تحقیق کامل درباره فولادهای پر آلیاژ

تاریخ ارسال پست:
جمعه 17 مهر 1394

نویسنده:
reyhaneh

تعداد بازدید:
1333

فولادهاي پر آلياژ

فولادهاي پر آلياژ ريخته گري شده به طور گسترده به دليل مقاومت به خوردگي در محيط هاي آبي در دماي محيط و يا نزديك به اين دما و يا كار در اتمسفر با گاز داغ و يا دماهاي بالا (بيش از 65 يا 1200) يا مورد استفاده قرار مي گيرند. فولادهاي ريخته گري پر آلياژ به طور معمولي بر اساس تركيبشان و طبق استانداد انجمن ريخته گران آمريكا طبقه بندي مي شوند. اين طبقه بندي با MSTM نيز تطابق داده شده است (مثال از اين نحوه نامگذاري CF-/M است).

اولين حرف نشان دهنده اين است كه آيا بر اين محيط خورنده آبي مناسب است © و يا براي محيطي با دماي بالا (H) حرف دوم نشان دهنده تركيب ميانگين كروم و نيكل آلياژ طبق شكل 1 مي باشد. هر مقدار كه درصد نيكل افزايش يابد حروف نيز ار ATHLON به سمت z تغيير مي يابند. حرف يا حروف بعدي سپس از دو حرف اول نشان دهنده ماكزيمم ميزان كربن مي باشند. (درصد، ضرب درصد شده اند). در نهايت نيز چنانچه عناصر ديگري موجود باشند. بوسيله حروفي كه بعد از خط تيره نوشته مي شوند. (sullix) نشان داده مي شوند. بنابراين CF-8M نشان دهنده آلياژ C كه داراي مقاومت خوردگي (C) و 19% كروم و 19% نيكل مي باشد و داراي ماكزيمم كربن 0.08% و داراي موليبدن برخي از فولادهاي بر آلياژ ريختخ گري شده دراي بسياري از خواص مشابه ريخته گري فولادهاي فولادي كم آلياژ مي باشند (به مقاله اي تحت عنوان فولادهاي كم آلياژ در اين جلد مراجعه شود).

برخي از خواص مكانيكي اين گروه از فولادها (براي مثال سختي واستحكام تسليم) مي توانند بوسيله عمليات حرارتي مناسب تغيير يابند. با اين حال فولادهاي ريخته گري پر آلياژي كه داراي بيش از 20 الي 30 درصد كروم +Ni مي باشند، تغييرات فازي مشابه فولادهاي كربني ساده و كم آلياژ در حين حرارت دهي پايين دماي اتاق و دماي اتاق و دماي ذوب از خود نشان نمي دهند. اين مواد بنابراين غير قابل سخت كردن مي باشند وخواسشان وابسته به تركيب است و نه عمليات حرارتي بنابراين توجه ويژه اي مي بايت داشت براي هرگروه از فولادهاي پر آلياژ با توجه به حرارتي ريخته گري، ذوب و عمليات حرارتي جايگزين (اگر موجود باشد).

فولادهاي پر آلياژ مقاوم در برابر خوردگي

فولادهاي پر آلياژ ريخته گري مقاوم در برابر خوردگي، كه به طور معمول به فولادهاي ضد زنگ ريخته گري شناخته مي شوند داراي رشد قابل توجهي در طي 40 سال اخير از لحاظ تكنولوژيكي و اهميت اقتصادي داشته اند كاربرد هاي اساسي اين فولادها در مواد بكار گرفته شده در كارخانجات توليد مواد شيميايي و نيروگاههاي انرژي كه نيازمند به محيط آبي و مقاوم به خوردگي در دماهايي به طور معمول كمتر از 315 مي باشد. اين آلياژ ها نيز گاهي براي مقاصد ويژه ودر دماهاي سرويس دهي تا 65 نيز بكار مي روند.

يك تعريف درست از فولادهاي ريخته گري ضد زنگ هاي تعريفي است كه در سال 1910 ارائه شد كه فولادهاي را شامل مي شوند كه حداقل 12 درصد كروم براي مقاومت به خوردگي داشته باشند اگر چه بسيارز ازفولاد هاي ريخته گيري ضد زنگ داراي تركيبات بسيار پيچيده تر از آن چه كه در تعريف ماده فوق ذكر شده مي باشند. فولاد هاي ضد زنگ به طور معمول شامل يك يا چند عنصر آلياژ ساز علاوه بر كروم (براي مثال، نيكل، موليبدن، مس، نيولبيوم و نيتروژن) به منظور ايجاد ساختاري مورد نظ و مقاوم به خوردگي و يا ايجاد خواص مكانيكي ويژه جهت كاربردي خاص مي باشند.

فولادهاي پر آلياژ مقاوم در برابر خوردگي به طور معمول بر اساس تركيب و يا ساختارشان دسته بندي مي شوند. بايد به اين نكته توجه شود كه طبقه بندي بر اساس تركيب و يا ساختار هميشه مستقل از يكديگر نيستند و گاهي طبقه بندي بر اساس تركيبي از اين دو انجام مي شود. در جدول 1 تركيبي آلياژهاي تجاري ريخته گري مقاوم در برابر خوردگي آورده شده است. اين آلياژها بر اساس فلوادهاي كروم دار، فولادهاي كروم- نيكل دار كه در ان ها كروم عنصر آلياژي غالبي و فولادهاي نيكل- كروم دار كه در آن ها نيكل عنصر آلياژ غالب مي باشد طبقه بندي مي شوند. قابليت سرويس دهي فولادهاي مقاوم در برابر خوردگي ريخته گرم شده و به طور وسيعي به نبود كربن و بويژه رسوبات كارمبيدي در ريز ساختار آلياژ بستگي دارد. بنابراين فولادهاي مقاوم خوردگي ريخته گري به طور معمول كم كربن مي باشد >0.08%< معمولا. همانگونه كه در جدول 1 ديده مي شود، فولادهاي ريختگي هر آلياژي را مي توان بر اساس ميكروساختراي نيز طبقه بندي كرد. ساختارها مي تواند آستنيتي، فريتي، مارتنزيتي، يا تركيب دو تايي آنها باشد. ساختاري با يك نوع ويژه اساسا با تركيب شيمايي يشان مشخص مي شوند به ويژه مقادير كروم، نيكل، و كربن در اين در اين خصوص (در اين مقاله به بخش مزيت در فولاد زنگ نزن ريختگي مراجعه كنيد).

عموما فولادهاي ريختگي هر آلياژي نوع كروم دار ساده يا مارتنزيتي مستند يا مزيني نوع كروم نيكل يا دو فازي مستند يا آستنيتي، فولاد هاي نيكل- كروم كاملا آستنيتي هستند.

انواع مارت؟ شامل آلياژهاي CA-6NM, CA-15m-CA-40, CA-15 مي باشند. آلياژ CA-15 شامل مقدار حداقلي از كروم مي باشد كه اصولابراي ضد زنگ ساختن آن ضروري مي باشد. آن مقاومت خوبي به خوردگي اتسمفري بعلاوه، به بسياري از محيط هاي آلي در سرويس دهي هاي نسبتا فرم دارد. آلياژ هاي CA-40, CA-15 كه با كربن بيشتري اصلاح شده اند تا سطوح بالاتري از استحكام و سختي عمليات حرارتي پيدا كنند. آلياژ CA-15m يك آلياژ CA-15 اصلاح شده با موليبدنيم مي باشد كه استحكام را در دماي بالا بهبود مي بخشد آلياژ CA-6NM يك آلياژ آهن – كروم- نيكل- موليبدنيم با مقدار كمي كربن مي باشد. انواع آستنيتي شامل CN-7M, CK-20, CH-20 مي باشد. آلياژهاي CK-20, CH-20 پر كروم، پر كربن مي باشد كه كاملا تركيب آستنيتي دارد كه در آن مقدار كروم بيشتر از نيكل مي باشد. آلياژ CN-7M پر آلياژي در بسياري از محيط ها مقاوئمت به خوردگي عالي دارند و اغلب در سرويس دهي اسيد سولفوريكي مورد استافده قرار مي گيرد.

از انواع فريتي آلياژهاي CB-3C كاربيد Feritet و CC-50 معرفي شده اند. آلياژ CB-3C به ويژه با عمليات حرارتي قابل سختاري نيست. همينكه اين آلياژ به طور معمول ساخته مي شود، (تعادل ميان عناصر در تركيب معتبر در ساختار كاملا فريتي مي شود) مشابه فولاد زنگ نزن ؟ نوردي نوع AISI 442 آلياژ CC-50 اساسا نسبت به آلياژ CB-30 ُكروم بيشتري دارد و به خوردگي موضعي در بسياري از محيط ها نسبتا مقاومت بيشتري دارند.

آلياژ هاي آستنيني – فريتي 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 مي باشد. ميكرو ساختارهاي اين آلياژ ها معمولا شامل 5 تا 40% فريت دارد كه بستگي به طبقه مشخص (ويژه) و تعادل ميان عناصر فريت زا و آستنيت زا در تركيب شيميايي دارد (در اين مقاله به بخش فريت در فولادهاي زنگ نزن مراجعه كنيد)

آلياژ هاي دو تايي دو فازي دو آلياژ دو تايي CD-4MCU و فرو آليوم اخيرا مورد توجه قرار گرفته اند. آلياژ CD-4MCU آلياژ دو تايي مي باشد كه بيشتر آلياژي شده است. فروآليوم توسط شركت Langley Alloy توسعه يافته است و اساسا CD- 4MCU مي باشد كه به آن حدود N0.15% توسعه يافته است و اساس CD-4MCU مي باشد كه به آن حدود N 0.15% اضافه شده است. آلياژ هاي دو تايي كه سطوح بالايي او فريت (حدود 40 تا 50%) مي باشند نيكل پاييني دارند نسبت به آلياژ CF-3M به ترك نقش – خوردگي scc مقاومت بهتري دارند . آلياژ CD-4MCU كه بدون نيتروژن م يباشد و نسبتا مقدار كمي موليبدنيوم دارد، فقط به طور جزي به خوردگي موضعي نسبت به CF-3M مقاومت بهتري دارد. فرد آليوم، كه داراي نيتروژن مي باشد، نسبت به ‍CD-4MCU موليبدنيم بالا تري دارد، نسبت به CD-4mcn, CF- 3m مقاومت به خوردگي موضعي بهتري نشان مي دهند پيشرفت و بهبودي در فرآيند توليد فولاد زنگ نزن( براي مثال، ريز دانه ك؟ با پرتو الكتروني،؟ بوده كرون با آرگن- اكسيژن، و ذوب خلا و القايي) يك توليد ثانوي براي توليد فولادهاي زنگ نزن دو تايي ايجاد كرده است. اين فولاد ها اغلب مقاومت عالي به خوردگي حفره اي و خوردگي شكافي، به ويژه به scc كريدي نسبت به فولاد هاي زنگ نزن آستنيتي مقاومت بهتري دارند، تافنس خوب و استحكام تسليم دو تا سر برابر بيشتر نسبت به فولاد هاي زنگ نزن 304 يا 316 دارند.

فولادهاي زنگ نزن دو تايي توليد اوليه، براي مثال AISI نوع 399 و CD-4MCU براي مدت زيادي مورد استفاده بوده است. نياز به بهبودي در قابليت جوشكاري و مقاومت به خوردگي اين آلياژها منجر به آلياژ هاي توليد ثانويه شد كه با افزون نيتروژن بهعنوان يك عنصر آلياژي مشخص مي شود.

