دانلود مقاله فولادهای پر آلیاژ در فایل ورد (word) دارای 57 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد دانلود مقاله فولادهای پر آلیاژ در فایل ورد (word) 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 ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي دانلود مقاله فولادهای پر آلیاژ در فایل ورد (word)،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد
بخشی از متن دانلود مقاله فولادهای پر آلیاژ در فایل ورد (word) :
فولادهای پر آلیاژ ریخته گری شده به طور گسترده به دلیل مقاومت به خوردگی در محیط های آبی در دمای محیط و یا نزدیك به این دما و یا كار 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 تركیبشان و طبق استانداد انجمن ریخته گران آمریكا 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 كه آیا بر این محیط خورنده آبی مناسب است © و یا برای محیطی با دمای بالا (H) حرف دوم نشان دهنده تركیب میانگین كروم و نیكل آلیاژ طبق شكل 1 می باشد. هر مقدار كه درصد نیكل افزایش یابد حروف نیز ار ATHLON به سمت z تغییر می یابند. حرف یا حروف بعدی سپس از دو حرف اول نشان دهنده ماكزیمم میزان كربن می باشند. (درصد، ضرب درصد شده اند). در نهایت نیز چنانچه عناصر دیگری موجود باشند. بوسیله حروفی كه بعد از خط تیره نوشته می شوند. (sullix) نشان داده می شوند. بنابراین CF-8M نشان دهنده آلیاژ C كه دارای مقاومت خوردگی (C) و 19% كروم و 19% نیكل می باشد و دارای ماكزیمم كربن 008% و دارای مولیبدن برخی از فولادهای بر آلیاژ ریختخ گری شده درای بسیاری از خواص مشابه ریخته گری فولادهای فولادی كم آلیاژ می باشند (به مقاله ای تحت عنوان فولادهای كم آلیاژ در این جلد مراجعه شود).
برخی از خواص مكانیكی این گروه از فولادها (برای مثال سختی واستحكام تسلیم) می توانند بوسیله عملیات حرارتی مناسب تغییر یابند. با این حال فولادهای ریخته گری پر آلیاژی كه دارای بیش از 20 الی 30 درصد كروم +Ni می باشند، تغییرات فازی مشابه فولادهای كربنی ساده و كم 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 كردن می باشند وخواسشان وابسته به تركیب 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، كه به طور معمول به فولادهای ضد زنگ ریخته گری شناخته می شوند دارای رشد قابل توجهی در طی 40 سال اخیر از لحاظ تكنولوژیكی و اهمیت اقتصادی داشته اند كاربرد های اساسی این فولادها در مواد بكار گرفته شده در كارخانجات تولید مواد شیمیایی و نیروگاههای انرژی كه نیازمند به محیط آبی و مقاوم به خوردگی در دماهایی به طور معمول كمتر از 315 می باشد. این آلیاژ ها نیز گاهی برای مقاصد ویژه ودر دماهای سرویس دهی تا 65 نیز بكار می روند.
یك تعریف درست از فولادهای ریخته گری ضد زنگ های تعریفی است كه در سال 1910 ارائه شد كه فولادهای را شامل می شوند كه حداقل 12 درصد كروم برای مقاومت به خوردگی داشته باشند اگر چه بسیارز ازفولاد های ریخته گیری ضد زنگ دارای تركیبات بسیار پیچیده تر از آن چه كه در تعریف ماده فوق ذكر شده می باشند. فولاد های ضد زنگ به طور معمول شامل یك یا چند عنصر آلیاژ ساز علاوه بر كروم (برای مثال، نیكل، مولیبدن، مس، نیولبیوم و نیتروژن) به منظور ایجاد ساختاری مورد نظ و مقاوم به خوردگی و یا ایجاد خواص مكانیكی ویژه جهت كاربردی خاص می باشند.
