غیر قابل ؟ شدن هستند به وسیله حرارتی.
بنابراین برای ایجاد کردن بیشترین مقاومت به خوردگی ضروری است که قطعات ریخته گری از این گروه آلیاژ ها را معرض دمای بالا برای دریافت آنیل محلول قرار دهیم.
این عملیات شامل نگه داشتن قطعات ریخته گری شده در یک دمای که به اندازه کافی بالا است تا هم کاربیدهای کروم حل شوند، که باعث خوردگی مرز دانه هستند. آنگاه سرد کردن سریع به اندازه کافی قطعات تا از لعاب مجدد کاربید جلوگیری شده به وسیله کونچ در آب، روغن یا هوا هر چند این عملیات می تواند در میان گروههای آلیاژی کم کربن (کمتری از 008% انجام شود، مقاطع سنگین یا حجم آلیاژ با درصد کردبن زیاد ممکن است در بعضی فواصل پایین تر از سطح به دلیل سرعت سرد کردن پایین کاربیدها تشکیل شده باشند
سرعت ؟ زیاد
هر چه عمق زیاد شود سرعت
سرد کردن کم می شود
به خاطر ساختارهایشان که یا کاملا آستنیتی یا با ساختار دو گانه بودن رسوب کاربیدی، این آلیاژها بطور کلی عالی ترین چقرگی را در دماهای پایین نشان می دهند.
محدوده استحکام کششی که این آلیاژها نشان داده اند نشان mpa 669- 476 (ksi 97- 69) است.
به زودی در این ؟ به آلیاژهایی با ساختار دو تایی اشاره می شود که می توان آنها را مستحکم کرد با متعادل کربن (یکنواخت کربن) ترکیب که فریت زیاد می دارد.
With duplex: به زودی در این بخش به آلیاژهایی با ساختار دو تایی اشاره می شود که می توان مستحکم کرد با یکنواخت کربن وضعیت برای بیشترین level فریت (y.s) استحکام و ؟کنش آلیاژ های Cf به میزان 150 درصد بیش تر از آلیاژ های کاملا آستنینی هستند.
خصوصیات خستگی:
این خصوصیات می توانند به عنوان یک عامل طراحی باشند در کاربرد قطعات ریخته گری شرایط کاری که سیکل بارگزاری متفاوت است. این مقاومت خستگی فولادهای ضد زنگ ریخته گری شده بستگی دارد به اندازه ذرات، طراحی و فاکتورهای محیطی بطور مثال فاکتورها مهم در طراحی شامل دماهایی که در آن کار می کند. فاکتورهای مهم ماده شامل استحکام و میکروساختار است.
آن کاملا مشخص است که استحکام خستگی افزایش می یابد با استحکام کشش در یک ماده، استحکام UTS کششی و استحکام خستگی هر دو افزایش می یابند. بطور کلی با کاهش دما . تحت شرایط برابر از تنش، تمرکز تنش و استحکام حاکی از ان است که مواد آستنیتی دارای حساسیت کمتری نسبت به مواد مارتنزیتی و فریتی هستند. تغییر ساختار می تواند عامل مهمی باشد در تغییر استحکام به خستگی.
چومگی
آلیاژ های مقاومن به خمیدگی کاملا آستنیتی و آلیاژ های مقاوم به خوردگی با ساختار دو گاه (دو تایی) بیشترین چقرگی را نشان می دهد. نمودار شماره 4 بیانگر میزان چقرگی به دست آمد در مراحل مختلف آزمایش ضربه است.
تاثیرات پیر سختی:
فولادهای پر آلیاژ مقاوم به خوردگی ریخته گری شده بطور گسترده مورد استفاده هستند در دماهای متوسط بالا تا 650 درجه سانتگراد یا 1200 درجه فارنهایت خصوصیات افزایش دما مهم هستند در انتخاب استاندارد برای این کاربردهایشان همچنین خصوصیات دمای اتاق بعد از کارکرد در دماهای بالا هستند زیرا در معرض این دماها بودن ممکن است تاثیرات پیر سختی داشته باشد.
