مزايا وعيوب الفولاذ المقاوم للصدأ

مقدمة

الفولاذ المقاوم للصدأ دخلت المشهد الصناعي في أوائل القرن العشرين وحصل على اسمه لأنه بدا حقًا أنه يقاوم الصدأ.

يتكون بشكل أساسي من الحديد, الكروم, النيكل, والعناصر تتبع, يجمع الفولاذ المقاوم للصدأ بين الخصائص الفريدة التي تتناسب مع كل شيء من واجهات ناطحة السحاب إلى مشروطات جراحية.

حتى الآن, على الرغم من العديد من نقاط القوة, الفولاذ المقاوم للصدأ يأتي مع المقايضات.

في هذه المقالة, سنقوم بفحص المزايا الرئيسية وعيوب الفولاذ المقاوم للصدأ, تعزز البيانات,

حتى تتمكن من اتخاذ قرارات مستنيرة عند اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ للملحقات المعدنية أو أي تطبيق آخر.

مزايا الفولاذ المقاوم للصدأ

مقاومة فائقة للتآكل

تبرز ميزة السمة المميزة للفولاذ المقاوم للصدأ من الحد الأدنى 10.5 % الكروم محتوى, التي تشكل طبقة أكسيد الكروم الشفاء الذاتي.

بالتالي, درجات مثل 304 معرض معدلات التآكل منخفضة مثل 0.01 مم/سنة في البيئات المحايدة, بينما 316 (مع إضافة الموليبدينوم) يقاوم الحفر في حلول كلوريد وصولاً إلى -0.2 في VS. SCE.

علاوة على ذلك, يتجدد هذا الفيلم السلبي على الفور بعد خدوش طفيفة, ضمان المتانة على المدى الطويل في الأجواء القاسية.

بالتالي, يثق أصحاب المنازل في الأحواض وأدوات الطهي, ويعتمد الطهاة على أدوات المطبخ التي تتواصل.

نسبة عالية من القوة إلى الوزن

بالإضافة إلى مقاومة التآكل, العديد من الدرجات غير القابل للصدأ توفر نقاط قوة الشد تتراوح بين 500 ل 1 200 MPa- مطابقة أو تجاوز فولاذ الكربون الهيكلي - مع وزنه تقريبًا 20 % أقل.

على سبيل المثال, 17-4 الرقم الهيدروجيني تصل 1 000 MPa في مزاج H900, مما يجعلها مثالية للأعمدة, التروس, والمكونات عالية التحميل التي تستفيد من وزن أخف وزنا دون التضحية بالقوة.

أداء درجات الحرارة العالية المتميزة

بالإضافة إلى, يحافظ الفولاذ المقاوم للصدأ على السلامة الميكانيكية ومقاومة الأكسدة في درجات حرارة مرتفعة.

310س يحتفظ أكثر من 80 % من قوتها الشد في درجة حرارة الغرفة في 800 درجة مئوية, و 601 (درجة مقاومة للحرارة) يعمل بشكل مستمر في 1 100 درجة مئوية.

بالتالي, تعتمد الصناعات مثل توليد الطاقة والبتروكيماويات على غير القابل للصدأ لمكونات الفرن, أنابيب حرارة التبادل, وأنظمة العادم.

خصائص صحية ممتازة

الانتقال إلى الطلبات الصحية, الفولاذ المقاوم للصدأ على نحو سلس, السطح غير المسامي يقاوم الالتصاق البكتيري.

في خدمة الطعام والبيئات الطبية, يقوم المحترفون بتطهير المعدات غير القابل للصدأ مع عمال النظافة الكاوية أو العواق التلقائي, واثق من أن المعدن يختبئ لا ميكروبات ولا بقايا.

في الحقيقة, وجدت دراسة أن كوبونات 316L المصقولة بشكل صحيح أظهرت وحدات تكوين مستعمرة الصفر بعد 24 ساعات في ثقافة مرق.

براعة جمالية وخيارات النهاية

ما وراء الأداء, الفولاذ المقاوم للصدأ يرضي العين. يحقق المصممون ملمعات المرآة (رع < 0.1 ميكرومتر), قوام مصنوعة (ra ≈ 0.4 ميكرومتر), أو الطلاء الأنوديك الملون للألواح والمنحوتات الزخرفية.

فضلاً عن ذلك, الانتهاء الموحد يعكس الضوء بالتساوي, إقراض نظرة قسط على الواجهات, أدوات المطبخ, والمجوهرات.

قابلية إعادة التدوير والاستدامة

من حيث التأثير البيئي, الفولاذ المقاوم للصدأ يبرز: غالبًا ما تحتوي السبائك الحديثة 60-80 % المحتوى المعاد تدويره, والمعدن يبقى 100 % قابلة لإعادة التدوير إلى أجل غير مسمى.

علاوة على ذلك, إنتاج غير القابل للصدأ من الخردة يستهلك ما يصل إلى 40 % طاقة أقل من الإنتاج الأولي, التوافق مع ائتمانات LEED وأهداف ESG للشركات.

مقاومة التآكل والتأثير

العديد من الدرجات المقاوم للصدأ المارتينية وترسيخ هطول الأمطار-مثل 420 و 630-يحقق

قيم صلابة روكويل أعلاه لجنة حقوق الإنسان 40, تمكين مقاومة التآكل الاستثنائية في مهاوي المضخة, شفرات السكين, ومقاعد الصمام.