فولادهای پر آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی به طور معمول بر اساس تركیب و یا ساختارشان دسته بندی می شوند. باید به این نكته توجه شود كه طبقه بندی بر اساس تركیب و یا ساختار همیشه مستقل از یكدیگر نیستند و گاهی طبقه بندی بر اساس تركیبی از این دو انجام می شود. در جدول 1 تركیبی آلیاژهای تجاری ریخته گری مقاوم در برابر خوردگی آورده شده است. این آلیاژها بر اساس فلوادهای كروم دار، فولادهای كروم- نیكل دار كه در ان ها كروم عنصر آلیاژی غالبی و فولادهای نیكل- كروم دار كه در آن ها نیكل 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 كربن و بویژه رسوبات كارمبیدی در ریز ساختار آلیاژ بستگی دارد. بنابراین فولادهای مقاوم خوردگی ریخته گری به طور معمول كم كربن می باشد > 0.08% < معمولا. همانگونه كه در جدول 1 دیده می شود، فولادهای ریختگی هر آلیاژی را می توان بر اساس میكروساخترای نیز طبقه بندی كرد. ساختارها می تواند آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی، یا تركیب دو تایی آنها باشد. ساختاری با یك نوع ویژه اساسا با تركیب شیمایی یشان مشخص می شوند به ویژه مقادیر كروم، نیكل، و كربن در این در این خصوص (در این مقاله به بخش مزیت در فولاد زنگ نزن ریختگی مراجعه كنید).
عموما فولادهای ریختگی هر آلیاژی نوع كروم دار ساده یا مارتنزیتی مستند یا مزینی نوع كروم نیكل یا دو فازی مستند یا آستنیتی، فولاد های نیكل- كروم كاملا آستنیتی هستند.
انواع مارت؟ شامل آلیاژهای CA-6NM, CA-15m-CA-40, CA-15 می باشند. آلیاژ CA-15 شامل مقدار حداقلی از كروم می باشد كه 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 كه با كربن بیشتری اصلاح شده اند تا سطوح بالاتری از استحكام و سختی عملیات حرارتی پیدا كنند. آلیاژ CA-15m یك آلیاژ CA-15 اصلاح شده با مولیبدنیم می باشد كه استحكام را در دمای بالا بهبود می بخشد آلیاژ CA-6NM یك آلیاژ آهن – كروم- نیكل- مولیبدنیم با مقدار كمی كربن می باشد. انواع آستنیتی شامل CN-7M, CK-20, CH-20 می باشد. آلیاژهای CK-20, CH-20 پر كروم، پر كربن می باشد كه كاملا تركیب آستنیتی دارد كه در آن مقدار كروم بیشتر از نیكل می باشد. آلیاژ CN-7M پر آلیاژی در بسیاری از محیط ها مقاوئمت به خوردگی عالی دارند و اغلب در سرویس دهی اسید سولفوریكی مورد استافده قرار می گیرد.
از انواع فریتی آلیاژهای CB-3C كاربید Feritet و CC-50 معرفی شده اند. آلیاژ CB-3C به ویژه با عملیات حرارتی قابل سختاری نیست. همینكه این آلیاژ به طور معمول ساخته می شود، (تعادل میان عناصر در تركیب معتبر در ساختار كاملا فریتی می شود) مشابه فولاد زنگ نزن ؟ نوردی نوع AISI 442 آلیاژ CC-50 اساسا نسبت به آلیاژ CB-30 ُكروم 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. میكرو ساختارهای این آلیاژ ها معمولا شامل 5 تا 40% فریت دارد كه بستگی به طبقه مشخص (ویژه) و تعادل میان عناصر فریت زا و آستنیت زا در تركیب شیمیایی دارد (در این مقاله به بخش فریت در فولادهای زنگ نزن مراجعه كنید)
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 كه بیشتر آلیاژی شده است. فروآلیوم توسط شركت Langley Alloy توسعه یافته است و اساسا CD- 4MCU می باشد كه به آن حدود N0.15% توسعه یافته است و اساس CD-4MCU می باشد كه به آن حدود N 0.15% اضافه شده است. آلیاژ های دو تایی كه سطوح بالایی او فریت (حدود 40 تا 50%) می باشند نیكل پایینی دارند نسبت به آلیاژ CF-3M به ترك نقش – خوردگی scc مقاومت بهتری دارند . آلیاژ CD-4MCU كه بدون نیتروژن م یباشد و نسبتا مقدار كمی مولیبدنیوم دارد، فقط به طور جزی به خوردگی موضعی نسبت به CF-3M مقاومت بهتری دارد. فرد آلیوم، كه 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 ك؟ با پرتو الكترونی،؟ بوده كرون با آرگن- اكسیژن، و ذوب خلا و القایی) یك تولید ثانوی برای تولید فولادهای زنگ نزن دو تایی ایجاد كرده است. این فولاد ها اغلب مقاومت عالی به خوردگی حفره ای و خوردگی شكافی، به ویژه به scc كریدی نسبت به فولاد های زنگ نزن آستنیتی مقاومت بهتری دارند، تافنس خوب و استحكام 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 جوشكاری و مقاومت به خوردگی این آلیاژها منجر به آلیاژ های تولید ثانویه شد كه با افزون نیتروژن بهعنوان یك عنصر آلیاژی مشخص می شود.