فولاد هاي زنگ نزن توليد ثانوي دو تايي معمولا داراي حدود يك تركيب 50-50 فريت و آستنيت مي باشد. آلياژهاي دو تايي جديد ايمني بيشتري به scc كلريدي انواع فريتي را با نافس و سهولت ساخت آستنيتي را به همراه دارد. از ميان آْياژهاي دو تايي توليد ثانوي، آلياژ 2205 به نظر مي رسد كه زنگ نزن عام المنظور، (حرف عمومي) شده است. جدول 2 تركيب شيميايي آلياژ هاي دو تايي توليد ثانويه را نشان مي دهد.

انواع رسوب سختي آلياژ هاي اين گروه عبارتند از CB-7CU و CD4MCU آلياژ CB-7CU يك آلياژ مارتنزيتي كم كربن مي باشد كه ممكن است شامل مقادير اندكي از فريت يا آستنيت باقي مانده باشد. وقتي كه آلياژ تا شرايط سختي (س؟ عمليات حرارتي مي شود مس رد مارتنزيت رسوب مي كند.

فولادهاي آلياژي مقاوم به حرارت نوع H

ق طعات ريختگي فولاد هر آلياژي مقاوم بر حرارت به طور گسترده براي كار بردهايي كه شامل دماهاي سرويس دهي بيش از c 650 مي باشد مورد استفاده قرار مي گرد. استحكام در اين دماهاي بالا تنها عيار مي باشد. كه به كمك ان مواد انتخاب مي شوند. زيرا كاربردها اغلب شامل محيط هاي خورنده مي باشد كه بايستي فولاد بر آن مقاوم باشد. اتمسفرهايي كه عموما با آن مواجه مي شويم. هوا، گازهاي سوخت يا گازهاي فرآيند مي باشد. چنين اتمسفرهايي يا اكسيدي هستند يا احيايي و ما اگر گوگرد و كربن موجود باشد سولفيدي يا كربور، مي شوند.

فولادهاي كربن دار يا كم آلياژي بندرت استحكام و مقاومت به خوردگي كافيف در دماهاي بالا در محيط هايي كه براي فولادهاي ريختگي مقاوم بر حرارت به طور معمول انتخاب مي شوند، دارند فقط فولادهاي مقاوم بر حرارت خواص مكانيكي و مقاومت به خوردگي لازم را در مدت زمانهاي طولاني بدون فروپاشي مفرط بيش از حد) و غير قابل پيش بيني نشان مي دهند. افزون بر استحكام مقاومت بر خوردگي طولاني مدت، بعضي از فولاد هاي مقاوم بر حرارت ريختگي مقاومت ويژه اي به اثرات دماهاي سيكلي و تغييرات در طبيعت محيط عمل كننده نشان مي دهند.

تعدادي از انواع فولادهاي هر آلياژي ريختگي توسعه يافته اند و براي انواع نيازهاي سرويس دهي به طور موفقيت آميزي مورد استفاده قرار گرفته اند اينها سه گروه اصلي هستند و بر اساس تركسيب شيميايي مي باشند.

آلياژهاي آهن – كروم

آلياژهاي آهن- كروم- نيكل

آلياژ آهن – نيكل – كرومن

اين آلياژي درصد كربن خيلي پايين دارند كه باعث مي شود ساختاري فريتي باشد اما بعضي از آنها مقادير كربن بالاتر هم دارند.

اين نوع آلياژ ها مشابه فولادهاي هر آلياژي مقاوم به خوردگي مي باشند به استثناي آنهايي كه مقادير كربن بالاتري دارند، كه استحكام بيشتر در دماي بالا را فراهم مي كنند. مقدار كربن بالاتر و به مقدار كربن محدود، تركيب شيميايي آلياژ انواع فولادهاي مقاوم بر حرارت ريختگي را از ؟ نوردي آنها متمايز مي سازد. جدول 3 تركيب شيمايي انواع مقاوم به حررات ريختگي استاندارد را به طور خلاصه نشان مي دهد.

آلياژهاي آهن – كروم شامل 8 تا 30% cr و مقدار نيكل يا بدون نيكل مي باشند. ساختار آنها فريتي است و در داكتيليته كمتري را در دماهاي محيط نشان مي دهند. آلياژهاي آهن0 كروم نخست در جايي استفاده مي شد كه مقاومت به خوردگي گذاري گازي مورد ملاحظه اصلي (غالب) بود زيرا آنها در ماهاي بالا استحكام نسبتا پاييني دارند. مثالهايي از چنين آلياژ ها انواع HP, HC, HA ريختگي مي باشد كه در جدول 3 فهرست شده است.

آلياژ هاي آهن- كروم – نيكل شامل بيش از 18% كروم و بيش از N8% با مقداري كرومي كه هميشه از مقداري نيكل بيشتر است آنها داراي زمينه آستنيتي مي باشند. هر چند كه چند گروهي داراي تعدادي فريت نيز مي باشد. اين ‌آلياژ ها استحكام و داكتليته بيشتري در دماهاي بالا نسبت به گروه آهن كروم نشان مي دهند.

و در سيكل هاي دمايي متوسط مقاوم هستند. مقال هايي از اين آلياژ ها انوع HL, Hk, HT, HH, HF, HE مي باشند كه در جدول 3 فهرست شده اند. اگر چه نيكل در انوع HW , HX عنصر اصلي مي باشد، اين نوع آلياژ ها معمولا بهعنوان فولادهاي هر آلياژي رجوع مي شوند تا آلياژهاي ؟ (در اين جلد، عنوان نيكل و آلياي نيكل را ببينيد)

فريت در فولادهاي زنگ نزد ريختگي

آلياژ هاي CF شامل بخش قابل توجهي از توليد ريختگي مقاوم به خوردگي مي باشند كه از لحاظ تكنولوژيكي مهم هستند و بالاترين ؟ را در بر مي گيرند. اين آلياژهاي 19cr- 9N ؟ ريختگي فولادهاي زنگ نزن ؟ سري AISI -300 مي باشند (جدول 1) معمولا آلياژ هاي ريختگي و نوردي داراي مقاومت كافي به محيط خورنده مي باشند. و آنها اغلب با همديگر بكار مي روند.

با اين حال اختلافات قابل توجهي بين آلياژ هاي ريختگي CF ؟ نوردي AISI آنها وجود دارد. از جمله مهمترين آنها اختلافات در ميكروساختار در شرايط كاربرد نهايي (كاري) مي باشد. آلياژ هاي ريختگي نوع CFداراي ساختار دو تايي مي باشد. (جدول 1) و معمولا شامل 5 تا 40% فريت مي باشند كه بستگي به نوع آلياژ دارد. همتاي نوروي آنها كاملا آستنيتي هستند. مزيت در زنگ نزن ريختگي با ساختارهاي دو تايي مغناطيسي مي باشد. (يك نقطه اي كه اغلب وقتي فولادهاي زنگ نزن ريختگي با همتاهاي نوروي آنها با تست (بررسي) كردن جاذبه آنها به يك آهنربا مقايسه مي شوند، گيج كننده مي باشد) اين اختلاف در ميكروساختارها به اين واقعيت مربوط مي شود كه تركيبات شيمايي آلياژهاي ريختگي و نوروي عملا يكسان نيست اند. اخلافات در تركيب شيميايي قبلا در اين بخش بحث شد.

اهميت فريت فريت عمدا به سه دليل در فولادهاي زنگ نزن نوع ‍CF ريختگي موجود است. براي فراهم كردن استحكام بهبود قابليت جوشكاري و براي زياد كردن مقاومت به خوردگي در محيط هاي ويژه استحكام بخشي در آلياژ هاي نوع CF ريختگي اساسا تا جايي محدود مي شود كه در آنجا استحكام مورد نظر با قرار گرفتن فريت در داخل فاز زمينه آستنيتي حاصل مي شود. اين آلياژها نه باعمليات حرارتي مشابه آلياژ هاي فاز ؟ يا فريتي ريختگي مستحكم نمي شوند، دليل نامشخصي و نه با كار گرم و سرد مشابه ‌آلياژهاي نوردي آستنيتي. استحكام بخشي با رسوب كاربيد نيز به دليل اثر زبان آور كاربيدها بر روي مقاومت به خوردگي در ميحط هاي آبي، غير عملي و غير ممكن مي باشد. بنابراين، آلياژها با متعادل كردن تركيب شيميايي آلياژ براي توليد مركوساختار يا دو گانه و فازي كه شامل فريت (بيش از 40 حجمي) توزيع شده در يك زمينه آستنيتي به طور موثر مستحكم مي شود. نشان داده شده است كه با وارد كردن فريت فولادهاي ريختگي N9-cr 19 استحكام تسليم و كششي بدون افت داكتليته يا تافنس يا حفر گلي ضربه اي در دماهاي زير (800 f) 425c⁰ مقدار اثر اين استحكام بخشي براي آلياژهاي cf-8m, cf-8 در دماي اتاق در شكل 2 نشان داده شده است.

فولادهاي زنگ نزن كاملا آستنيتي به مشكلات قابليت جوشكاري كه تحت عنوان ترك داغ يال ترك هاي مويي شناخته مي شوند، حساس هستند. ترك درون دامنه اي در منقطه رسوب جوش و يا درمنطقه متاثر از جوش رخ مي دهد واين مساله وقتي قابل اجتناب است كه تركيب شيميايي فلز پر كننده كنترل شود تا حدود 4% فريت در رطوب جوش آستنيتي توليد شود. قطعات ريختگي آلياژ نوع CF دو فازي به اين مساله ايمن است.

حضور مزيت در آلياژهاي CF دو فازي، مقاومت به scc و به طور كلي به ترك درون دامنه اي را بهبود مي بخشد. اگر چه عيوب قطعات ريختگي هر آلياژي به دليل اين دو نوع خوردگي رايج نيست، scc و ترك دان دانه اي مورد توجه است زيرا آنها به طور غير منتظره اتفاق مي افتد. به ويژه در قطعات ريختگي كه با جوشكاري در ميداني كه در آنجا عمليات حرارتي پيش جوشكاري براي اصلاح (تقويت) مقاوم به خوردگي غير عملي يا غير ممكن است، حساس شده اند. در مورد scc به نظر مي رسد كه حضور مذاب هاي فريتي در زمينه آستنيت، توزيع ترك ها را متوقف مي كند يا بسيار مشكل مي سازد. در مورد خوردگي درون دانه اي، فريت در قطعات ريختگي حساس، مفيد خواهد بود زيرا رسوب مقدمه كاربيدها در فاز فريت را نسبت به مرز دانه هاي آستنيت ترفيع مي بخشد، چون در مرز دامنه هاي آستنيت كاربيدها آنها حساسيت به ترك درون دانه اي را افزايش مي دهند. حضور فريت همچنين مرز دانه هاي اضافي را در زمينه آستنيتي قرار مي دهد، و شواهدي در دسترس است كه ترك درون دانه اي در مرز دانه هاي فريت- آستنيت متوقف مي شوند.

جامع ترين بررسي در مورد اثر فريت بر روي مقاومت به خوردگي فولادهاي زنگ نزن ريختگي بيانگر اين است كه فريت:

مقاومت آلياژهاي CF را به scc كلريدي بهبود مي بخشد.

مقاومت اين آلياژها را به ترك درون دامنه اي بهبود مي بخشد.

ايمني كار بري بيشتري را براي آلياژهاي CF نسبت به هر دو نوع حمله در مقادير فريت بيش از 10% فراهم مي كند.

