دانلود مقاله فولادهای پر آلیاژ

دانلود مقاله فولادهای پر آلیاژ

فولادهای پر آلیاژ
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 ۶۵ یا ۱۲۰۰) 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 ۱ 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 ۱۹% کروم و ۱۹% نیکل می باشد و دارای ماکزیمم کربن ۰٫۰۸% 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 ۲۰ الی ۳۰ 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 ۴۰ 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 ۳۱۵ می باشد. این آلیاژ ها نیز گاهی برای مقاصد ویژه ودر دماهای سرویس دهی تا ۶۵ نیز بکار می روند.

یک تعریف درست از فولادهای ریخته گری ضد زنگ های تعریفی است که در سال ۱۹۱۰ ارائه شد که فولادهای را شامل می شوند که حداقل ۱۲ 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 ۱ 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 ۱ 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 ۵ تا ۴۰% 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 ۴۰ تا ۵۰%) 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 ۳۰۴ یا ۳۱۶ دارند.
فولادهای زنگ نزن دو تایی تولید اولیه، برای مثال AISI نوع ۳۹۹ 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.

فهرست مطالب
فولادهای پر آلیاژ.. ۱
فولادهای پر آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی.. ۲
فولادهای آلیاژی مقاوم به حرارت نوع H.. 7
فریت در فولادهای زنگ نزد ریختگی.. ۱۰
کنترل فریت:.. ۱۳
خواص مکانیکی:.. ۱۷
استحکام و سختی:.. ۱۷
خصوصیات خستگی:.. ۲۲
چومگی.. ۲۳
تاثیرات پیر سختی:.. ۲۳
ویژگی های آلیاژ های مقاوم به حرارت – افزایش ها در خواص کششی.. ۲۵
خواص خزش و شیب شکست:.. ۲۵
مقاومت به شوک حرارتی:.. ۲۹
مقاومت به خوردگی گازهای داغ:.. ۲۹
عملیات قالب گیری (ریخته گری)… ۲۹
قابلیت جوش کاری:.. ۳۰
فولاد های ابزار گرم کار (نوع H).. 31
فولادهای ابزار گرم کار حاوی تنگستن (H21-H26) 33
فولادهای گرم کار حاوی مولیبدن (H41-H43) 34
عملیات حرارتی:.. ۳۴
تمپر کردن:.. ۳۵
فولادهای زنگ نزن آستنیتی:.. ۳۵
گرید های آستنیتی:.. ۳۸
گرید های فریت:.. ۳۸
گریدهای آستنیتی – فریتی.. ۳۹
آلیاژهای دوبلکس (دوگانه).. ۴۲
آلیاژهای رسوب سختی.. ۴۳
کاربردهای آلیاژهای نوع H.. 44
آلیاژهای نیکل کرم- آهن.. ۴۴
آلیاژ های کرم- نیکل – آهن.. ۴۶
فولادهای آستینتی منگنز دار.. ۴۷
خواص مکانیکی.. ۵۰
قابلیت ماشین کاری:.. ۵۱
قابلیت جوش کاری:.. ۵۲
کاربردها:.. ۵۳