فولاد های زنگ نزن تولید ثانوی دو تایی معمولا دارای حدود یك تركیب 50-50 فریت و آستنیت می باشد. آلیاژهای دو تایی جدید ایمنی بیشتری به scc كلریدی 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 كه زنگ نزن عام المنظور، (حرف عمومی) شده است. جدول 2 تركیب 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 یك آلیاژ مارتنزیتی كم كربن می باشد كه ممكن است شامل مقادیر اندكی از فریت یا آستنیت باقی مانده باشد. وقتی كه آلیاژ تا شرایط سختی (س؟ عملیات حرارتی می شود مس رد مارتنزیت رسوب می كند.
فولادهای آلیاژی مقاوم به حرارت نوع H
ق طعات ریختگی فولاد هر آلیاژی مقاوم بر حرارت به طور گسترده برای كار بردهایی كه شامل دماهای سرویس دهی بیش از c 650 می باشد مورد استفاده قرار می گرد. استحكام در این دماهای بالا تنها عیار می باشد. كه به كمك ان مواد انتخاب می شوند. زیرا كاربردها اغلب شامل محیط های خورنده می باشد كه بایستی فولاد بر آن مقاوم باشد. اتمسفرهایی كه عموما با آن مواجه می شویم. هوا، گازهای سوخت یا گازهای فرآیند می باشد. چنین اتمسفرهایی یا اكسیدی هستند یا احیایی و ما اگر گوگرد و كربن موجود باشد سولفیدی یا كربور، می شوند.
فولادهای كربن دار یا كم آلیاژی بندرت استحكام و مقاومت به خوردگی كافیف در دماهای بالا در محیط هایی كه برای فولادهای ریختگی مقاوم بر حرارت به طور معمول انتخاب می شوند، دارند فقط فولادهای مقاوم بر حرارت خواص مكانیكی 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 استحكام مقاومت بر خوردگی طولانی مدت، بعضی از فولاد های مقاوم بر حرارت ریختگی مقاومت ویژه ای به اثرات دماهای سیكلی و تغییرات در طبیعت محیط عمل كننده 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 تركسیب شیمیایی می باشند.
آلیاژهای آهن – كروم
آلیاژهای آهن- كروم- نیكل
آلیاژ آهن – نیكل – كرومن
این آلیاژی درصد كربن خیلی پایین دارند كه باعث می شود ساختاری فریتی باشد اما بعضی از آنها مقادیر كربن بالاتر هم دارند.
این نوع آلیاژ ها مشابه فولادهای هر آلیاژی مقاوم به خوردگی می باشند به استثنای آنهایی كه مقادیر كربن بالاتری دارند، كه استحكام بیشتر در دمای بالا را فراهم می كنند. مقدار كربن بالاتر و به مقدار كربن محدود، تركیب شیمیایی آلیاژ انواع فولادهای مقاوم بر حرارت ریختگی را از ؟ نوردی آنها متمایز می سازد. جدول 3 تركیب شیمایی انواع مقاوم به حررات ریختگی استاندارد را به طور خلاصه نشان می دهد.
آلیاژهای آهن – كروم شامل 8 تا 30% cr و مقدار نیكل یا بدون نیكل می باشند. ساختار آنها فریتی است و در داكتیلیته كمتری را در دماهای محیط نشان می دهند. آلیاژهای آهن0 كروم نخست در جایی استفاده می شد كه مقاومت به خوردگی گذاری گازی مورد ملاحظه اصلی (غالب) بود زیرا آنها در ماهای بالا استحكام نسبتا پایینی دارند. مثالهایی از چنین آلیاژ ها انواع HP, HC, HA ریختگی می باشد كه در جدول 3 فهرست شده است.
آلیاژ های آهن- كروم – نیكل شامل بیش از 18% كروم و بیش از N8% با مقداری كرومی كه همیشه از مقداری نیكل بیشتر است آنها دارای زمینه آستنیتی می باشند. هر چند كه چند گروهی دارای تعدادی فریت نیز می باشد. این آلیاژ ها استحكام و داكتلیته بیشتری در دماهای بالا نسبت به گروه آهن كروم نشان می دهند.