اين نكته قابل توجه است كه همه بررسي ها نشان نداده اند كه فيت به طور مطلق (بدون قيد و شرط) به مقاومت به خوردگي كلي فولاد هاي زنگي نزن ريختگي مفيد است.

مقاومت به خوردگي خواه توسط فريت بهبود يابد يا بدون آن بهبود يابد و تا حدود بستگي به تركيب شيميايي ويژه آلياژ و عمليات حرارتي و شرايط كاربري (حالت محيط و تنش) دارد.

كنترل فريت:

از بحث پيشين، مشخص مي شود كه مقادير فريت كنترل شده، عمدتا در فولادهاي ريختگي آستنيني كروم-نيكل، آلياژهاي CF، خواص ويژه اي را فراهم مي كند كه مقدار فريت موجود نخست بستگي خواهد داشت به تعادل تركيب شيميايي آلياژ (دلايل اساسي در مورد وابستگي مقدار فريت به تركيب شميايي در تعادل فازي براي سيستم آهن – كرم – نيكل مشخص شده اين تعادل فازي به طور جامع مستند شده است و به فولادهاي زنگ نزن تجاري مربوط مي شود.

اجراي عنصري اصلي فولادهاي زنگ نزن ريختگي دو فولاد عناصر هستند كه پايداري فريت و آستنيت را بهبود مي بخشند. در بهبودي فازهاي آستنيتي با فريتي (آستنيت زايي يا فريت زايي) در ميكروساختار آلياژ در رقابت هستند. كروم، سيليسيم، موليبدنيم، و نيوبيوم، حضور فيت را در ميكروساختاري آلياژ بهبود مي بخشد. نيكل، كربن، نيترژن، و منگنز حضور آستنيت را بهبود مي بخشد. با متعادل كردن مقادير عناصر شتكيل دهنده فريت و آستنيت در يك محدوده خاص براي عناصر يك آلياژ معين، كنترل كردن مقدار فريت موجود در زمينه آستنيتي ممكن مي شود آلياژ معمولا كاملا آستنيتي ساخته مي شود با مقادير فريت بالاي 30% يا بيشتر در زمينه آستنيت.

ارتباط بين تركيب شيميايي و ميكرو ساختار در فولاد هاي زنگ نزن ريختگي به ريخته گر (شخص ريختگر) اجازه مي دهد تا مقدار فريت يك آلياژ بعلاوه خواص منتجه آن با تنظيم تركيب شيميايي آلياژ پيش بيني و كنترل كند. اين كار با دياگرام (نمودار) تعادل schocfer در مورد آلياژهاي ريختگي كروم – نيكل (شكل 3) صورت مي گرد اين دياگرام از يك دياگرام اوليه توسط schacffler براي فلز جوش فولاد زنگ نزن توسعه يافته است. مشتق گرفته شده است با استفاده از شكل 3 مستلزم آن است تا تمامي عناصر پايدار كننده فريت دار تركيب شيميايي را به معادل كروم تبديل كرد و در نتيجه تمامي عناصر پايداري كننده آسنتيت را با استفاده از ضرايبي كه به طور تجربي حاصل شده اند را به معادل نيكل تبديل كرد كه اين معادل بيانگر قدرت فريت زايي يا يا آستنيت زايي هر عنصر است. يك نسبت تركيب شيميايي بعدا از معادل كلي كروم cr_e و معادل كلي نيكل N:e به دست مي آيد كه براي تركيب شيمايي آلياژ مطابق روابط زير محاسبه مي شود:

Cr_e=% Cr +1.5(y.s)+104(%Mo)+% Nb- 4.99 (Eq₁)

Ni_e=%N:+30(yc)+0.5(y.Mn)+26(%N-0.02)+2.77(Eq.2)

كه در آنجا غلظت هاي عناصر بر حسب درصد وزني داده شده است. هر چند كه عبارات مشابهي حاصل شده است كه عناصر آلياژي اضافي و محدوده اي تركيب شيميايي مختلف را در سييتم آلياژي آهن- كروم- نيكل را به حساب مي آورد. استفاده از دياگرام schoefer براي برآورد كردن و كنترل كردن مقدار فريت در قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن استاندارد شده است.

دياگرام schoefer داراي قابليت استفاده آشكاري براي استفاده كننده هاي قطعات ريختگي و ريخته گري مي باشد. برآورد كرده (تخمين) و پيش بيني كرده مقداري فريت در صورتي كه تركيب شيميايي آلياژ مشخص شود مفيد خواهد بود و براي تنظيم كردن مقادير اسمي براي عناصر مجزا در محاسبه شارژ كوره براي يك آلياژ كه در آن يك محدود خاص از فريت مطلوب است، مفيد خواهد بود.

محدوده هاي كنترل فريت اگر چه مقدار فريت فقط بر اساس تركيب شيميايي آلياژ برآورد كنترل مي شود. محدوديت هايي براي دقتي كه با آن اين كار صورت مي گيرد وجود دارد دليل اين موضوع متعدد است. نخست، يك درجه غير قابل اجتنابي از عدم اطمينان در آناليز تركيب شيميايي يك آلتاژ وجود دارد (به نوار پراكنده در شكل 3 توجه شود) در ثاني مقدار فريت (گذشته ج؟ كه قبلا حرارت ؟ يا نه به چه ميزاني) هر چند به مقدار خيلي كم بستگي دارد. سوم مقادير فريت در مواضع مختلف در قطعات ريختگي منفرد مي تواند به طور قابل توجهي تغيير كند كه بستگي به اندازه سطح مقطع، جهت گيري فريت، حضور (وجود) جدا جدايش عناصر آلياژي و عوامل ديگري دارد.

انداز گيري هاي مقدار فريت در قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن همچنين در معرض محدوديت هاي قابل توجهي قرار دارد اندازه گيري مغناطيسي مقدار فريت به حجم كم مواد بستگي دارد و نياز به شكل هاي هندسي ساده قطعات ريختگي دارد. افزون بر اين كاليبراسيون دقيق با استانداردهاي اوليه و ثانويه در مورد دقت اندازه گيري لازم است (انداز گيري هاي كمي متالوگرافي مقدار فريت بر روي سطح پوليش شده براي انتقال در يك سبك مغرب نسبت به قطعه ريختگي اساسا غير ممكن است) روش متالوگرافي نيز كاملا زمان گير است. و با مشخصات اچ كردن و تفكيك ميكروسكوپ محدود نمي شود و با فاكتوري كه يك تكنيك دو بعدي است (كار مي كند مي شود) در حاليكه مذاب هاي و كلوني هاي فريت در ساختار آلياژ سه بعدي است. هم شخص ريخته گر و هم و استفاده كنند از قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن بايد تشخيص بدهند كه عوامل فوق الذكر محدوديت هاي قابل توجهي را بر روي درجه اي كه با آن مقدار فريت (خواه به صورت تعداد فريت يا درصد فريت) در قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن مشخص و كنترل شود، قرار دهند. در كل، دقت اندازه گيري فريت و دقت كنترل فريت وقتي كه عدد اندازه دامنه فريت افزايش مي يابد، از بين مي رود. به عنوان يك روش كاري، پيشنهاد مي شود كه حدود يا تعداد فيت ميانگين يا مطلوب به عنوان حد كنترل فريت تحت شرايط معمولي، با تت شرايط ايده آل ممكن است.

خواص مكانيكي:

آلياژهاي مقاوم به خوردگي

اهميت خواص مكانيكي در انتخاب فولادهاي ريختگي مقاوم به خوردگي به كاربرد قطعات ريختگي ثابت مي شود اصل برتر براي انتخاب آلياژ معمولا مقاومت آلياژ به محيط خورنده ويژه يا محيط مورد نظري باشد. خواص مكانيكي آلياژ معمولا، ولي نه هميشه، در اين كاربردها از اهميت ثانوي برخوردار است. مقاومت به خوردگي اين مواد، با جزئيات كامل تحت عنوان " خوردگي ريختگي" در جلد 13 چاپ وام هند بلوك فلزات (Metal Hand book) بحث شده است.

استحكام و سختي:

خواص استحكام معرف دماي اتاق، سختي، مقادير ضربه چارمي براي آلياژهاي مقاوم خوردگي در جدول 4 و شكل 4 آورده شده است. اين خواص مصرف آلياژهاست تا نيازهاي ويژه خواص مكانيكي حداقل ويژه براي اين آلياژها در استانداردهاي A747 , A744, A743, A351, ASTM آورده شده است. محدوده وسيع خواص مكانيكي مي توان با استفاده از تركيبات شميايي و عمليات حرراتي محدوده هاي مختلفي از خواص مكانيكي به دست آورده است.

در انواع فولاد پ آلياژي بسته را انتخاب تركيب شيمياي و عمليات حرارتي آلياژ قابل دستيابي استحكام كششي از 131 ompa , 476 (69 تا 19oks) و نعمتي از 130 تا 400HB در ميان آلياژهاي مقاوم به خوردگي ريختگي موجود است به طور مشابه محدوده هاي وسيع در استحكام تسليم درصد ازدياد طول وچقرمگي ضربه وجود دارد. فولاد هاي اسده كروم دار ,A-15)CC-50, CB-30, CA-40) داراي مارتنزيت يا ميكرو ساختار هاي مارتنزيتي يا فريتي در شرايط كاربري (جدول 1) موجود است آلياژهاي CA-40, CA-15 كه معمولا شامل 12% كروم هستند. با استفاده از استحاله مارتنزيتي از طريق عمليات حرراتي قابل سختكاري است و بيشتر به خاطر استحكام بالاي آنها ه طور رقابتي براي مقاومت به خوردگي نسبتا كم رقابتي آنها انتخاب مي شوند. قطعات ريخته گري اين آلياژ ها تا يك دمايي حرارت داده مي شوند كه در آنجا كاملا آستنيتي است و سپس در يك سرعتي (معمولا در هوا مطابق با تركيب شيميايي قطعه سرد مي شود به طوريكه آستنيت به مارتنزيت استحاله مي يابد.

استحكام در اين شرايط كاملا بالاست براي مثال 1034 تا 1379 mpa يا 150 تا 200ks، اما داكتليته كششي و تافنس ضربه محدود مي شود. نتيجتا، قطعات ريختگي مارتنزيتي معمولا در 315 تا 650c (600 تا 1200F) $ حرارت داده مي شود. تا داكتليته و تافنس با مقداري كاهش در استحكام بازيابي (اصلاح) شود. اين عمليات ادامه مي يابد، سپس آن محدوده هاي قابل توجه خواص كششي، سختي و تافنس ضربه در انواع CA-40, CA-15 مارتنزيتي ممكن مي شود قابل دسترسي است كه اين هم بستگي به انتخاب دماي تپرينگ دارد.

از طرفي آلياژهاي CB-30CC-50 كروم بالا، كاملا فريتي هستند كه با عمليات حرارتي قابليت سختكاري ندارد. اين آلياژها معمولا در .... مورد استفاده قرار مي گيرند.

براي اين ‌آلياژهاي معمولا شرايط آنيل مورد استفاده قرار مي گيرد و خواس متوسطي از استحكام و سختي را نشان مي دهند.

بسياري از آلياژهاي فريتي مشابه CC50, CB30 داراي تافنس محدود هستند به ويژه در دماهاي پايين.

سه آلياژ كروم نيكل CD-4MMcm, CB4cm, CA6Nm نتيجه عمليات حررارتي و خواص مكانيكي استثنايي دارند.

