كيف يمكنك صنع منتجات ذات جودة وأداء فائقين؟ كيف يمكننا صنع منتجات ذات جودة مماثلة وبتكلفة أقل؟ هذه الأسئلة تدور في أذهان الجميع، بدءًا من مصمم المنتج إلى مدير التصنيع إلى المشتري، كما أنها مهمة أيضًا لمصنعي المنتجات للحفاظ على ميزة تنافسية في السوق. في مجال الفولاذ المقاوم للصدأ المحتوي على النيكل، تتميز السبائك المختلفة بخصائص مختلفة. عندما يتعلق الأمر بالفولاذ المقاوم للصدأ، كيف يختار منتقي المواد النوع المناسب من السبائك؟
دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ
يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج (الأوستنيتي-الفيريتي) بقوة إنتاجية وشد أعلى بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي أو الحديدي. ولذلك، فإن استخدام مواد سلسلة الطباعة المزدوجة ذات القوة العالية يمكن أن يقلل من سمك جدار صهاريج التخزين أو أوعية الضغط، مما أدى إلى اهتمام السوق. ومع ذلك، فإن قوة اللدونة العالية للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج لها تأثير على قابلية تشكيل المنتج. بالإضافة إلى ذلك، يختلف الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج عن السبائك الأوستنيتي الشائعة، مما قد يخلق أيضًا بعض الصعوبات في عملية اللحام. يمكن أن يكون هناك أيضًا اختلافات كبيرة في اللحام بين السلاسل الفرعية المختلفة للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج، مثل الفولاذ الاقتصادي والفولاذ المقاوم للصدأ القياسي والفائق الازدواج.
تعتبر درجة الحرارة التي من المتوقع أن يتم عندها التطبيق مهمة أيضًا نظرًا لوجود عدد من القيود على استخدام السبائك المزدوجة. يمكن أن تصبح مرحلة الفريت هشة عند درجات حرارة منخفضة ويمكن أن تنتج أيضًا تغيرات هيكلية مجهرية ضارة عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى 270 درجة. تشتمل كل سلسلة فرعية على العديد من الأنواع المختلفة من السبائك، مما يؤدي إلى العديد من الصعوبات بالنسبة للمصنعين عند الحصول على مجموعات كاملة بأحجام وأشكال منتجات مختلفة. منذ صناعة سبائك النيتروجين للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين، زادت حصتها في السوق بشكل ملحوظ. ومع ذلك، على مدى السنوات العشر الماضية، كانت الحصة السوقية للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج تحوم حول 1٪ بسبب تعقيد العملية التي يتم فيها استخدام المنتج.
200 سلسلة من الفولاذ المقاوم للصدأ
لقد تم تطوير الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 200 الأوستنيتي بالكامل منذ أكثر من 70 عامًا. بسبب المحتوى العالي من المنغنيز في هذه السبيكة، يمكن تقليل محتوى النيكل بشكل مناسب، ولكن لا يمكن إزالته بالكامل. اليوم، تتوفر معظم منتجات سلسلة 200 في سبائك منخفضة الكروم، حيث يتراوح محتوى الكروم عادةً من 16 إلى 12 بالمائة. وفي المقابل، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ 304، الذي يحتوي على الحد الأدنى من محتوى الكروم بنسبة 17.5 في المائة، يوفر مقاومة أعلى للتآكل. إذا كان المنتج يتطلب الحد الأدنى فقط من مقاومة التآكل، فيمكن استخدام سلسلة 200. يتصل الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 200 بسرعة أثناء التشكيل على البارد، وينتج في بعض الأحيان شقوقًا باردة بعد فترة من التبريد، لذلك غالبًا ما يتم إضافة النحاس إلى هذا الفولاذ المقاوم للصدأ لتقليل معدل تصلب العمل. لذلك، عند اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 200 منخفض الكروم، ينبغي الأخذ في الاعتبار التأكد من أن لديهم مقاومة كافية للتآكل وقابلية تصنيع مناسبة.
الفولاذ الحديدي المقاوم للصدأ
تم اكتشاف الخصائص الفريدة للفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد منذ أكثر من 110 عامًا. يتراوح محتوى الكروم في هذه العائلة من الفولاذ المقاوم للصدأ من الحد الأدنى المطلق 10.5% (تعريف الفولاذ المقاوم للصدأ) إلى ما يقرب من 30%. يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك بشكل شائع لسماكة اللوحة التي تقل عن أو تساوي 4 مم، حيث أن النمو الشديد للحبيبات يمثل مشكلة في نطاق سمك اللوحة المتوسطة إلى الثقيلة، خاصة أثناء اللحام. كما هو الحال مع الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج، هناك قيود على استخدام المراحل الحديدية في درجات الحرارة المنخفضة والعالية. في البداية، كانت التكلفة المنخفضة هي عامل الجذب الرئيسي لسلسلة الحديد لمحددي المواد، حيث أنها خالية من النيكل أو تحتوي على محتوى منخفض جدًا من النيكل. ومع ذلك، فإن تكاليف إنتاجها عادة ما تكون أعلى من تلك الخاصة بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، كما أن القيود المتعلقة بالسمك والاستخدام في درجات حرارة مختلفة، فضلاً عن قابلية اللحام، قد قيدت تطوير سلسلة الحديديك. في الواقع، انخفضت النسبة المئوية لسلسلة الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك في إجمالي الإنتاج بنحو 30 في المائة منذ عام 2010. ومع ذلك، في تطبيقات مثل أنابيب المبادلات الحرارية ذات الجدران الرقيقة، يلعب التمدد الحراري المنخفض للفولاذ المقاوم للصدأ من الحديديك والموصلية الحرارية العالية دورًا مهمًا. .