و در سیكل های دمایی متوسط مقاوم هستند. مقال هایی از این آلیاژ ها انوع HL, Hk, HT, HH, HF, HE می باشند كه در جدول 3 فهرست شده اند. اگر چه نیكل 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 نیكل و آلیای نیكل را ببینید)
فریت در فولادهای زنگ نزد ریختگی
آلیاژ های CF شامل بخش قابل توجهی از تولید ریختگی مقاوم به خوردگی می باشند كه از لحاظ تكنولوژیكی 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 كافی به محیط خورنده می باشند. و آنها اغلب با همدیگر بكار می روند.
با این حال اختلافات قابل توجهی بین آلیاژ های ریختگی CF ؟ نوردی AISI آنها وجود دارد. از جمله مهمترین آنها اختلافات در میكروساختار در شرایط كاربرد نهایی (كاری) می باشد. آلیاژ های ریختگی نوع CFدارای ساختار دو تایی می باشد. (جدول 1) و معمولا شامل 5 تا 40% فریت می باشند كه بستگی به نوع آلیاژ دارد. همتای نوروی آنها كاملا آستنیتی هستند. مزیت در زنگ نزن ریختگی با ساختارهای دو تایی مغناطیسی می باشد. (یك نقطه ای كه اغلب وقتی فولادهای زنگ نزن ریختگی با همتاهای نوروی آنها با تست (بررسی) كردن جاذبه آنها به یك آهنربا مقایسه می شوند، گیج كننده می باشد) این اختلاف در میكروساختارها به این واقعیت مربوط می شود كه تركیبات شیمایی آلیاژهای ریختگی و نوروی عملا یكسان نیست اند. اخلافات در تركیب 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 كردن استحكام بهبود قابلیت جوشكاری و برای زیاد كردن مقاومت به خوردگی در محیط های ویژه استحكام بخشی در آلیاژ های نوع CF ریختگی اساسا تا جایی محدود می شود كه در آنجا استحكام 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 مستحكم نمی شوند، دلیل نامشخصی و نه با كار گرم و سرد مشابه آلیاژهای نوردی آستنیتی. استحكام بخشی با رسوب كاربید نیز به دلیل اثر زبان آور كاربیدها بر روی مقاومت به خوردگی در میحط های آبی، غیر عملی و غیر ممكن می باشد. بنابراین، آلیاژها با متعادل كردن تركیب شیمیایی آلیاژ برای تولید مركوساختار یا دو گانه و فازی كه شامل فریت (بیش از 40 حجمی) توزیع شده در یك زمینه آستنیتی به طور موثر مستحكم می شود. نشان داده شده است كه با وارد كردن فریت فولادهای ریختگی N9- cr 19 استحكام تسلیم و كششی بدون افت داكتلیته یا تافنس یا حفر گلی ضربه ای در دماهای زیر (800 f) 425c0 مقدار اثر این استحكام بخشی برای آلیاژهای cf-8m, cf-8 در دمای اتاق در شكل 2 نشان داده شده است.
فولادهای زنگ نزن كاملا آستنیتی به مشكلات قابلیت جوشكاری كه تحت عنوان ترك داغ یال ترك های مویی شناخته می شوند، حساس هستند. ترك درون دامنه ای در منقطه رسوب جوش و یا درمنطقه متاثر از جوش رخ می دهد واین مساله وقتی قابل اجتناب است كه تركیب شیمیایی فلز پر كننده كنترل 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 كلی به ترك درون دامنه ای را بهبود می بخشد. اگر چه عیوب قطعات ریختگی هر آلیاژی به دلیل این دو نوع خوردگی رایج نیست، scc و ترك دان دانه ای مورد توجه است زیرا آنها به طور غیر منتظره اتفاق می افتد. به ویژه در قطعات ریختگی كه با جوشكاری در میدانی كه در آنجا عملیات حرارتی پیش جوشكاری برای اصلاح (تقویت) مقاوم به خوردگی غیر عملی یا غیر ممكن است، حساس شده اند. در مورد scc به نظر می رسد كه حضور مذاب های فریتی در زمینه آستنیت، توزیع ترك ها را متوقف می كند یا بسیار مشكل می سازد. در مورد خوردگی درون دانه ای، فریت در قطعات ریختگی حساس، مفید خواهد بود زیرا رسوب مقدمه كاربیدها در فاز فریت را نسبت به مرز دانه های آستنیت ترفیع می بخشد، چون در مرز دامنه های آستنیت كاربیدها آنها حساسیت به ترك 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 كه ترك 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 كه فریت:
مقاومت آلیاژهای CF را به scc كلریدی بهبود می بخشد.