آلياژ CAONM با متعادل كربن تركيب شيميايي براي اينكه سختي مارتنزيتي به دست آورند.

اين آلياژ با توسعه پي در پي آلياژ CA-15 داراي تافنس بهتر و قابليت جوشكاري بهتر مي شود است. آليا‍ژهاي CD 4Mcm , CB7cm هر دو داراي مس هستند مي توانند استحكام پيدا كنند بوسيله عمليات رسوب سختي.

روي اين آ‌لياژها ابتدا عمليات حرارتي محلول انجام مي شود. سپس به سرععت كونج مي شوند در آب يا روغن تا اين رسوب تشكيل شود زيرا در سرد كردن آهنسته نمي تواند تشكل شود.

(قطعات ريخته گري شده تا يك دماي پ؟ شدن متوسط حرارت داده مي شوند) كه در اين دما رسوبات مي توانند اتفاق بيافتند در ( به قطعات ريخته گري زمان داده مي شود تا يك دماي متوسط حرارت ببيند)

شرايط كنترل شده تا اينكه استحكام خواص ديگر مورد نظر ما به دست آيد.

آلياژ CB7cm داراي زمينه ماتزينتي است در حاليكه آلياژ CD-4mcu داراي ميكروساختار دو گانه است، شامل تقريبا 40% آستنيت در زمينه فريتي.

در آلياژ CB-7 cm براي به دست آوردن عالي ترين تركيب از استحكام و مقاوتم به خوردگي مي توان از شرايط رسوب غني استفاده كرد. اما درصد آلياژ CD-4mcu به ندرت شرايط رسوب سختي كاربرد داشتند. زيرا نسبتا مقاومت كمتري به خميدگي slc دارد در اين شرايط (رسوب ؟) در مقايسه با مقاومت بالاتر در خوردگي آن در شرايط انيل محلول.

آلياژ هاي CK, CN, CH, CF, CF, CF به طور ذاتي غير قابل ؟ شدن هستند به وسيله حرارتي.

بنابراين براي ايجاد كردن بيشترين مقاومت به خوردگي ضروري است كه قطعات ريخته گري از اين گروه آلياژ ها را معرض دماي بالا براي دريافت آنيل محلول قرار دهيم.

اين عمليات شامل نگه داشتن قطعات ريخته گري شده در يك دماي كه به اندازه كافي بالا است تا هم كاربيدهاي كروم حل شوند، كه باعث خوردگي مرز دانه هستند. آنگاه سرد كردن سريع به اندازه كافي قطعات تا از لعاب مجدد كاربيد جلوگيري شده به وسيله كونچ در آب، روغن يا هوا هر چند اين عمليات مي تواند در ميان گروههاي آلياژي كم كربن (كمتري از 0.08% انجام شود، مقاطع سنگين يا حجم آلياژ با درصد كردبن زياد ممكن است در بعضي فواصل پايين تر از سطح به دليل سرعت سرد كردن پايين كاربيدها تشكيل شده باشند

سرعت ؟ زياد

هر چه عمق زياد شود سرعت

سرد كردن كم مي شود

به خاطر ساختارهايشان كه يا كاملا آستنيتي يا با ساختار دو گانه بودن رسوب كاربيدي، اين آ‌لياژها بطور كلي عالي ترين چقرگي را در دماهاي پايين نشان مي دهند.

محدوده استحكام كششي كه اين آلياژها نشان داده اند نشان mpa 669- 476 (ksi 97- 69) است.

به زودي در اين ؟ به آلياژهايي با ساختار دو تايي اشاره مي شود كه مي توان آنها را مستحكم كرد با متعادل كربن (يكنواخت كربن) تركيب كه فريت زياد مي دارد.

With duplex: به زودي در اين بخش به آلياژهايي با ساختار دو تايي اشاره مي شود كه مي توان مستحكم كرد با يكنواخت كربن وضعيت براي بيشترين level فريت (y.s) استحكام و ؟كنش آلياژ هاي Cf به ميزان 150 درصد بيش تر از آلياژ هاي كاملا آستنيني هستند.

خصوصيات خستگي:

اين خصوصيات مي توانند به عنوان يك عامل طراحي باشند در كاربرد قطعات ريخته گري شرايط كاري كه سيكل بارگزاري متفاوت است. اين مقاومت خستگي فولادهاي ضد زنگ ريخته گري شده بستگي دارد به اندازه ذرات، طراحي و فاكتورهاي محيطي بطور مثال فاكتورها مهم در طراحي شامل دماهايي كه در آن كار مي كند. فاكتورهاي مهم ماده شامل استحكام و ميكروساختار است.

آن كاملا مشخص است كه استحكام خستگي افزايش مي يابد با استحكام كشش در يك ماده، استحكام UTS كششي و استحكام خستگي هر دو افزايش مي يابند. بطور كلي با كاهش دما . تحت شرايط برابر از تنش، تمركز تنش و استحكام حاكي از ان است كه مواد آستنيتي داراي حساسيت كمتري نسبت به مواد مارتنزيتي و فريتي هستند. تغيير ساختار مي تواند عامل مهمي باشد در تغيير استحكام به خستگي.

چومگي

آلياژ هاي مقاومن به خميدگي كاملا آستنيتي و آلياژ هاي مقاوم به خوردگي با ساختار دو گاه (دو تايي) بيشترين چقرگي را نشان مي دهد. نمودار شماره 4 بيانگر ميزان چقرگي به دست آمد در مراحل مختلف آزمايش ضربه است.

تاثيرات پير سختي:

فولادهاي پر آلياژ مقاوم به خوردگي ريخته گري شده بطور گسترده مورد استفاده هستند در دماهاي متوسط بالا تا 650 درجه سانتگراد يا 1200 درجه فارنهايت خصوصيات افزايش دما مهم هستند در انتخاب استاندارد براي اين كاربردهايشان همچنين خصوصيات دماي اتاق بعد از كاركرد در دماهاي بالا هستند زيرا در معرض اين دماها بودن ممكن است تاثيرات پير سختي داشته باشد.

بطو مثال آلياژ هاي BA-15, CE30A, CF-8M, CF-8C ريخته گري امروز مورد استفاد هستند از شارهاي بالا و محيط هاي اسيد سولفوريك با دماهايي تا 540 درجه سانتي گراد يا 1000 درجه فارنهايت در صنايع پيتوشيمي موارد ديگر استفاده آنها در صنايع توليد نيرو در دماهايي تا 565 درجه سانتي گراد يا 1050 درجه فارنهايت است.

خصوصيات پير سختي در دماي اتاق ممكن است از پير سختي كه با قرار گرفتن در دماي بالا و عمليات حرارتي ايجاد مي شود عمليات طبيعي ؟ باشد.

خصوصيات دماي اتاق در شرايط قبلي كه هست بعد از قرار گرفتن در معرض دماهاي بالا متفاوت باشد از شرايط عملكرد آن در حركت زيرا ميكروساختار ممكن است تغيير كند با قرار گرفتن در دما ميكروساختار آلياژ هاي آهن نيكل كروم تغيير مي كند. و ممكن شامل شكل هايي از كاربيد و همچنين فازهاي همچون 1,X,6 باشد. اندازه و وسعت اين فازها بستگي دارد به كيفيت تركيب و زمان افزايش دما.

آلياژهاي مارتنريت CA-6NM, CA-15 هستند در معرض تغيير كمتري هستند در خواص مكانيكي و مقاومت SCC در محيط هاي نمكي و اسيد آلي قرار گرفتن دز مدت زمان 3000 ساعت در دمايي بالاتر از 565 درجه سانتي گراد يا so 10 درجه فارنهايت در فولاد نيكل كرم نوع CF تنها تغييرات ناچيزي در مقدار فرميت در خلال 1000 ساعت در معرض دماي 400 درجه سانتي گراد و يا 750 درجه فارنهايت و يا در حين 3000 ساعت در برابر هاي CO 4 درجه سانتي گراد 800 درجه فارنهايت قرار گرفتن اتفاق مي افتد.

با اين حال در اين دما رسوب كاربيد اتفاق مي افتد و كاهش محسوس انرژي شاربي گزارش شده است.

اين تاثيرات براي فولاد مقاوم به خوردگي ريخته گري شده CF-8 در نمودارهاي 5 و 6 بيان شده است درما زيادتر شده است در بالاتر از 425 درجه سانتي گراد يا 800 درجه فارنهايت تغيير در ميكروساختار آلياژهاي نيكل كرم و داراي موليبدن با سرعت كمتري روي مي دهد در 650 درجه سانتي گراد (1200 f) كاربيد ها و فاز عامل شكنندگي دوباره با مصرف فريت تشكيل مي شوند. (نموار 7).

در شرايط زير گفته شده) چكش خواري كشش و انرژي ضربه آزمايش ؟ كاهش پيدا كردن هستند. (كم خواهند شد) تغييرات دانستيته و انقباض حاصله به عنوان نتايج قرار گرفتن در معرض اين هاي بالا گزارش شده اند.

ويژگي هاي آلياژ هاي مقاوم به حرارت – افزايش ها در خواص كششي

آزمايش افزايش دما ؟ نهان كوتاه كه در آزمايش تست نيروي فشاري كششي استاندارد و حرارت دادن در دماي يكنواخت و تعيين شده و آنگاه تغيير فرم شكست در يك سرعت استاندارد، indentifics تنش به واسطه بار بيش از حد در مدت زمان كوتاه كه باعث شكست در باگزاري تك محوري خواهد شد.

اين طرز رفتار كه ارزشيابي مي شود با استحكام كششي و تغيير چكش خواري با افزايش دما نشان داده شده در نمودار 8 براي آلياژ HP-sow.

خواص كششي بيان شده در دماهاي بين 1095 تا 650 در جدول براي چندين گروه از فولاتد آلياژي مقاوم حررات نشان داده شده است.

خواص خزش و شيب شكست:

خزش شرح داده مي شود (تعريف مي شود) به عنوان ؟ زمان كه تحت بار كم روي مي دهد در دماي بالا.

خزش عامل هست در بسياري از بكار بردن ريخته گري پر آلياژ مقاوم حرارت در دماهاي كاري نرمال (معمولي).

بالاخره خزش ممكن است منتهي شود به تغيير فرم بيش از حد و حتي شكست در تنشهايي كه بطور قابل توجه اي كمتر از ميزان شكلهايي محاسبه شده در دماي اتاق و دماي بالا در آزمايش كشش و فشار هستند شود.

طراح بايد به قابليت سازه در يك محيط را با محاسبه سرعت و درجه ؟ نرم آن تعيين كند.

طراح بايد هميشه توانايي كاركرد سازه در موضوع مورد بحث را محاسبه كند كه بوسيله سرعت يا درجه تغيير فرم (شكل) محدود شده است. (يعني بايد ميزان خزش سازه در محيط مورد استفاده در نظر گيرد.)

زماني كه سرعت و درجه تغيير فرم فاكتور محدود كننده است. طراحي شش بنيادي است در كمنتر شدن سرعت خزش و طراحي عمر بعد از خزش گذاري مجاز و اوليه.

تنش كه ايجاد مي كند كمترين سرعت خزش مشخص را در يك آلياژ و يا ميزان تغيير فرم خزش مشخص در مدت زمان داده شده (براي مثال مجموعا 1% خزش در 100000 ساعت) اشاره كننده هست به عنوان محدوده استحكام خزش و يا محدوده تنش.

