คุณสมบัติของเหล็กกล้าไร้สนิมหล่อ

1. การแนะนำ

เหล็กกล้าไร้สนิมหล่อผสมผสานความต้านทานการกัดกร่อน, ความแข็งแรงทางกลที่ดีและความสามารถในการหล่อสำหรับรูปทรงที่ซับซ้อน.

พวกมันถูกใช้ในบริเวณที่มีการกัดกร่อน, อุณหภูมิ, หรือข้อกำหนดด้านสุขอนามัยขัดขวางเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา และในกรณีที่การประดิษฐ์รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนจากแผ่นเหล็กดัดจะมีค่าใช้จ่ายสูงหรือเป็นไปไม่ได้.

ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับตระกูลอัลลอยด์ (ออสเตนิติก, ดูเพล็กซ์, เฟอร์ริติก, มาร์เทนซิติก, การตกตะกอน), วิธีการหล่อ, การรักษาความร้อนและการควบคุมคุณภาพ.

ข้อกำหนดเฉพาะและการควบคุมกระบวนการที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อหลีกเลี่ยงขั้นตอนการเปราะและข้อบกพร่องในการหล่อซึ่งสามารถลบล้างข้อดีที่แท้จริงของโลหะได้.

2. คำจำกัดความหลัก & การจำแนกประเภทของเหล็กกล้าไร้สนิมหล่อ

คำจำกัดความหลัก — สิ่งที่เราหมายถึงโดย "เหล็กหล่อสแตนเลส"

หล่อ สแตนเลส หมายถึงโลหะผสมเหล็กที่มีโครเมียมซึ่งมีการผลิตโดยการเทโลหะผสมที่หลอมละลายลงในแม่พิมพ์แล้วปล่อยให้แข็งตัว, จากนั้นจึงตกแต่งและอบร้อนตามต้องการ.

คุณลักษณะที่กำหนดซึ่งทำให้เป็น "สเตนเลส" ก็คือปริมาณโครเมียมที่เพียงพอ (และมักเป็นธาตุผสมอื่นๆ) เพื่อสร้างและรักษาความต่อเนื่อง, โครเมียมออกไซด์ที่รักษาตัวเองได้ (cr₂o₃) ฟิล์มที่ช่วยลดการกัดกร่อนทั่วไปได้อย่างมาก.

การหล่อจะใช้ในกรณีที่รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน, คุณสมบัติที่สำคัญ (ข้อความ, การบังคับบัญชา, ซี่โครง), หรือข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจของการหล่อมีมากกว่าประโยชน์ของการประดิษฐ์ด้วยกรรมวิธี.

สรุปแบบครอบครัว (โต๊ะ)

แบบแผนการตั้งชื่อ & เกรดการหล่อทั่วไป (บันทึกการปฏิบัติ)

• เกรดสเตนเลสหล่อมักใช้ การกำหนดการคัดเลือกนักแสดง แทนที่จะสร้างตัวเลข (ตัวอย่างเช่น: CF8 µ 304, CF8M µ 316 เทียบเท่าในข้อกำหนดหลายประการ).
  รหัสการหล่อและชื่อโลหะผสมเหล่านี้แตกต่างกันไปตามระบบมาตรฐาน (มาตรฐาน ASTM, ใน, เขา, ฯลฯ).
• “ซีเอฟ” / “แคลิฟอร์เนีย” / "ซีดี" คำนำหน้าเป็นเรื่องปกติในบางมาตรฐานเพื่อแสดงถึงการจัดกลุ่มออสเทนนิติก/เฟอร์ริติก/ดูเพล็กซ์แบบหล่อ; ผู้ผลิตอาจใช้ชื่อที่เป็นกรรมสิทธิ์.
  ระบุทั้งสองอย่างเสมอ ช่วงเคมี และ ข้อกำหนดทางกล/การรักษาความร้อน ในเอกสารการจัดซื้อจัดจ้างเพื่อหลีกเลี่ยงความคลุมเครือ.