مقاومت این آلیاژها را به ترك درون دامنه ای بهبود می بخشد.
ایمنی كار بری بیشتری را برای آلیاژهای CF نسبت به هر دو نوع حمله در مقادیر فریت بیش از 10% فراهم می كند.
این نكته قابل توجه است كه همه بررسی ها نشان نداده اند كه فیت به طور مطلق (بدون قید و شرط) به مقاومت به خوردگی كلی 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 تركیب شیمیایی ویژه آلیاژ و عملیات حرارتی و شرایط كاربری (حالت محیط و تنش) دارد.
كنترل فریت:
از بحث پیشین، مشخص می شود كه مقادیر فریت كنترل شده، عمدتا در فولادهای ریختگی آستنینی كروم-نیكل، آلیاژهای CF، خواص ویژه ای را فراهم می كند كه مقدار فریت موجود نخست بستگی خواهد داشت به تعادل تركیب شیمیایی آلیاژ (دلایل اساسی در مورد وابستگی مقدار فریت به تركیب شمیایی در تعادل فازی برای سیستم آهن – كرم – نیكل 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 كه پایداری فریت و آستنیت را بهبود می بخشند. در بهبودی فازهای آستنیتی با فریتی (آستنیت زایی یا فریت زایی) در میكروساختار آلیاژ در رقابت هستند. كروم، سیلیسیم، مولیبدنیم، و نیوبیوم، حضور فیت را در میكروساختاری آلیاژ بهبود می بخشد. نیكل، كربن، نیترژن، و منگنز حضور آستنیت را بهبود می بخشد. با متعادل كردن مقادیر عناصر شتكیل دهنده فریت و آستنیت در یك محدوده خاص برای عناصر یك آلیاژ معین، كنترل كردن مقدار فریت موجود در زمینه آستنیتی ممكن می شود آلیاژ معمولا كاملا آستنیتی ساخته می شود با مقادیر فریت بالای 30% یا بیشتر در زمینه آستنیت.
ارتباط بین تركیب شیمیایی و میكرو ساختار در فولاد های زنگ نزن ریختگی به ریخته گر (شخص ریختگر) اجازه می دهد تا مقدار فریت یك آلیاژ بعلاوه خواص منتجه آن با تنظیم تركیب شیمیایی آلیاژ پیش بینی و كنترل كند. این كار با دیاگرام (نمودار) تعادل schocfer در مورد آلیاژهای ریختگی كروم – نیكل (شكل 3) صورت می گرد این دیاگرام از یك دیاگرام اولیه توسط schacffler برای فلز جوش فولاد زنگ نزن توسعه یافته است. مشتق گرفته شده است با استفاده از شكل 3 مستلزم آن است تا تمامی عناصر پایدار كننده فریت دار تركیب شیمیایی را به معادل كروم تبدیل كرد و در نتیجه تمامی عناصر پایداری كننده آسنتیت را با استفاده از ضرایبی كه به طور تجربی حاصل شده اند را به معادل نیكل تبدیل كرد كه این معادل بیانگر قدرت فریت زایی یا یا آستنیت زایی هر عنصر است. یك نسبت تركیب شیمیایی بعدا از معادل كلی كروم cre و معادل كلی نیكل N:e به دست می آید كه برای تركیب 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)
كه در آنجا غلظت های عناصر بر حسب درصد وزنی داده شده است. هر چند كه عبارات مشابهی حاصل شده است كه عناصر آلیاژی اضافی و محدوده ای تركیب شیمیایی مختلف را در سییتم آلیاژی آهن- كروم- نیكل را به حساب می آورد. استفاده از دیاگرام schoefer برای برآورد كردن و كنترل كردن مقدار فریت در قطعات ریختگی فولاد زنگ نزن استاندارد شده است.
دیاگرام schoefer دارای قابلیت استفاده آشكاری برای استفاده كننده های قطعات ریختگی و ریخته گری می باشد. برآورد كرده (تخمین) و پیش بینی كرده مقداری فریت در صورتی كه تركیب شیمیایی آلیاژ مشخص شود مفید خواهد بود و برای تنظیم كردن مقادیر اسمی برای عناصر مجزا در محاسبه شارژ كوره برای یك آلیاژ كه در آن یك محدود خاص از فریت مطلوب است، مفید خواهد بود.