اين رفتار كه كمترين سرعت خزش بستگي دارد و به تنش بكار برده شده بيان شده در نمودار 9 به وسيله داد هايي آلياژي HP-sowz زماني كه شكست يك فاكتور محدود كننده است ارزيابي تنش شكستگي مي تواند در طراحي مفيد باشد. (نمودار 10).

مقايسه كردن تنش و شكست مي تواند با كمترين سرعت خزش ادغام شود همانگونه كه در نمودار 11 نشان داده شده است.

نمودار 11 بايد شخص كمتر مدت طولاني خزش و تنش شكست را كه اغلب نتيجه ازمايش هاي كوتاه مدت است.

نتيجه اين خواص ارزيابي شده كاملا قطعي است كه قطعاتي كه در دماهاي بالا كار مي كنند پايداري كمي دارند.

بنابراين اين خواص ارزيابي شده نتيجه يا كاملا قطعي- اغلب پايداري كمي داشتن كاربرد روزمره قسمتهاي با دماي بالا بنابراين اين خواص ارزيابي شده نتيجه كاملا قطعي مي دهد كه اغلب قسمتهايي كه با دماهايي بالا روزانه سرو كار دارند پايداري كمي دارد. از نظر طول عمر اغلب پيش بيني دقيقي رفتار واقعي مواد شكل است زيرا تنشهاي كاري تركيبي از تنشهاي به نصبت ايده آل هستند در شرايط باز گذاري تك محوري در آزمايشات استاندارد و فاكتورهاي كاهش دهنده همچون بارگذاري تناوبي نوسانات حرراتي اتلاف ؟ به دليل خوردگي وجود دارند.

طراح بايد تاثيرات هماهنگ اين متغيرها را پيش بيني كند. طراحي اجزائي كه در معرض سيكل دمايي قابل توجه اي قرار دارند بايد همچنين شامل بررسي دقيق خستگي حرارتي باشد. اين كاملا درست است اگر تغييرات دما پي در پي يا سريع و غير يكنواخت درون پايين عمليات ريخته گري مي باشدو خستگي حالتي كه نتايج ضعيفي دارد از به كاربردن بارگذاري متناوب در مدت زمان كم و يا تنشهايي كم تر از حد پيش بيني شده در خواص بازگذاري ثابت است خستگي حرارتي حاكي از شرايطي است كه تنشها عمدتا به وجود مي آيند ك از انبساط انقباض حرارتي جلوگيري مي شود. طراحي خوب كمك مي كند به كاهش موانع بيروين براي انبساط و انقباض گرم كربن سرد كربن سريع ممكن است كه وارد كند شيب دمايي در يك قسمت و باعث شود النت (جزء هايي) از تركيب تا اندازه اي سرد و مانع اجزاء گرم است.

آناليز كامپيوتري جزء محدود نشان مي دهد كه در بعضي از كاربردهاي صنعتي اين نشتهاي حرارتي به وجود آمده است ممكن است از حد نتايج باز گذارهاي مكانيكي هم تجاوزند.

در گروه هاي شامل نيكل و اثبات كارايي خوب بعضي از تركيبات نوع HH.

مقاومت به شوك حرارتي:

شوك حرارتي ممكن است رخ دهد به عنوان يك نتيجه تنها، تغيير سريع دما يا به عنوان نتيجه تغييرات سريع سيكل دمايي، كه به وجود مي آورد تنهاشيي كه به اندازه كافي قوي هستن تا باعث نقصان و عيب شوند.

مواد سراميكي ترد در معرض چنان نوق؟ در يك سيكل دما هستند، اما فقط شرايط خيل نادري هستند كه موجب نقصان در فولاد هاي پر آلياژ دارند.

مقاومت به خوردگي گازهاي داغ:

خوردگي آلياژهاي مقاوم به حرارت، كه؟ مورد حمله هستند به وسيله محيطي در دماهاي بالا، تغيير قابل ملاحظه نوع آلياژ، سرعت فعل و انفعال و ماهيت دقيق محيطي در معرض آن قرار دارد. جدول شماره 6 نشان مي دهد كه يك طبقه بندي از آلياژ هاي مقاوم به حرارت استاندارد ريخته گري شده در محيط هاي گوناگون.

عمليات قالب گيري (ريخته گري).

عمليات ريخته (قالب گيري) براي توليد فولاد هاي پر آلياژ اساسا شبيه روش ريخته گري مورد استفاده براي فولاد هاي ساده كربني است.

جزئيات عمل ذوب، رتفار فلز و عمليات قالب گيري شامل cleaning of casting , risering , gating در مقالبه تحت عنوان فولادهاي كربن ساده در اين جلد در دسترس هستند.

قابليت جوش كاري:

فولاد هاي پر كربن مقاوم به خوردگي

بسياري از فولادهاي ضد زنگ ريخته گري شد مقاومت به خوردگي همچون CF-8 يا CF-8M هستند قابل جوشكاري مخصوصا اگر زير ساختار آنها شامل درصدهاي كمي از فاز 8 باشد. اين دو آلياژ ضد زنگ مي تواند بسيار حساس شود و مقاومت به خوردگي شان كاهش يابد. اگر در معرض دماهاي بالاتر از 425c يا 800F قرار بگيرند. در حين جوشكاري بايد دقت زيادي شود تا م مطمئن شويم كه اجزاء توليدي يا ريخته گري شده بيش از حد گرم نشده اند. به همين دليل فولاد هاي ضد زنگ هيچگاه پيش گرم نمي شوند.

در موارد زيادي محل جوش سرد مي شود با پاشيدن قطرات آب (پاشش) حين حركت و جوش دادن براي كاهش دما تا c 150 يا پايين تر از آن.

بعضي از جوشكاري انجام شده روي گروه هايي از مقاوم به خوردگي تاثير مي گذارد روي مقاومت به خوردگي آلياژهاي ريخته گري شده دما براي بسياري از نوع هاي ديگر ريخته گري شده در شرايط جوشكاري شده رضايت بخش بوده است. مقاومت به خوردگي آنها تغيير نكرده)به دليل اينكه در محل جوش كربن آزاد شده و كاربيدهاي كرم تشكيل شده و درصد كرم در آنجا پايين مي آيد.

جايي كه شرايط به شدت خورنده (خوردگي بالا) يا جايي كه SCC ممكن است يك شكل باشد عمليات حرارت دوباره بصورت كامل ممكن است مورد نياز باشد بعد از جوشكاري.

حرارت دادن قطعه ريخته گري شده بالاتر از 1065 درجه سانتي گراد يا 1950 فارنهايت و سرد كردن سريع آن كاربيدهاي رسوب كرده در حين جوشكاري را دوباه حل كرده و باعث مي شود كه مقاومت به خوردگي برگردد.

جايي كه بيشترين مقاومت به خوردگي مورد نياز است و عمليات حرارتي منطقه جوش خورده (آنيل محلولي) نمي تواند انجام شود. عناصر آلياژي مشخصي را مي تواند به صورت كاربيدهاي پايدار اضافه شوند.

هر چند ؟ بيوم و تيتانيم هري دو، شكل كاربيدهاي پايدار هستند، تيتانيم در حين عمليات ريخته گري به سرعت اكسيد مي شود و بنابراين بندرت استفاده مي شود.

آلياژ CF-8C پايدار شده بانتوبيوم مورد استفاده زيادي دارد در ريخته گري اين گروه آلياژي استحكام كاربيدهاي نئوبيوم از تشكيل كاربيدهاي كروم مي شود و در نتيجه آن كاهش كروم از فلز پايه است بنابراين اين گروه آلياژي مي تواند جوشكاري و بدون عمليات حرارتي بعد از جوشكاري.

فولاد هاي ابزار گرم كار (نوع H)

فولادهاي ابزار براي ساخت قالبهاي گرم كار، بر سه گروه تقسيم مي شوند.

1- فولادهايي كه عنصر آلياژهاي اصلي آنها كرم است.

2- فولادهايي كه عنصر آلياژي اصلي آنها تنگستن مي باشد.

3- فولاد هايي كه عنصر آلياژهايي اصلي آنها موليبدن مي باشد.

فولادهاي ابزار گرم كار از خواص فيزيكي خاص برخوردار هستند كه فولادهاي سرد كار يا برشي فاقد آنها هستند. انتخاب يك فولاد گرم كار بستگي به شرايط كاربردي داشتند و بخصوص يك فولاد ابزار گرم كار، نمي تواند براي شرايط مختلف كاربردي مناسب باشد. شرايط كاربردي نظير حداكثر دمايي كه قالب هنگام كار كردن به آن مي رسد، نحوه بارگذاري و نحوه خنك كردن قالب نوع فولادها را تعيين مي كند، انتخاب صحيح نوع فولاد و عمليات حرراتي مناسب، موجب افزايش عمر و كاركردن يك قالب مي باشد. چقرگي قالبها، يكي از مهمترين خواص كاركرد يك قاب بوده و به همين دليل بعد از سخت كراي اين فولادها را بيشتر از يك بار تميز مي كنند، زيرا تكراري عمل تمپر كرردن موجب كاهش بسيار زياد آسنتيت باقيمانده و مارتنزيت تميز شده مي گردد. خنك كاري مناسب باعث جلوگيري از گرم شدن موضعي قالب شده و قالب ها مي توانند در دماي پايين تر و يكنواختي كار كنند قالبهاي ريخته گري مداوم، با گردش آب در داخل قالب و قالبهاي آهنگري با پاشيدن آب يا هواي فشرده خنك مي شوند.

نگهداري قالبها زمانيكه كار نمي كنند بايد بگونه اي باشند تا نقاط زنگ زده روي قالب تشكيل نشود. زيرا نقاط زنگ زده مي توانند محل شروع تخريب قالب باشند.

فولادهاي كار گرم حاوي كرم (H10-H19) عنصر آلياژهاي اصلي اين فولادها كرم بوده و بعضي از موارد تنگستني، موليبدن و واناديم نيز افزوده مي شوند. ميزان كربن اين فولادها نسبتا پايين (0.35- 0.40%) مي باشد اين عنصر چقرگي آنها در سختي 400-600H بهبود مي بخشد. ميزان بالاي كرم سبب هوا سخت شدن اين فولادها مي باشد. حضور تنگستن و موليبدن در فولادها H4, H10، موجب حفظ استحكام و سختي در دماي بالا شده ولي تعدادي از چقرگي را كاهش مي دهد. در اين گروه، فولادهاي H13, H12, HH بيشترين كاربرد را دارند از مزاياي اين فولادها مي توان به حفظ استحكام و سختي تا دماهاي c500 با انعطاف پذيري خوب اشاره كرد.

فولادهاي ابزار گرم كار حاوي تنگستن (H21-H26)

فولادهاي اين گروه شامل 2-4% cr, 9-18%w و كربن (به ميزان كم) ميب اشند كه در بعضي از اين فولادهاي عناصري نظير موليبدن نيكل و وااناديم نيز افزوده مي شوند. در ميان فولادهاي كرم كارف فولادهيا اين گروه بيشترين استحكام در دماهاي بالا را داشتند ولي چقرگي اين فولادها كمتر از فولادهاي گرم كار حاوي كرم مي باشندو مقاومت فولادهاي اين گروه در برابر شوكهاي حرارتي كم بوده و به همين دليل قالبهاي از فولادهاي اين گروه نمي توانند با گردش آب در داخل قالب خنك شوند. كاربرد اين فولادها در ساخت قالبهايي كه نياز به حداكثر سختي در دماي بالا را دارند مي باشند و در ساخت قالبهاي اكسترود برنج و فولاد ها استفاده مي شوند.