3. โลหะวิทยาและโครงสร้างจุลภาค

ตระกูลโลหะผสมและคุณสมบัติที่กำหนด

• ออสเตนนิติก (เช่น, 304, 316, เทียบเท่า CF8/CF3 ในการร่าย): ใบหน้าเป็นศูนย์กลางลูกบาศก์ (เอฟซีซี) เมทริกซ์เหล็กทำให้เสถียรด้วยนิกเกิล (หรือไนโตรเจน).
  ความเหนียวและความเหนียวที่ดีเยี่ยม, ทนต่อการกัดกร่อนทั่วไปได้ดีเยี่ยม; ไวต่อการเกิดบ่อคลอไรด์และการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (เอสซีซี) ในบางสภาพแวดล้อม.
• ดูเพล็กซ์ (เช่น, 2205-ประเภทการหล่อเทียบเท่า): เฟอร์ไรต์ที่เท่ากันโดยประมาณ (ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางร่างกาย, สำเนาลับถึง) + เฟสออสเทนไนต์.
  มีความแข็งแรงสูง, ความต้านทานการเกิดรูพรุน/รอยแยกที่เหนือกว่า และความต้านทานต่อ SCC ได้ดีกว่าออสเทนนิติกส์ เนื่องจากการก่อตัวของโซนที่โครเมียมหมดสิ้นลง; ต้องมีการควบคุมความเย็นเพื่อหลีกเลี่ยงขั้นตอนที่เปราะ.
• เกี่ยวกับไฟ: ส่วนใหญ่เป็นโครเมียม BCC ที่มีความเสถียร; ประสิทธิภาพการกัดกร่อนจากความเครียดที่ดีขึ้นในบางสภาพแวดล้อม, ความเหนียวต่ำกว่าที่อุณหภูมิต่ำเมื่อเทียบกับออสเทนนิติก.
• มาร์เทนซิติก: รักษาความร้อน, สามารถทำให้แข็งแรงและแข็งมากได้, ความต้านทานการกัดกร่อนปานกลางเมื่อเปรียบเทียบกับออสเทนนิติกและดูเพล็กซ์; ใช้สำหรับชิ้นส่วนหล่อที่ทนต่อการสึกหรอ.
• การตกตะกอน-แข็งตัว (พีเอช): โลหะผสมที่สามารถชุบแข็งตามอายุได้ (เกรด PH ที่เป็น Ni หรือสเตนเลส), มีความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อนได้พอสมควร.

ข้อกังวลทางโครงสร้างจุลภาคที่สำคัญ

• การตกตะกอนของคาร์ไบด์ (m₂₃c₆, เอ็ม₆ซี) และ ซิกม่า (อัน) ขั้นตอน การก่อตัวจะเกิดขึ้นเมื่อมีการจับการหล่อนานเกินไปในช่วงอุณหภูมิ 600–900 °C (หรือเย็นลงอย่างช้าๆผ่านมัน).
  พวกนี้เปราะ, เฟสที่มีโครเมียมอุดมจะทำให้เมทริกซ์ของโครเมียมหมดสิ้นลง และลดความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อน.
• อินเตอร์เมทัลลิกและการรวมตัว (เช่น, ซิลิไซด์, ซัลไฟด์) สามารถทำหน้าที่เป็นผู้ริเริ่มแคร็กได้.
• การแบ่งแยก (สารเคมีไม่สม่ำเสมอ) มีอยู่ในการหล่อและต้องลดให้เหลือน้อยที่สุดโดยการควบคุมการหลอมและการแข็งตัว และบางครั้งการใช้ความร้อนในการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน.

4. คุณสมบัติทางกายภาพของเหล็กกล้าไร้สนิมหล่อ

ค่าข้างต้นคือช่วงทางวิศวกรรมที่เป็นตัวแทน. ปรึกษาข้อมูลซัพพลายเออร์สำหรับเกรดที่ระบุเสมอ, เส้นทางการหล่อและสถานะการบำบัดความร้อน.

5. ไฟฟ้า & สมบัติทางแม่เหล็กของเหล็กกล้าไร้สนิมหล่อ

• ความต้านทานไฟฟ้า: เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก (ซีเอฟ8, CF3M) มีความต้านทานสูง (700–750 nΩ·m ที่ 25°C)—สูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนหล่อ 3 เท่า (200 nΩ· m).
  ทำให้เหมาะสำหรับงานฉนวนไฟฟ้า (เช่น, ตัวเรือนหม้อแปลง).
• แม่เหล็ก: เกรดออสเทนนิติก (ซีเอฟ8, CF3M) เป็น ไม่ใช่แม่เหล็ก (การซึมผ่านสัมพัทธ์ μ ≤1.005) เนื่องจากโครงสร้าง FCC ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่ออุปกรณ์ทางการแพทย์ (เช่น, ส่วนประกอบที่เข้ากันได้กับ MRI) หรือตู้อิเล็กทรอนิกส์.
  เกี่ยวกับไฟ (CB30) และมาร์เทนซิติก (CA15) เกรดเป็นแบบเฟอร์โรแมกเนติก, จำกัดการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ไวต่อแม่เหล็ก.