محدوده های كنترل فریت اگر چه مقدار فریت فقط بر اساس تركیب شیمیایی آلیاژ برآورد كنترل می شود. محدودیت هایی برای دقتی كه با آن این كار صورت می گیرد وجود دارد دلیل این موضوع متعدد است. نخست، یك درجه غیر قابل اجتنابی از عدم اطمینان در آنالیز تركیب شیمیایی یك آلتاژ وجود دارد (به نوار پراكنده در شكل 3 توجه شود) در ثانی مقدار فریت (گذشته ج؟ كه قبلا حرارت ؟ یا نه به چه میزانی) هر چند به مقدار خیلی كم بستگی دارد. سوم مقادیر فریت در مواضع مختلف در قطعات ریختگی منفرد می تواند به طور قابل توجهی تغییر كند كه 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 كم مواد بستگی دارد و نیاز به شكل های هندسی ساده قطعات ریختگی دارد. افزون بر این كالیبراسیون دقیق با استانداردهای اولیه و ثانویه در مورد دقت اندازه گیری لازم است (انداز گیری های كمی متالوگرافی مقدار فریت بر روی سطح پولیش شده برای انتقال در یك سبك مغرب نسبت به قطعه ریختگی اساسا غیر ممكن است) روش متالوگرافی نیز كاملا زمان گیر است. و با مشخصات اچ كردن و تفكیك میكروسكوپ محدود نمی شود و با فاكتوری كه یك تكنیك دو بعدی است (كار می كند می شود) در حالیكه مذاب های و كلونی های فریت در ساختار آلیاژ سه بعدی است. هم شخص ریخته گر و هم و استفاده كنند از قطعات ریختگی فولاد زنگ نزن باید تشخیص بدهند كه عوامل فوق الذكر محدودیت های قابل توجهی را بر روی درجه ای كه با آن مقدار فریت (خواه به صورت تعداد فریت یا درصد فریت) در قطعات ریختگی فولاد زنگ نزن مشخص و كنترل شود، قرار دهند. در كل، دقت اندازه گیری فریت و دقت كنترل فریت وقتی كه عدد اندازه دامنه فریت افزایش می یابد، از بین می رود. به عنوان یك روش كاری، پیشنهاد می شود كه حدود یا تعداد فیت میانگین یا مطلوب به عنوان حد كنترل فریت تحت شرایط معمولی، با تت شرایط ایده آل ممكن است.
خواص مكانیكی:
آلیاژهای مقاوم به خوردگی
اهمیت خواص مكانیكی در انتخاب فولادهای ریختگی مقاوم به خوردگی به كاربرد قطعات ریختگی ثابت می شود اصل برتر برای انتخاب آلیاژ معمولا مقاومت آلیاژ به محیط خورنده ویژه یا محیط مورد نظری باشد. خواص مكانیكی آلیاژ معمولا، ولی نه همیشه، در این كاربردها از اهمیت ثانوی برخوردار است. مقاومت به خوردگی این مواد، با جزئیات كامل تحت عنوان ” خوردگی ریختگی” در جلد 13 چاپ وام هند بلوك فلزات (Metal Hand book) بحث شده است.
استحكام و سختی:
خواص استحكام معرف دمای اتاق، سختی، مقادیر ضربه چارمی برای آلیاژهای مقاوم خوردگی در جدول 4 و شكل 4 آورده شده است. این خواص مصرف آلیاژهاست تا نیازهای ویژه خواص مكانیكی حداقل ویژه برای این آلیاژها در استانداردهای A747 , A744, A743, A351, ASTM آورده شده است. محدوده وسیع خواص مكانیكی می توان با استفاده از تركیبات شمیایی و عملیات حرراتی محدوده های مختلفی از خواص مكانیكی به دست آورده است.