فولادهاي گرم كار حاوي موليبدن (H41-H43)

بخاطر آلياژي اصلي اين فولاد ها موليبدن، گرم و واناديم با مقادير مختلف كربن مي باشد خواص اين فولادها شبيه فولادهاي گرم حاوي تنگستني بوده و مزيت اصلي اين فولاد ها بسيار محدود بوده و به ندرت براي ساخت قالبهاي گرم كاب ه كار برده مي شوند.

عمليات حرارتي:

آنيل كردن اصولا ؟ مناسب جهت آنيل كردن اين فولادها 815 – 900^c مي باشد. گرم و سرد كردن هنگام آنيل كردن بايد آهسته و به طور يكنواخت باشد ميزان سرد كردن در اين فولادها تا دماي 400^c ؟ بيشتر از 50^0c/hباشد و جهت حفظ كيفيت سطح كار، استفاده از اتمسفر خنثي در ك؟ پيشنهاد مي گردد.

سخت كاري: قبل از سخت كاري اين آلياژها آنها را نش گيري مي كنند كدهاي تنش گيري پيش از سخت كاري c 730-c650 مي باشد.

تمامي سخت كاري اين فولادهاي نسبتا بالا و حدود 1100 مي باشد. بنابراين به منظور جلوگيري از پوسته پوسته بودن استفاده اتمسفر خنثي يا نكي در كوره توصيه مي گردد هنگامي ك؟ به c 1100مي رسد، كاربيدهاي از نوع M₂₃c₆ موجود در اين فولادها حل مي شود. حلاليت اين نوع كاربيد از آن جهت حائز اهميت مي باشد. كه موجب حل شدن كربن در آلياژ؟ شده كه پس از از سخت كاري موجب تشكل ساختار مارتزيت پر كربن با حداكثر سختي مي گردد. حق سختي پذيري فولادهاي گرم كار بسيار بالا بوده و هوا سختي براي تشكيل ساختار مارتنزيتي كافي است.

تمپر كردن:

اكثر فولادهاي گرم كار هنگام تمپر تحت فرآيند سخت كاري ثانويه قرار گرفته و بنابراين دماي تمپر كردن اين فولادهاي حدود c 500 مي باشد رسوب كاربيدهايي از نوع M₆c, Mc، ين تمپر موجب افزايش سختي با سختكاري ثانويهن مي گردد. حضور عناصري نظير موليبدن، تنگستن و واناديم و ميزان كافي بودن كربن، موجب تسريع سختي ثانويه مي شود. اين فولادهاي به منظور به حداقل رساندن آستنيت باقيمانده و مارتزيت تميز شده و كسب افزايش و چقرگي اين فولادها مي شود بيشتر از يكبار تمپر مي شوند.

فولادهاي زنگ نزن آستنيتي:

فولادهاي زنگ نزن را براي استفاده در محيط هاي اتمسفري آب دريا و انواع مختلف محيط هاي شيميايي انتخاب مي كنند. اما، بستگي به نوع محيط، بايد فولاد با تركيب شيميايي مناسب انتخاب مي شود. بجز مقاومت در برابر محيط هاي خوزنده خاص فولادهاي زنگ نزن آستنيني داراي خواص متالوژيكي زير نيز هستند. تبديل آستنيت به مارتزيت در اثر كار مكانيكي سرد، كاهش كربن و عنصر آلياژ‌هاي كرم براي حذف امكان تشكل كاربيد كرم و جلوگيي از خوردگي ؟ دانه اي. آلياژهاي كردن با مولبدن براي افزايش مقاومت در برابر خوردگي ؟ و استفاده از درصدهاي بالاي عناصر آلياژهاي كرم و نيكل براي افزايش استحكام درهاي بالا و مقاومت در برابر پوسته شدن. فولادهاي زنگ نزن آستنيني اغلب در دماهاي بالا آنيل مي شوند تا عمل تبلور مجدد وانحلال كاربيدها انجام شود همان گونه در بخش بعدي توضيح داده خواهد شد، براي جلوگيري از تشكيل كاربيد، پس از آنيل اين نوع فولادها اگر آب سريع سد مي كنند حداق خواص معمولي فولادهاي زنگ نزن آستنيتي در شرايط آنيل شده عبارتند از: استحكام تسليم mpa 305 استحكام نهايي كشش mpa 515 و ازدياد طول 40% فولادهاي زنگ نزن آستنين نوردي خوب تك فازي بوده و عاري از كاربيد فريت و يا فازهاي ديگراند در اين فولادهاي، تمام عناصر آلياژي به صورت محلول جامد جامد در شبكه بلوري آن وجود دارند. در اين شرايط فولاد بهترين مقاومت به خوردگي را دارند.

گروه ماتنزيتي شامل آلياژهاي CA-9NM, CA-15H, CA-60, CA-15 آلياژ CA-15 داراي كمتري مقدار كرم مورد نياز براي اينكه اين آلياژ ضد زنگ شود.

اين آلياژها داراي مقاومت خوردگي خوب در اتمسفر وهمچنين در بسياري از محيط هاي آلي نسبتا آرام (ضعيف) مي باشند. CA-40 آلياژ پر كربن بهينه شده (اصلاح شده) آلياژ CA-15 است كه براي دستيابي به استحكام بالاتر و سختي بيشتر مي تواند تحت عمليات حرارتي قرار گيرد. آلياژ CA-15m آلياژ بهينه شده CA-15 است كه حاوي موليبدن M_O مي باشد. اين آلياژ داراي استحكام خوب دردماهاي بالا مي باشد حضور. نيكل اثر فريته شده (به مزيت تبديل شدن) رادر مقايدير كربن پايين متوازن مي كنند طوري كه خواص استحكامي وسختي آن قابل مقايسه با CA-15 و استحكام ضربه آن بهبود مي يابد. افزون مولي بدن M_O باعث افزايش مقاومت به محيط خورنده آب دريا مي شود. محدوده وسيعي از خواص مكانيكي مي تواند در گروههاي آلياژي با اسختار مارتنزيتي حاصل شود. با اعمال عمليات حرارتي مي توان استحكام كششي از 620 تا mpa 1520 و سختي بيش از HB 500 به دست آورد. در صورت استفاده از تكنولوژي مناسب اين آلياژها داراي قابليت جوشكاري و ماشين كاري خوب مي باشند.

CA-40 به عنوان ضعيف ترين و CA-6NM به عنوان بهترين آلياژ در اين رابطه مي باشند آلياژهاي مارتنزيتي در پمپم هاف كمپ سورها، شير آلات، توربين هاي هيدروليكي، استفاده مي شوند.

گريد هاي آستنيتي:

گريد آستنتيي شامل CN-7M. CK-20, CH-20 مي باشد، آلياژهاي CK-20, CH-20 آلياژهاي پر كرم و پر كربن باتركيب كاملا آستنيتي هستند كه مقدار كرم از ميزان نيكل بيشتر است اين آلياژها در مقايسه با CF-6 داراي مقاومت خوبي در برابر اسيد سولفوريك رقيق واستحكام خوبي در دماهاي بالا مي باشند. اين آلياژها برابر كاربردهاي ويژه اي در فرآيند هاي شيميايي و در صنايع كاغذ و خمير كاغذ براي جابه جايي كيلويي خمير و اسيد تيتريك استفاده مي شوند.

گريد CN-7M آلياژي با مقدار نيكل بالا و حاوي موليبدن و مس است كه به طور گسترده در تجهيزات انتقال اسيد سولفوريك داغ استفاده مي شود اين آلياژ هم چنين مقاومت خوبي در برابر اسيد هيدروكلريك رقيق و محلولات كلريدي داغ دارد. از اين آلياژ در صنايع فولاد سازي و كانتينر هاي نگهدارنده محلولهاي نيتريك- هيدورفلوريك و صنايع كه آلياژ پر كرم نوع CF در دسترس نباشد، استفاده مي شود.

گريد هاي فريت:

اين گريد ها شامل CC-50, CB-30 است. به طور كلي آلياژ CB-30 توسط عمليات حرارتي قابليت سخت كاري ندارد. در صورت ساخت معمولي اين آلياژ تعادل بين عناصر موجود در تركيب ساختار كاملا فريتي شبيه فولاد ضد زنگ نوع 442 دارد.

عناصر موجود در تركيب وجود دارد كه ساختاري كاملا فريت شبيه فولاد زنگ نزن كار شده 442 به وجود مي آيد. با ايجاد تعادل در تركيب به طرف حد پايين كرم و حد بالايي نيكل و محدوده كربن مقداري مارتنزيت در حين عمليات حرارتي ايجاد مي شود وخواص آلياژ به خواص فولاد كار شده سختي پذير 431 مي رسد. آلياژ CB-30 در مقايسه با فولادهاي CA مقاومت به خوردگي عالي دارد براي بدنه شير آلات (سوپاپها) و صنايع شيميايي و غذايي استفاده مي شود (در بسياري از كاربردها بخاطر استحكام به ضربه پايين CB-30 ، فولادهاي آستنيتي با نيكل بالانوع CF جايزگين آن شده است آلياژ پر كرم cc-50 بخاطر مقاومت خوبي كه در برابر خوردگي اكسيدي، مخلوط اسيدنيتريك و سولفوريك و ليكورهاي قلياي) دارد. در قطعايت كه در تماس با آبهاي اسسيدي و صنايع توليد نيتروسلولز استفاده مي شوند براي دستيابي به استحكام ضربه بالا آلياژي با نيكل بيشتر از 2% ونيتروژن 15% ساخته مي شود.

گريدهاي آستنيتي – فريتي

اين گريد شامل CF-8A, CF-8, CF-3A, CF-3, CE-30CF-16F, CF-8C, CF-8M, CF-3MA, CF-20 و CG0-8M مي باشد. ساختار اين آلياژها معمولا شامل 5-40% فريبت بسته به نوع گريد، تعادل بين عناصر آسنتيت زا و فريت زا در تركيب مي باشد. اين مقدار فريت قابليت جوش كاري آلياژها را بهبود، استحكام مكانيكي و مقاومت به scc را افزايش مي دهد.

ميزان فريت در يك قطعه ريختگي مقاوم به خوردگي مي تواند از روي تركيب آلياژ و با استفاده از دياگرام شوفر (شكل 3) تخمين زده مي شود. همچنين با استفاده از عكس العمل آنها نسبت به تجهيزات اندازه گيري مغناطيسي تخمين زده مي شود. آلياژ پر كرم و پر كربن CE-30 داراي مقاومت خوبي در برابر اكسيد سولفوريك دارد و مي تواند در شرايط پس از ريخته گري as- cast استفاده شود. اين آلياژ بطور گسترده براي قطعات ريختگي مجموعه هاي جوش كاري شده كه نمي توانند به طور موثر تحت عمليات حرارتي قرار گيرد استفاده مي شود. آلياژ CE-30A گريد فريتي كنترل شده بخاطر استحكام بالا و مقاومت scc در اسيد پلي تيونيك درصنايع نفت استفاده مي شود.

آلياژهاي CF گروه اصلي توليدات ريختگي مقاوم به خوردگي را تشكيل مي دهند در صورتي كه اين آلياژ ها به طور مناسب تحت عمليات حرارتي قرار گيرند مقاومت به خوردگي آن ها بهبود مي يابد و به عنوان بهترين گريد شناخته مي شود. آنها داراي قابليت ريخته گري، ماشين كاري، وجوشكاري خوب وهمچنين استحكام و چقرگي بالا در دماهاي زير -225c مي باشد.

