اختلافات الأداء بين سلسلة 300 وسلسلة 400 من الفولاذ المقاوم للصدأ

وفقًا للأحكام ذات الصلة بمعيار AISI الأمريكي، يتم تمثيل الفولاذ المقاوم للصدأ مباشرةً بأرقام عربية مكونة من ثلاثة أرقام. يشير الرقم الأول إلى الفئة، ويشير الرقمان الثاني والثالث إلى الرقم التسلسلي. على سبيل المثال، سلسلة 200، سلسلة 300 وسلسلة 400، إلخ.
في المواد المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، هناك قوتان متعاكستان تعملان في نفس الوقت. تستمر العناصر المكونة للفريت في توليد الفريت، وتستمر العناصر المكونة للأوستينيت في توليد الأوستينيت. يتم تحديد التركيب البلوري النهائي من خلال الكميات النسبية للعنصرين المضافين. يعد الكروم أحد العناصر المكونة للفريت، لذا فإن الكروم في علاقة تنافسية مع العناصر المكونة للأوستينيت في تكوين البنية البلورية للفولاذ المقاوم للصدأ. نظرًا لأن كلاً من الحديد والكروم عبارة عن عناصر مكونة للفريت، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 400 عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ من الحديد بالكامل وهو مغناطيسي. في عملية إضافة النيكل، وهو عنصر مكون للأوستينيت، إلى الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع من الحديد والكروم، مع زيادة محتوى النيكل، سيزداد هيكل الأوستينيت المتولد أيضًا حتى يتم تحويل جميع هياكل الفريت إلى أوستينيت. الهيكل العام سيشكل الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 300.
الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 300 عبارة عن مادة سبيكة تحتوي على الحديد والكربون والنيكل والكروم. إنه في الأساس غير مغناطيسي ويتمتع بقابلية صقل أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 400. نظرًا لأن الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 300 يحتوي على هيكل أوستنيتي، فإنه يمكن أن يتمتع بمقاومة جيدة جدًا للتآكل والكسر الناجم عن التآكل الناجم عن الإجهاد الزائد للمعادن في العديد من البيئات، ولا تتأثر خصائص المواد الخاصة به بالمعالجة الحرارية.
يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 300، المعروف أيضًا باسم الفولاذ المقاوم للصدأ 18-8، بشكل شائع في صناعة المثبتات والمفاصل والأنابيب والمواسير. الفولاذ المقاوم للصدأ 304 هو مادة شائعة لمثبتات الفولاذ المقاوم للصدأ. الفولاذ المقاوم للصدأ 18-8 عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ من سلسلة 300 يحتوي على محتوى اسمي من الكروم والنيكل. يتمتع سطح هذا النوع من المواد بمقاومة جيدة للتآكل. ومع ذلك، عندما يتم تسخين الفولاذ المقاوم للصدأ 304 إلى أعلى من 199 درجة مئوية، بسبب ترسب الكربون، فسوف يقلل ذلك من محتوى الكروم في الفولاذ. عند درجات الحرارة المرتفعة، يتحد الكروم والكربون لتكوين كربيد الكروم، لكن كربيد الكروم لا يمكنه منع الصدأ. يمكن تخفيف هذه المشكلة باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 304L، الذي يحتوي على ثلث محتوى الكربون الموجود في الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 304. يمكن تجنب تكوين كربيد الكروم باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 321 أو الفولاذ المقاوم للصدأ 347. يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 321 والفولاذ المقاوم للصدأ 347 على التيتانيوم والنيوبيوم على التوالي، وخصائصهما مستقرة جدًا. نظرًا لأن التيتانيوم والنيوبيوم لديهما درجة تقارب أعلى للكربون من الكروم، فإنهما والكربون يشكلان كربيد التيتانيوم وكربيد النيوبيوم على التوالي في درجات حرارة عالية، لذلك سيتم الاحتفاظ بالكروم. يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 300 لتصنيع البراغي، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ 304، 321 و347.
نظرًا لأن قوة الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 300 لا يمكن تقويتها إلا أثناء التشكيل على البارد، فعندما تصل درجة الحرارة إلى 283 درجة مئوية، فإن التدوير الحراري سوف يتسبب في انخفاض قوة التثبيت إلى الحالة الصلبة. إذا كان فقدان القوة غير مقبول، فإن المواد الأكثر ثباتًا مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 321 أو 347 لن تؤدي أداءً مرضيًا، لذلك يجب أخذ مواد أخرى في الاعتبار.
محتوى الكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 400 أقل من محتوى الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 300، ولكن لا توجد مشكلة في ترسب الكربون مثل الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 300، ويمكن معالجته بالحرارة ويمكن استخدامه في بيئات العمل بدرجات حرارة تصل إلى 393 درجة. درجة مئوية. ومع ذلك، نظرًا لأن محتوى الكروم يتراوح بين 12%-14% فقط، فسوف يحدث التآكل عند استخدامه في الوسائط البيئية ذات الأجواء الكيميائية الشديدة. ومع ذلك، يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 300 على 16%-20% كروم ولن يتأثر بالتآكل. الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 300 والفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 400 متساويان في القوة. الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 300 غير مغناطيسي، في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة 400 مغناطيسي. من بين الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 400، يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 410 و416 و430 فقط لصنع المثبتات.