در انواع فولاد پ آلیاژی بسته را انتخاب تركیب شیمیای و عملیات حرارتی آلیاژ قابل دستیابی استحكام كششی 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 استحكام تسلیم درصد ازدیاد طول وچقرمگی ضربه وجود دارد. فولاد های اسده كروم دار ,A-15) CC-50, CB-30, CA-40) دارای مارتنزیت یا میكرو ساختار های مارتنزیتی یا فریتی در شرایط كاربری (جدول 1) موجود است آلیاژهای CA-40, CA-15 كه معمولا شامل 12% كروم هستند. با استفاده از استحاله مارتنزیتی از طریق عملیات حرراتی قابل سختكاری است و بیشتر به خاطر استحكام بالای آنها ه طور رقابتی برای مقاومت به خوردگی نسبتا كم رقابتی آنها انتخاب می شوند. قطعات ریخته گری این آلیاژ ها تا یك دمایی حرارت داده می شوند كه در آنجا كاملا آستنیتی است و سپس در یك سرعتی (معمولا در هوا مطابق با تركیب شیمیایی قطعه سرد می شود به طوریكه آستنیت به مارتنزیت استحاله می یابد.
استحكام در این شرایط كاملا بالاست برای مثال 1034 تا 1379 mpa یا 150 تا 200ks، اما داكتلیته كششی و تافنس ضربه محدود می شود. نتیجتا، قطعات ریختگی مارتنزیتی معمولا در 315 تا 650c (600 تا 1200F) $ حرارت داده می شود. تا داكتلیته و تافنس با مقداری كاهش در استحكام بازیابی (اصلاح) شود. این عملیات ادامه می یابد، سپس آن محدوده های قابل توجه خواص كششی، سختی و تافنس ضربه در انواع CA-40, CA-15 مارتنزیتی ممكن می شود قابل دسترسی است كه این هم بستگی به انتخاب دمای تپرینگ دارد.
از طرفی آلیاژهای CB-30 CC-50 كروم بالا، كاملا فریتی هستند كه با عملیات حرارتی قابلیت سختكاری 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 استحكام و سختی را نشان می دهند.
بسیاری از آلیاژهای فریتی مشابه CC50, CB30 دارای تافنس محدود هستند به ویژه در دماهای پایین.
سه آلیاژ كروم نیكل CD-4MMcm, CB4cm, CA6Nm نتیجه عملیات حررارتی و خواص مكانیكی استثنایی دارند.
آلیاژ CAONM با متعادل كربن تركیب شیمیایی برای اینكه سختی مارتنزیتی به دست آورند.
این آلیاژ با توسعه پی در پی آلیاژ CA-15 دارای تافنس بهتر و قابلیت جوشكاری بهتر می شود است. آلیاژهای CD 4Mcm , CB7cm هر دو دارای مس هستند می توانند استحكام پیدا كنند بوسیله عملیات رسوب سختی.
روی این آلیاژها ابتدا عملیات حرارتی محلول انجام می شود. سپس به سرععت كونج می شوند در آب یا روغن تا این رسوب تشكیل شود زیرا در سرد كردن آهنسته نمی تواند تشكل شود.
(قطعات ریخته گری شده تا یك دمای پ؟ شدن متوسط حرارت داده می شوند) كه در این دما رسوبات می توانند اتفاق بیافتند در ( به قطعات ریخته گری زمان داده می شود تا یك دمای متوسط حرارت ببیند)
شرایط كنترل شده تا اینكه استحكام خواص دیگر مورد نظر ما به دست آید.
آلیاژ CB7cm دارای زمینه ماتزینتی است در حالیكه آلیاژ CD-4mcu دارای میكروساختار دو گانه است، شامل تقریبا 40% آستنیت در زمینه فریتی.
در آلیاژ CB-7 cm برای به دست آوردن عالی ترین تركیب از استحكام و مقاوتم به خوردگی می توان از شرایط رسوب غنی استفاده كرد. اما درصد آلیاژ CD-4mcu به ندرت شرایط رسوب سختی كاربرد داشتند. زیرا نسبتا مقاومت كمتری 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 كردن بیشترین مقاومت به خوردگی ضروری است كه 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 یك دمای كه به اندازه كافی بالا است تا هم كاربیدهای كروم حل شوند، كه باعث خوردگی مرز دانه هستند. آنگاه سرد كردن سریع به اندازه كافی قطعات تا از لعاب مجدد كاربید جلوگیری شده به وسیله كونچ در آب، روغن یا هوا هر چند این عملیات می تواند در میان گروههای آلیاژی كم كربن (كمتری از 008% انجام شود، مقاطع سنگین یا حجم آلیاژ با درصد كردبن زیاد ممكن است در بعضی فواصل پایین تر از سطح به دلیل سرعت سرد كردن پایین كاربیدها تشكیل شده باشند
سرعت ؟ زیاد
هر چه عمق زیاد شود سرعت
سرد كردن كم می شود
به خاطر ساختارهایشان كه یا كاملا آستنیتی یا با ساختار دو گانه بودن رسوب كاربیدی، این آلیاژها بطور كلی عالی ترین چقرگی را در دماهای پایین نشان می دهند.