آلياژ CF-8 معادل فولاد زنگ نزن 304 مي باشد و به عنوان آلياژ اصلي پايه شناخته مي شود و بقيه آلياژها به عنوان آلياژها به عنوان آلياژ فرعي از اين نوع آلياژ به شمار مي روند آلياژ CF-8 داراي مقاومت عالي در برابر اسيد نيتريك ومحيط هاي اكسيدي قوي مي باشند. گريد پر كربن CF- 20 در مقايسه با CF-8 در محيط هاي با قدرت خورندگي كمتر استفاده مي شود و آلياژ كم كربن CF-3 براي كاربردهاي كه قطعات ريختگي بدون عمليات حرارتي بعدي به هم جوش داده مي شوند استفاده مي شود. آلياژهاي CF-3M و CF-8M حاوي موليبد به منظور بهبود مقاومت به احياء شيميايي، انتقال اسيد سولفوريك رقيق، اسيد استيك، كيلور صنايع كاغذ سازي استفاده مي شود.

آلياژ CF- 8M همواره به عنوان گريدي براي استفاده از پمپها و شير آلات مقاوم به خوردگي استفاده مي شود. CF-3M بخاطر مقدار كربن پايين مي تواند بدون عمليات حرارتي پس از جوشكاري استفاده شود. آلياژ پايدار شده با فيوبيوم CF-8C، آلياژCF-8 يكسان مي باشد.

بنابراين قطعات ريخته گري از اين آلياژ كه استفاده مي شود مقاومت به محيط هاي خورنده مشابه به CF-8 دارند اما ناحيه كه جوش مي خورد يا در دماهاي گاز 65 درجه كاري مي كند مورد بحث است.

گريد هاي CF-3MA, CF-8A, CF-3Aدر مقايسه با آلياژهايCF-3M, CF-8, CF-3 داراي خواص مكانيكي بالا مي باشد اين موضوع بخاطر بالانس تركيب براي ايجاد فريت كنترل شده است كه اطمينان از استحكام كافي را حاصل مي كند از اين گريد در صنايع هسته اي استفاده مي شود گروه CF- 16F داراي مقدار اضافي سلينيوم براي تقويت ماشين كاري، قطعات ريختگي، كه نيازمند مته كاري و حديده كاري وامثال آنها است مي باشد. اين گريد در كاربردهاي شبيه كاربردهاي CF-20 مورد استفاه قرار مي گيرد.

آلياژ CG-8M در مقايسه با CF-8m داراي مولي بدن بيشتري مي باشد و در كاربردهايي كه نيازمند به مقاومت بالاتري در برابر محلول هاي اسيد سولفوريك و سولفور باشد ترجيح داده مي شود. اما بر خلاف CF-8M براي كاربردهاي كه با اسيد نيتركي يا ديگر محيط هاي اكسايشي قوي در تماس دارد مناسب نيست.

آلياژهاي دوبلكس (دوگانه)

اين آلياژها در مقايسه با آلياژ هاي آستنيتي داراي استحكام تسليم كششي بالاتري مي باشد. اين امر باعث تفاوت در عمر اقتصادي (مفيد) به عنوان مثال در صنايع شيمايي، فرآيند هاي با آهنگ جريان وفشار بالا مي شود. در صورتيكه استحكام بالا اجازه كاهش ضخامت ديواره، لوله ها، تيرهاي مبدل حرارتي تانك ها، ستونها، تجهيزات دهد. صرفه جوئي در هزينه مي تواند به حد واقعي برسد. براي تجهيزات چرخشي نظير سانتريفوژ، جرم تجهيزات با استفاده از فولادهاي دوبلكس مي تواند كاهش پيدا كند. در موتورها و چرخ دنده ها بخاطر بار اعمالي كوچك صرفه جويي بيشتر حاصل مي شود. بعضي از اوقات در ساخت پمپها و شير آلات مستحكم از فولادهاي دوبلكس استفاده مي شود كه اجازه وارد شدن فشار بالاتر و كاهش هزينه با استفاده از ديواره هاي نازك داده مي شود. زيرا با استفاده از اين فولادها چرم را مي توان با كاهش مقاومت ديواره ها كم كرد كه همان صرفه جويي اقتصادي است.

آلياژهاي رسوب سختي

اين آلياژ شامل CD- 4MCU, CB-7CU مي باشد، آلياژ CB-7CU يك آلياژ مارتنزيتي كم كربن مي باشد كه ممكن است شامل تعداد جزئي از فريت يا آستنتي باقيمانده باشد مقاومت، به خوردگي CB-7CU حد فاصل بين گريد CA و آلياژ سختي ناپذير CF مي باشد درنتيجه اين آلياژ زمانيكه تركيبي ازاستحكام ومقاومت به خوردگي بالا نياز باشد مورد استفاده قرار مي گيرد. قطعات ريخته شده از CB-7CU در شرايط حل سازي شده ماشين كاري مي شوند و توسط عمليات پير سازي در دما پايين (C⁰ 595 تا 480) سخت كاري مي شود به خاطر اين قابليت گريد CB-7CU در كاربردهايي نظير صنايع هواپيمايي و فرآيند هاي غذايي كه تحت تنش بالا قرار دارند استفاده مي شود. گروه CD- 4MCU يك آلياژ دو فازي با ساختار فريت و آستنيت مي باشد كه به خاطر تعداد بالاي كرم و كربن پايين ساختار مارتنزيتي در حين عمليات حرارتي حاصل شده است.

آلياژ CD-4MCU شبيه گروه CB-7CU مي تواند توسط عمليات پير سازي در دما پايين سخت شود. اما اين آلياژ معمولا در شرايط تابكاري و حل سازي استفاده مي شود در اين شرايط استحكام آن ها دو برابر گروه CF است. و مقاومت به خوردگي آنها بهينه مي باشد. مقاومت به خوردگي اين آلياژ در مقايسه با انواع CF بهتر يا يكسان است وهمچنين داراي مقاومت عالي به SCC در محيط هاي كلريدي و مقاومت در برابر اسيد نيتريك و سولفوريك مي باشد. اين گروه در ساخت پمپها، شيرآلات، قطعات تحت تنش، تجهيزات درياي، شيميايي صنايع كاغذ كه در اين صنايع به تركيبي از مقاومت خوردگي بالا و استحكام بالا نياز است مورد استفاده قرار مي گيرد.

كاربردهاي آلياژهاي نوع H

آلياژهاي آهن – كرم شامل گريدهاي HD- HC- HA مي باشد آلياژ HA داراي كاربرد دماي پايين مي باشد بخاطر استحكام پايين ومقاومت ضعيف در برابر خوردگي گازي در دماي بالا اين آلياژ در شير آلات و فلانژها جائيكه تنش پايين وارد مي شود استفاده مي شود.

آلياژهاي HD- HC مي توانند براي انتقال بار تا دماهاي بالاي C⁰ 650 در مورد بارهاي كم تا بالاي C⁰ 104 مورد استفاده قرار گيرد اين گريد با تشكيل فاز 6 در محدوده دمايي C⁰ 650 الي دچار تردي مي شود. HD, HC از نظر مقاومت به خوردگي شبيه هم هستند در حاليكه گريد HD استحكام بالاتري دارد. هر گروه در كوره هاي تشويه مواد معدني و در كاربردهاي با مقدار سولفور بالا جائيكه به استحكام بالا نياز نيست استفاده مي شود.

آلياژهاي نيكل كرم- آهن

اين گروه شامل HL, HI, Hk,HH, HF, HE مي باشد ساختار اين گريد غالبا يا كاملا آستنيتي مي باشد ودر مقايسه با گريد آهن كرم داراي استحكام و داكتيليته بهري مي باشند آلياژ HE داراي مقاومت به خوردگي عالي واستحكام كاي در دماهاي بالا مي باشد اين تركيب از مقاومت به خوردگي واستحكام آلياژ HE را براي كاربردهاي تا دماي C⁰ 1095 مفيد مي سازد گروه. HE در كاربردهايي با مقدار سولفور بالا نظير كوره هاي تسويه و كوره هاي وفولاد سازي استفاده مي شود اين آلياژ مستعد به تشكيل فاز در دماي 650 الي 870 مي باشد. اما در آلياژ HF فاز تشكيل نمي شود. و مي تواند تا دماي C⁰ 870 استفاده مي شود. اين آلياژ استفاده مي شود لوله هاي تامين كننده و ميله هاي هيترهاي تصفيه روغن و كوره هاي عمليات حرارتي، كوره هاي سيمان گريد HH داراي استحكام بالا و مقاومت عالي اكسيداسيون در دماي C⁰ 1905 مي باشد. ساختار آن مي تواند با متعادل شدن آن شامل مقدارجزئي از فريت يا كاملا آستنيتي باشد و محدوده وسيعي از خواص را دارا باشد. به همين خاطر تركيب آلياژ HH با توجه به كاربرد بطور مناسب انتخاب مي شود. آلياژ با مقدار جزئي فريت يا نوع I، داراي استحكام خستگي نسبتا پايين و داكتليته بالاتر در دماي بالا در مقايسه با آلياژهاي آستنيتي نوع II مي باشد. نوع I همچنين مستعد به تشكل فاز 6 در محدود و دمايي 650 الي 870 مي باشد. آلياژ نوع II در اين محدوده، دمايي ترجيح داده مي شود. هر دو نوع به طور گسترده در صنايع كوره سازي استفاده مي شود، اما براي كاربردهاي دما بالا سيكلي استفاده نمي شود. اما براي سيكلهاي دماي بالا استفاده نمي شود.

گريد HI شبيه آلياژ كاملا آستيتي HH مي باشد اما تعداد كرم بالا باعث استفاده از آن در دماهاي بالاي C⁰180 مي شود. كاربرد اصلي آن در صنايع توليد كلسيم و منيزين است. آلياژ HK داراي استحكام خزش و گسيختگي بالائي است و مي تواند در كاربردهاي سازه اي تا دماي C⁰ 1150 استفاده مي شود همچنين داراي مقاومت به خوردگي گاز داغ عالي دارد. اغلب براي قطعات كوره تجهيزات توليد بخار و تيوبهاي پرويز اتيلين استفاده مي شود. گريد HL خواص شبيه HK دارد. ومقاومت به خوردگي بالائي در محيط هاي حاوي سولفور بالا در 980 دارد. اين آلياژ معمولا در تجهيزات تفكيك گاز استفاد مي شود.

آلياژ هاي كرم- نيكل – آهن

اين گريد شامل Hx, Hw, Hu, HT, Hp مي باشد، در اين گريد نيكل عناصر آلياژي اصلي است. آن ها هم چنين براي استفاده در دماي C⁰ 115 مناسب و مقاوم به خستگي حرارتي و شوك حرارتي وارد شد. توسط چرخه هاي دمايي شديد مي باشد. اما گريد هاي پايه نيكل براي محيط هاي سولفور بالا مناسب نيستند. آلياژ HW خواص شبيه HK دارد. اين آلياژ در فيكسچرليم كاري، كوره ها، قطعات استفاده مي شود. گريده HP مقاومت خوبي در محيط هاي كربوره و اكسيدي دارد و داراي استحكام خوب در محدوده دمائي 900 الي 1095 مي باشد اين آلياژ معمولا براي فيكسچرهاي عمليات حرارتي، تي؟ شعاعي، كوبل هستير، پيروليز اتيلن استفاده مي شود. آلياژ HT مي تواند در شرايط اكسيدي تا C⁰ 1150 و شرايط احيا؟ تا C⁰ 1095 مقاوم باشدو بطور گسترده در قطعات كوره هاي عمليات حرارتي كه در معرض سيلكهاي حرارتي قرار دارند استفاده مي شود مثل ريلها و ديسكها و زنجيرها ... استفاده مي شود.