6. กระบวนการหล่อและผลกระทบต่อคุณสมบัติอย่างไร

เส้นทางการหล่อทั่วไปสำหรับสเตนเลส:

• การหล่อทราย (หาดทรายสีเขียว, ทรายเรซิน): ยืดหยุ่นสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่หรือซับซ้อน.
  โครงสร้างจุลภาคที่หยาบกว่าและมีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดความพรุน เว้นแต่จะได้รับการควบคุม. เหมาะสำหรับตัวปั๊มและวาล์วขนาดใหญ่จำนวนมาก.
• การลงทุน (แว็กซ์ที่หายไป) การคัดเลือกนักแสดง: ผิวสำเร็จที่ดีเยี่ยมและความแม่นยำของมิติ; มักใช้สำหรับขนาดเล็ก, ชิ้นส่วนที่ซับซ้อนซึ่งต้องมีพิกัดความเผื่อต่ำ.
• การคัดเลือกนักปั่นป่วน: ผลิตเสียง, ชิ้นส่วนทรงกระบอกเนื้อละเอียด (ท่อ, แขนเสื้อ) ด้วยการแข็งตัวของทิศทางที่ลดข้อบกพร่องภายในให้เหลือน้อยที่สุด.
• การหล่อแบบเชลล์และการหล่อแบบสุญญากาศ: ความสะอาดที่ดีขึ้นและลดการกักเก็บก๊าซสำหรับการใช้งานที่สำคัญ.

อิทธิพลของกระบวนการ:

• อัตราการทำความเย็น ส่งผลต่อระยะห่างของเดนไดรต์; ระบายความร้อนได้เร็วขึ้น (การลงทุน, การปั่นป่วน) → โครงสร้างจุลภาคที่ละเอียดกว่า → โดยทั่วไปแล้วคุณสมบัติทางกลที่ดีกว่า.
• ละลายความสะอาดและซ้อมเท กำหนดระดับการรวมและบิฟิล์มที่ส่งผลโดยตรงต่อความล้าและความแน่นของการรั่วไหล.
• การแข็งตัวของทิศทางและการออกแบบที่เพิ่มขึ้น ลดการหดตัวของฟันผุ.

7. สมบัติทางกลของเหล็กกล้าไร้สนิมหล่อ

ความแข็งแรงและความเหนียว

• การหล่อออสเทนนิติก: ความเหนียวและความเหนียวที่ดี; โดยทั่วไป UTS จะอยู่ในช่วงกลางหลายร้อย MPa; ความเหนียวสูง (การยืดตัวมักจะ 20–40% ในหล่อ 316L เมื่อไม่มีข้อบกพร่อง).
• การหล่อแบบดูเพล็กซ์: ผลผลิตที่สูงขึ้นและ UTS เนื่องจากเฟอร์ไรต์ + ออสเทนไนต์; UTS ทั่วไป ~600–900 MPa โดยมีผลผลิตบ่อยครั้ง >350 MPa.
• การหล่อแบบมาร์เทนซิติก/PH: สามารถเข้าถึง UTS และความแข็งที่สูงมาก แต่มีความเหนียวลดลง.

ความเหนื่อยล้า

• ชีวิตที่เหนื่อยล้าคือ ละเอียดอ่อนมาก ถึงข้อบกพร่องในการหล่อ: ความพรุน, การรวม, ความหยาบของพื้นผิวและการหดตัวเป็นจุดเริ่มต้นของการแตกร้าวทั่วไป.
  สำหรับการโหลดแบบหมุนหรือแบบวน, กระบวนการที่มีความพรุนต่ำ, ยิงปอกเปลือก, สะโพก (กด isostatic ร้อน), และการกลึงพื้นผิวมักใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพความล้า.

อุณหภูมิคืบคลานและสูงขึ้น

• สเตนเลสบางเกรด (โดยเฉพาะอัลลอยด์สูงและดูเพล็กซ์) รักษาความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง; อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพการคืบในระยะยาวจะต้องสอดคล้องกับโลหะผสมและอายุการใช้งานที่คาดหวัง.
  การตกตะกอนของคาร์ไบด์/σ-เฟสภายใต้การสัมผัสความร้อนสามารถลดการคืบคลานและความเหนียวได้อย่างรุนแรง.