محدوده استحكام كششی كه 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 كه می توان آنها را مستحكم كرد با متعادل كربن (یكنواخت كربن) تركیب كه فریت زیاد می دارد.
With duplex: به زودی در این بخش به آلیاژهایی با ساختار دو تایی اشاره می شود كه می توان مستحكم كرد با یكنواخت كربن وضعیت برای بیشترین level فریت (y.s) استحكام و ؟كنش آلیاژ های Cf به میزان 150 درصد بیش تر از آلیاژ های كاملا آستنینی هستند.
خصوصیات خستگی:
این خصوصیات می توانند به عنوان یك عامل طراحی باشند در كاربرد قطعات ریخته گری شرایط كاری كه سیكل بارگزاری متفاوت است. این مقاومت خستگی فولادهای ضد زنگ ریخته گری شده بستگی دارد به اندازه ذرات، طراحی و فاكتورهای محیطی بطور مثال فاكتورها مهم در طراحی شامل دماهایی كه در آن كار می كند. فاكتورهای مهم ماده شامل استحكام و میكروساختار است.
آن كاملا مشخص است كه استحكام خستگی افزایش می یابد با استحكام كشش در یك ماده، استحكام UTS كششی و استحكام خستگی هر دو افزایش می یابند. بطور كلی با كاهش دما . تحت شرایط برابر از تنش، تمركز تنش و استحكام حاكی از ان است كه مواد آستنیتی دارای حساسیت كمتری نسبت به مواد مارتنزیتی و فریتی هستند. تغییر ساختار می تواند عامل مهمی باشد در تغییر استحكام به خستگی.
چومگی
آلیاژ های مقاومن به خمیدگی كاملا 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 كاربردهایشان همچنین خصوصیات دمای اتاق بعد از كاركرد در دماهای بالا هستند زیرا در معرض این دماها بودن ممكن 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 سولفوریك 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 ممكن است از پیر سختی كه با قرار گرفتن در دمای بالا و عملیات حرارتی ایجاد می شود عملیات طبیعی ؟ باشد.
خصوصیات دمای اتاق در شرایط قبلی كه هست بعد از قرار گرفتن در معرض دماهای بالا متفاوت باشد از شرایط عملكرد آن در حركت زیرا میكروساختار ممكن است تغییر كند با قرار گرفتن در دما میكروساختار آلیاژ های آهن نیكل كروم تغییر می كند. و ممكن شامل شكل هایی از كاربید و همچنین فازهای همچون 1,X,6 باشد. اندازه و وسعت این فازها بستگی دارد به كیفیت تركیب و زمان افزایش دما.
آلیاژهای مارتنریت CA-6NM, CA-15 هستند در معرض تغییر كمتری هستند در خواص مكانیكی و مقاومت SCC در محیط های نمكی 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 نیكل كرم 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 كاربید اتفاق می افتد و كاهش 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 میكروساختار آلیاژهای نیكل كرم و دارای مولیبدن با سرعت كمتری روی می دهد در 650 درجه سانتی گراد (1200 f) كاربید ها و فاز عامل شكنندگی دوباره با مصرف فریت تشكیل می شوند. (نموار 7).
در شرایط زیر گفته شده) چكش خواری كشش و انرژی ضربه آزمایش ؟ كاهش پیدا كردن هستند. (كم 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 كششی
آزمایش افزایش دما ؟ نهان كوتاه كه در آزمایش تست نیروی فشاری كششی استاندارد و حرارت دادن در دمای یكنواخت و تعیین شده و آنگاه تغییر فرم شكست در یك سرعت استاندارد، indentifics تنش به واسطه بار بیش از حد در مدت زمان كوتاه كه باعث شكست در باگزاری تك محوری خواهد شد.
این طرز رفتار كه ارزشیابی می شود با استحكام كششی و تغییر چكش خواری با افزایش دما نشان داده شده در نمودار 8 برای آلیاژ HP-sow.
خواص كششی بیان شده در دماهای بین 1095 تا 650 در جدول برای چندین گروه از فولاتد آلیاژی مقاوم حررات نشان داده شده است.