آلياژ HU مقاومت عالي به خوردگي گاز داغ، خستگي حرارتي و استحكام بالا در دماي بالا دارد. و در كوره ها استفاده گسترده اي دارد. گريد هايH x, Hw مقاوت شديدي به اكسيداسيون، شوك حرارتي و خستگي دارد. مقاومت الكتريكي بالاي اين گريد را براي توليد المنت هاي حرارتي الكتريكي مناسب مي سازد هر دو گريد مقاومت شديدي به كربوزاسيون دارند. زماني كه درمعرض نمك هاي سيانيدي و عمليات باز پخت قرار مي گيرند. مقدار بالاي عنصار آلياژي در گروه Hx آن را مقاوم تر به خوردگي گاز داغ مي كند مخصوصا در برابر گاز هاي احيائي حاوي سولفور، در حالي كه گريد Hw براي اين كاربرد توصيه نمي شودو هر دو گريد معمولا كانتينر عمل سرب مذاب، نيكچر فيكسچر آبدهي، قطعات كوره ها استفاده مي شود. هر دو گروه عملا استفاده مي شود.

فولادهاي آستينتي منگنز دار

تركيب فولادهاي آستنيتي منگز دار مي تواند براي دستيابي به تركيب هاي مختلف از استحكام، داكتيله، مقاومت خزشي و قابليت ماشين كاري تغيير كند (ASTM , A128) فولاد هاي ريختگي منگز دار در كليه ابعاد براي كاربردها زيادي مصرف مي شوند. فولادهاي منگنز دار حاوي كرم به عنوان عنصر آلياژي بر اساس استاندارد A128 به طور گسترده مورد استفاده قرار مي گيرند. قطعات ريخته گري crucher با ضخامت متوسط 50-128mm2-5in معمولا افزايش (بهبود) عمر سايشي نشان مي دهند اين امر به حضور عنصر آلياژي كرم نسبت داده مي شود.

فولادهاي منگنز دار حاوي m را مي توان به دو گروه تقسيم بندي كرد: گروه اول حاوي (Mo%)و گروه دوم حاوي 2% MO هستند.

علاوه بر اين گروه MO%1 تقسيم شده به بخش آلياژ معمولي و گروهي كه ناميده شده آلياژ خم شونده گروه آلياژ خم شونده آستنيتي حاوي %7-5 منگنز هستند اين تركيب معمولا حاوي %14-12 فولاد منگنزي آستنيتي است.

گروه آلياژهاي معمولي 1% MO مي تواند حاوي مقادير كربن در محدود 0.8 تا 1.3% باشد. هر يك از اين حدود كربن مي تواند فريت و سودمندي متفاوتي را فراهم كنند.

نظم سنگين (جزء سنگين) خواص مكانيكي اصلاح شده دارد و بهبود يافته مقاومت به كاهش خواص مكانيكي آن بهبود خواص مكانيكي اجزاء بزرگ اين آلياژ و بهبود مقاومت به كاهش خواص مكانيكي آن به عنوان نتايج ؟ بالا مي تواند راهنماي استفاده از اين مواد كم كربن باشد.

از گروه پر كربن آن مي توان در جايي كه بهبود مقاومت سايشي مورد نياز است استفاده شود در گروه فولادي ؟ 1%MO دار ب؟ استفاده مي شود در كاربرد هاي crushing آنها اين محدوديت بخاطر داكتيليته پايين و ؟ پذيري مجاز كم آنها است.

كار غني سريع در اين گروه موجب مي شود كه بهبود در دوام عمر از موارد استفاده آنها به وجود مي آيد. همچون آسياب هاي گل؟ و آسيباب هاي ميله اي.

گروه هاي 2% مولبيدن بر طبق طبقه بندي در جدول 7 داراي 15-12 Mn هستند. مقدرا كربن مي تواند تغيير كند از 105% تا 1 در آلياژهايي كه ممكن است دستخوش عمليات حرارتي آستنيتي يا عمليات سخت سازي پركنده ي شوند.

براي دست يافتن به فولادهاي منگنز دار با استحكام تسليم بالا گروه 2% Mo را تست عمليات سخت سازي پراكنده شدن در ساختار استحكام تسليم بهبود يابد و افزايش پيدا كند.

مشخص است كه استحكام تسليم بالا مطلوبست از كاربردهاي قطعات ريخته گري همچون فك؟ بزرگ و (قطعات) اجزاء توگرد (فرورفته)

گروه 2% MO مي تواند به دليل استحكام تسليم جنبي كه دارد و بهبودي را در دوام عمر داشته باشد اگر دچار عيب زود هنگامي نشود.

بنابراين اهميت اقتصادي شامل اين موضوع مي شود كه بايد تخمين زده شود افزايش قيمت كه رابطه با افزايش طول عمر قطعه. يعني اينكه با افزايش طول عمر قيمت چقدر افزايش مي يابد.

گروه قابل ماشين كاري فولادهاي منگنز دار ليست شده در جدول 7 نسبتا نقشي مشابه با فولادهاي منگنز دار با استحكام بالا دارند. اما در بعضي ناحيه ها خواص متفاوت دارند. فولادهاي آستنيتي منگنز دار قابليت ماشين گاري ضعيفي دارند. و حتي بايد در براده برداري و سوراخ كاري آنها توجه شود.

بنابراين فولادهاي منگنز دار قابل ماشين كاري نسبت به فولادهاي زنگ نزن كار پذير نوع 308 فريت بالاتر و بهتري دارند در سوراخ كاري و ماشين كاري.

خواص مكانيكي

خواص مكانيكي تركيبات نشان داده شده در جدول 7 بيان شده در نمودارهاي 12 و 15 propenty in pairment به عنوان نتيجه افزايش ابعاد ؟ و كاهش عكس العمل به عمليات حرارتي 21% شده. هم گروه ها بجز آستنيت كم و گروههاي قابل ماشين كاري استحكام UTS تقريبا 872 MP در قطعه 25mm دار؟ گروه هاي كروم دار و گروه هاي 2% MO استحكام تسليم 414 درصد يا بالاتر را نشان مي دهند. در حاليكه در همين جدول آلياژ با استحكام تسليم بالا كه از آلياژ 2% MO حاصل مي شود. استحكام 655 MPO را در ابعاد 25MM دارد

درصد تغيير طول و استحكام ضربه داده هاي استنثنا گروه 1% MO قطعات سنگين ؟ هستند، در حاليكه آلياژ lean 1% MO خواص بسيار ضعيفي را در اين مورد نشان مي دهد.

هدايت مغناطيسي كم را مي تواند خيلي و بطور اقتصادي به دست آورد. تركيب مقاومت سايشي و هدايت مغناطيسي كم فريت خوب در استفاده فولاد منگنز دار پوشش مغناطيسي ورق هاي نازك.

قابليت ماشين كاري:

فولادهاي منگز دار آستنيني، ماشين كاري آنها عمدتا مشكل است. زيرا آنها در زير و جلوي ابزرا كار (براده بردار، سوراخ كن) سخت مي شوند. حتي مقدار خيلي كمي شل بودن ابزرا كه سختي خيلي زياد هم دارد منجر كند شدن و حتي نازك شدن ابزار مي شود.

براي ماشين كاري آنها بايد از ابزارهاي از جنس كاربيدهاي شما؟ يا فولادهاي حاوي كبالت استفاده كرد همچنين ابزار بايد تيز باشد زيرا در غير اينصورت كار ؟ زيادتر مي شود. و نيز ماشين بايد صلب و در محل كاملا مستقر باشد تا حركند نكند، سرعت ماشين كاري كم بوده تا عمر ابزار كاهش نيابد. در صورت امكان سوراخ ها را در هنگام ريخته گيري و با استفاده از ماهيچه ايجاد كرد و حتي الامكان ماشين كاري براي ايجاد سوراخ انجام نشودو استفاده از روغن كاري هاي حاوي گوگرد ماشين كاري آن نيز توصيه مي شود.

انجام شود اگر مطلوب باشد به طور معمول با؟ ماشيني لايه روبي، پياله ها و بوش ها نيز از فولاد هاي آستنيتي منگنز دار به طور وسيع در اين كاربرد ها مورد استفاده قرار مي گيرد. كاربردهاي ديگر شامل صفحه فولادي جرثقيل چرخ ها و زنجيره ها.... مي باشد.

در بعضي تاسيسات افزايش در مقاومت سا؟ و كاهش داكليته مي تواند منجر به شكست زود رس در شرايط كاري سخت شود. شكل 12 انعطاف پذيري كششي (درصد ازدياد طول كششي) در فولاد كرم – منگنز با ضخامت mm 150 را نشان مي دهد كه در مقايسه با گرايد استاندارد 30 الي 40 درصد كاهش را نشان مي دهد. مقايسه خواص ضربه اي نيز كاهش (صدمه) معيني نشان مي دهد.

سنگين، تجهيزات صلب، آهسته، تغذيه پايدار و برشها عميق)

يك كارگاه ماشين مجهز كه از تكنيك هاي سايشي استفاده مي كند مي تواند تمام اعمال ماشين هاي ابزار اصلي را انجام دهد.

عمليات مشابه planning , keyway catting ,

قابليت جوش كاري:

تعمير جوش، ساخت مجدد و عمليات مونتاژ مرتبا انجام مي شود سيم هاي جوش فولادهاي منگنز دار آلياژي شده با كرم –نيكل و مولي بدن والكترودها به سهولت در دسترس مي باشد با احتياط قابل قبول همه عمليات معمول جوش كاري مي تواند انجام پذير. فلز كار سختي شده بايد قبل از جوش كاري توسط سنگ زني برداشته شود استفاده از فولادهاي 1% مولي بدن در ريخته گري موجب بهبود در مقاومت در برابر ؟ مي شود.

كاربردها:

فولادهاي آستنيتي منگنز دار بطور گسترده در كاربردهاي سايشي (سنگ زني) و آسيابها و سنگ شكن ها) استفاده مي شود.

پوشش اوليه و ثانويه سنگ شكن ها و آسيابها مي تواند از نظر وزني 4 تا 25 تن تغيير كند. (جزء بالايي و پاييني براي كاهش وزن كلي استفاده مي شود)

وزن گلوله سنگ شكن ها و آسياب ها(crusher) گوه اي توليد شده به روش ريخته گري از 180 تا 3400 كيلوگرم مي باشد همواره در گلوله هاي crusher، فك هاي سنگ شكن صفحات سايشي چكش ها، ميله هاي كوبه و رينگها از فولادهاي آستنيني منگز دار استفاده مي شود. بيل هاي قوي با ضعيف m19 بااستفاده از تكنيك هاي مونتاژ ريخته گري- جوش كاري ساخته مي شوند وزن cross ها مي تواند 50 تن در حالي كه وزن بيل هاي بزرگ kg 2720 مي رسد. در چرخ دنده هاي مياني، دندانه هاي چرخ زنجير sheaues و صفحه دنده نيز بطور گتسترده استفاده مي شود. جدار (روكش) و پمپها بزرگ با وزن 2270 الي kg 9070 نيز به طور گسترده با استفاده از ريخته گري توليد مي شوند قطعات ؟ ديگر شامل Impeller و موتورها و صفحات دو طرف مي باشد ساخت مجدد با جوش مي تواند.