بالإضافة إلى ذلك, هذه السبائك تحافظ على المتانة (Charpy V-Notch > 50 J في -40 درجة مئوية) تحت التأثير المتكرر, تمديد عمر الخدمة في التطبيقات الديناميكية.

انخفاض قيمة الصيانة ودورة الحياة

أخيراً, مزيج من الفولاذ المقاوم للصدأ من مقاومة التآكل, قوة, والجمال يقلل من دورات الصيانة.

على سبيل المثال, أنظمة الكسوة المعمارية ملفقة من 316 غالبًا ما يتطلب الدرجة غسلًا دوريًا فقط, بالمقارنة مع الصلب المطلي, الذي يتطلب إعادة طلاء كل 5-7 سنوات.

أكثر من 50 عامًا من العمر البناء, غير القابل للصدأ يمكن أن يوفر أ 30-50 % انخفاض التكلفة الإجمالية للملكية على الرغم من ارتفاع تكاليف المواد المقدمة.

عيوب الفولاذ المقاوم للصدأ

ارتفاع تكلفة المواد

أولا وقبل كل شيء, سبيكة غير قابلة للصدأ تحمل علامة سعر مميزة.

على سبيل المثال, 304-التكاليف المقاوم للصدأ التقدير تقريبا 20-30 % أكثر لكل كيلوغرام من الصلب الكربوني القياسي, بينما درجات دوبلكس أو نيكل غنية (على سبيل المثال, 2205, 316ل) يمكن تشغيل 50-80 % أعلى.

بالتالي, غالبًا ما تحتفظ المشاريع ذات الميزانيات الضيقة بالمكونات الأكثر أهمية فقط.

انخفاض الموصلية الحرارية

علاوة على ذلك, الموصلية الحرارية من الفولاذ المقاوم للصدأ تحوم حولها 15 ث / م · ك- فقط عن 8 % من النحاس و 7 % من الألمنيوم.

نتيجة ل, التطبيقات التي تتطلب تبديد الحرارة السريعة (مثل أحواض الحرارة الإلكترونية أو قيعان أدوات الطهي) أداء ضعيف مع القابل للصدأ, قيادي المهندسين لاختيار المعادن البديلة بدلاً من ذلك.

تحدي التصنيع والآلات

فضلاً عن ذلك, الصراخ غير القابل للصدأ بسرعة. أثناء الطحن أو الدوران, يمكن أن تصلب المنطقة المقطوعة 20-30 %, الذي يسارع تلبس الأداة.

في حين أن أدوات كربيد أو سيراميك تخفف من هذا التأثير, المتاجر لا تزال تواجه 30-40 % أقصر الأداة حياة مقارنة مع الصلب الطري الآلي.

بالإضافة إلى, تتطلب صلابة قوى قطع أعلى, زيادة استهلاك الطاقة.

صعوبات اللحام والتشويه

بصورة مماثلة, يتطلب اللحام غير القابل للصدأ التحكم الدقيق. التمدد الحراري العالي (≈ 17 × 10⁻⁶ k⁻⁻) يمكن أن يحفز التشويه,

ويخاطر التبريد السريع بالتوعية-هطول كروم الكروم من الحبيبات الذي يقوض مقاومة التآكل.

لمواجهة هذه القضايا, غالبًا ما يقوم المصنعون بتسخين الأجزاء ويؤدون الصلب بعد اليرد, الذي يضيف الوقت والتكلفة للإنتاج.

وضع علامة السطح ووضوح بصمات الأصابع

بالإضافة إلى ذلك, الفولاذ المقاوم للصدأ يظهر بصمات الأصابع بسهولة, بقع مائية, وخدوش غرامة.

حتى مع التشطيبات عالية الجودة (2ب أو با), يترك المعالجة اليومية خلف اللطخات الزيتية التي يجب على المصممين تنظيفها بملمعات متخصصة.

في المنشآت العالية-مثلها مثل التصميمات الداخلية للمصاعد-تقوم فرق الصيانة بالإنفاق 20-30 % أكثر جهد الحفاظ على البكر غير القابل للصدأ مقارنة بالفولاذ المطلي بالمسحوق.

المغناطيسية في الدرجات الفيريتية

أخيراً, العديد من الدرجات المقاوم للصدأ فيريتية (على سبيل المثال, 430) معرض الخصائص المغناطيسية, والتي يمكن أن تشكل مشاكل في التطبيقات الإلكترونية أو الطبية التي تتطلب مواد غير مغناطيسية.

على الرغم من الدرجات الأوستنية (304, 316) تبقى بشكل أساسي غير مغناطيسي, يكلفون أكثر ويقدمون قوة عائد أقل, إنشاء مفاضلة بين الأداء والسعر.

خاتمة

مزيج من الفولاذ المقاوم للصدأ من مقاومة التآكل, قوة, وتنوع الجمالية يجعلها لا غنى عنها في تطبيقات لا حصر لها-من أدوات الطهي إلى النباتات المعالجة الكيميائية.

بعد تكلفتها الأعلى, لحام/تشكيل المطالب, احتياجات الصيانة السطحية تحديات حقيقية.

من خلال وزن هذه المزايا والعيوب مقابل متطلبات المشروع, يمكنك تحديد ما إذا كان الفولاذ المقاوم للصدأ يبقى هو الخيار الأمثل لمكونك المعدني المقبل أو المكون الصناعي.