بطو مثال آلیاژ های BA-15, CE30A, CF-8M, CF-8C ریخته گری امروز مورد استفاد هستند از شارهای بالا و محیط های اسید سولفوریک با دماهایی تا 540 درجه سانتی گراد یا 1000 درجه فارنهایت در صنایع پیتوشیمی موارد دیگر استفاده آنها در صنایع تولید نیرو در دماهایی تا 565 درجه سانتی گراد یا 1050 درجه فارنهایت است.
خصوصیات پیر سختی در دمای اتاق ممکن است از پیر سختی که با قرار گرفتن در دمای بالا و عملیات حرارتی ایجاد می شود عملیات طبیعی ؟ باشد.
خصوصیات دمای اتاق در شرایط قبلی که هست بعد از قرار گرفتن در معرض دماهای بالا متفاوت باشد از شرایط عملکرد آن در حرکت زیرا میکروساختار ممکن است تغییر کند با قرار گرفتن در دما میکروساختار آلیاژ های آهن نیکل کروم تغییر می کند. و ممکن شامل شکل هایی از کاربید و همچنین فازهای همچون 1,X,6 باشد. اندازه و وسعت این فازها بستگی دارد به کیفیت ترکیب و زمان افزایش دما.
آلیاژهای مارتنریت CA-6NM, CA-15 هستند در معرض تغییر کمتری هستند در خواص مکانیکی و مقاومت SCC در محیط های نمکی و اسید آلی قرار گرفتن دز مدت زمان 3000 ساعت در دمایی بالاتر از 565 درجه سانتی گراد یا so 10 درجه فارنهایت در فولاد نیکل کرم نوع CF تنها تغییرات ناچیزی در مقدار فرمیت در خلال 1000 ساعت در معرض دمای 400 درجه سانتی گراد و یا 750 درجه فارنهایت و یا در حین 3000 ساعت در برابر های CO 4 درجه سانتی گراد 800 درجه فارنهایت قرار گرفتن اتفاق می افتد.
با این حال در این دما رسوب کاربید اتفاق می افتد و کاهش محسوس انرژی شاربی گزارش شده است.
این تاثیرات برای فولاد مقاوم به خوردگی ریخته گری شده CF-8 در نمودارهای 5 و 6 بیان شده است درما زیادتر شده است در بالاتر از 425 درجه سانتی گراد یا 800 درجه فارنهایت تغییر در میکروساختار آلیاژهای نیکل کرم و دارای مولیبدن با سرعت کمتری روی می دهد در 650 درجه سانتی گراد (1200 f) کاربید ها و فاز عامل شکنندگی دوباره با مصرف فریت تشکیل می شوند. (نموار 7).
در شرایط زیر گفته شده) چکش خواری کشش و انرژی ضربه آزمایش ؟ کاهش پیدا کردن هستند. (کم خواهند شد) تغییرات دانستیته و انقباض حاصله به عنوان نتایج قرار گرفتن در معرض این های بالا گزارش شده اند.
ویژگی های آلیاژ های مقاوم به حرارت – افزایش ها در خواص کششی
آزمایش افزایش دما ؟ نهان کوتاه که در آزمایش تست نیروی فشاری کششی استاندارد و حرارت دادن در دمای یکنواخت و تعیین شده و آنگاه تغییر فرم شکست در یک سرعت استاندارد، indentifics تنش به واسطه بار بیش از حد در مدت زمان کوتاه که باعث شکست در باگزاری تک محوری خواهد شد.
این طرز رفتار که ارزشیابی می شود با استحکام کششی و تغییر چکش خواری با افزایش دما نشان داده شده در نمودار 8 برای آلیاژ HP-sow.
خواص کششی بیان شده در دماهای بین 1095 تا 650 در جدول برای چندین گروه از فولاتد آلیاژی مقاوم حررات نشان داده شده است.
کلمات کلیدی :