8. การรักษาความร้อน, การควบคุมโครงสร้างจุลภาคและความเสถียรของเฟส

การหลอมโซลูชัน (ทั่วไป)

• วัตถุประสงค์: ละลายตะกอนที่ไม่พึงประสงค์และฟื้นฟูเมทริกซ์ออสเทนนิติก/เฟอร์ริติกที่สม่ำเสมอ; คืนความต้านทานการกัดกร่อนโดยคืนโครเมียมให้เป็นสารละลายของแข็ง.
• ระบอบการปกครองทั่วไป: ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิสารละลายที่เหมาะสม (มักจะอยู่ที่ 1,040–1,100 °C สำหรับออสเตนิติกหลายชนิด), ค้างไว้เพื่อให้เป็นเนื้อเดียวกัน, แล้ว ดับอย่างรวดเร็ว เพื่อรักษาองค์ประกอบที่แก้ไขแล้ว. อุณหภูมิ/เวลาที่แน่นอนขึ้นอยู่กับเกรดและความหนาของหน้าตัด.
• ข้อแม้: เบ้าหลอมและขนาดส่วนจำกัดอัตราการดับที่ทำได้; ส่วนที่มีน้ำหนักมากอาจต้องใช้ขั้นตอนพิเศษ.

ความชราและการตกตะกอน

• ดูเพล็กซ์ และ มาร์เทนซิติก เกรดอาจมีอายุเพื่อการควบคุมทรัพย์สิน; กรอบเวลาการแก่/เวลา-อุณหภูมิต้องหลีกเลี่ยงซิกมาและระยะที่เป็นอันตรายอื่นๆ.
• เกินวัย หรือประวัติความร้อนที่ไม่เหมาะสมทำให้เกิดคาร์ไบด์และซิกม่าที่เปราะและลดความต้านทานการกัดกร่อน.

หลีกเลี่ยงเฟสซิกมาและการสูญเสียโครเมียม

• ควบคุมความเย็น ผ่านช่วงอุณหภูมิที่เปราะบาง, หลีกเลี่ยงการถือไว้เป็นเวลานานระหว่าง ~600–900 °C, และใช้หลังการเชื่อมหรือสารละลายหลอมเมื่อจำเป็น.
  การเลือกใช้วัสดุและการออกแบบการบำบัดความร้อนเป็นการป้องกันหลัก.

9. ความต้านทานการกัดกร่อน — ข้อได้เปรียบหลักของเหล็กกล้าไร้สนิมหล่อ

ความต้านทานการกัดกร่อนเป็นเหตุผลหลักที่วิศวกรเลือกเหล็กหล่อสแตนเลส.

แตกต่างจากโลหะโครงสร้างหลายชนิดที่ต้องอาศัยการเคลือบขนาดใหญ่หรือการป้องกันแบบบูชายัญ, สแตนเลสได้รับความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อมที่ทนทานจากเคมีและปฏิกิริยาของพื้นผิว.

วิธีที่สแตนเลสต้านทานการกัดกร่อน — แนวคิดฟิล์มแบบพาสซีฟ

• การป้องกันแบบพาสซีฟ: โครเมียมในโลหะผสมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนจนเกิดเป็นสารบาง, ชั้นโครเมียมออกไซด์อย่างต่อเนื่อง (cr₂o₃).
  ฟิล์มนี้มีความหนาเพียงนาโนเมตรแต่มีประสิทธิภาพสูง: มันช่วยลดการขนส่งไอออนิก, บล็อกการสลายตัวของขั้วบวก, และ—ที่สำคัญ—คือ การรักษาด้วยตนเอง เมื่อได้รับความเสียหายจากออกซิเจนที่มีอยู่.
• การทำงานร่วมกันของโลหะผสม: นิกเกิล, โมลิบดีนัมและไนโตรเจนทำให้เมทริกซ์คงตัวและปรับปรุงความต้านทานของฟิล์มพาสซีฟต่อการสลายเฉพาะที่ (โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์).
  ความคงตัวของฟิล์มพาสซีฟจึงเป็นผลมาจากเคมี, สภาพพื้นผิว, และสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น.

รูปแบบของการกัดกร่อนที่สำคัญสำหรับเหล็กหล่อสเตนเลส

การทำความเข้าใจโหมดความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นจะเน้นไปที่การเลือกวัสดุและการออกแบบ:

• ทั่วไป (เครื่องแบบ) การกัดกร่อน: หายากสำหรับสเตนเลสผสมอัลลอยด์อย่างเหมาะสมในบรรยากาศอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ — ฟิล์มพาสซีฟจะรักษาการสูญเสียที่สม่ำเสมอต่ำมาก.
• การกัดกร่อน: ที่ได้มีการแปล, มักเป็นหลุมขนาดเล็กและลึกซึ่งเกิดขึ้นเมื่อฟิล์มเฉื่อยแตกตัวลงเฉพาะที่ (คลอไรด์เป็นตัวริเริ่มแบบคลาสสิก). การเกิดรูพรุนอาจมีความสำคัญเนื่องจากข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ จะทะลุผ่านได้อย่างรวดเร็ว.
• การกัดกร่อนของรอยแยก: เกิดขึ้นภายในช่องว่างที่มีฉนวนป้องกันซึ่งออกซิเจนจะหมดลง; การไล่ระดับของออกซิเจนกระตุ้นให้เกิดกรดในท้องถิ่นและความเข้มข้นของคลอไรด์, บ่อนทำลายความเฉื่อยชาภายในรอยแยก.
• การกัดกร่อนจากความเครียดแตกร้าว (เอสซีซี): กลไกการแตกร้าวแบบเปราะที่ต้องใช้โลหะผสมที่ไวต่อแสง (สเตนเลสออสเทนนิติกทั่วไปในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์), แรงดึง, และสภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจง (อบอุ่น, คลอไรด์แบริ่ง). SCC สามารถปรากฏขึ้นอย่างกะทันหันและเป็นหายนะ.
• การกัดกร่อนที่ได้รับอิทธิพลจากจุลินทรีย์ (ไมค์): แผ่นชีวะและเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์ (เช่น, แบคทีเรียลดซัลเฟต) สามารถผลิตสารเคมีเฉพาะที่ซึ่งโจมตีการหล่อสเตนเลส, โดยเฉพาะในรอยแยกนิ่งหรือไหลต่ำ.
• การกัดเซาะ-การกัดกร่อน: การรวมกันของการสึกหรอทางกลและการโจมตีทางเคมี, บ่อยครั้งเมื่อมีความเร็วสูงหรือการกระแทกทำให้ฟิล์มป้องกันหลุดออกและเผยให้เห็นโลหะสด.

บทบาทของการผสม — สิ่งที่ต้องระบุและเพราะเหตุใด

องค์ประกอบบางอย่างมีอิทธิพลอย่างมากต่อความต้านทานการกัดกร่อนเฉพาะจุด:

• โครเมียม (Cr): รากฐานของการอยู่เฉยๆ; เนื้อหาขั้นต่ำกำหนดพฤติกรรม "สแตนเลส".
• โมลิบดีนัม (โม): มีประสิทธิภาพมากในการเพิ่มความต้านทานการเกิดรูพรุนและรอยแยก — จำเป็นสำหรับการบริการน้ำทะเลและคลอไรด์.
• ไนโตรเจน (เอ็น): เสริมสร้างออสเทนไนต์และปรับปรุงความต้านทานการเกิดรูพรุนอย่างมาก (การเพิ่มเติมเล็กๆ น้อยๆ ที่มีประสิทธิภาพ).
• นิกเกิล (ใน): ทำให้ออสเทนไนต์คงตัวและรองรับความเหนียวและความเหนียว.
• ทองแดง, ทังสเตน, Nb/ที: ใช้ในโลหะผสมเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมเฉพาะ.

ดัชนีเปรียบเทียบที่เป็นประโยชน์คือหมายเลขเทียบเท่าของความต้านทานแบบหลุม (ไม้):

PREN=%Cr+3.3×%Mo+16×%N

PREN ทั่วไป (โค้งมน, ตัวแทน):

• 304 / ซีเอฟ8 ≈ ~19 (ความต้านทานต่อรูพรุนต่ำ)
• 316 / CF8M ≈ ~ 24 (ปานกลาง)
• ดูเพล็กซ์ 2205 / CD3MN ≈ ~ 35 (สูง)
• สุดยอด (เช่น, โมสูง / 254เทียบเท่า SMO) ≈ ~40–45 (สูงมาก)

กฎการปฏิบัติ: PREN ที่สูงขึ้น → ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของรูพรุน/รอยแยกที่เกิดจากคลอไรด์มากขึ้น. เลือก PREN ตามสัดส่วนความรุนแรงของการสัมผัส.

ตัวขับเคลื่อนสิ่งแวดล้อม — สิ่งที่ทำให้สเตนเลสล้มเหลว

• คลอไรด์ (สเปรย์ทะเล, เกลือละลายน้ำแข็ง, กระแสกระบวนการที่มีคลอไรด์) เป็นภัยคุกคามภายนอกที่โดดเด่น - พวกมันส่งเสริมการเกิดหลุม, การกัดกร่อนของรอยแยกและ SCC.
• อุณหภูมิ: อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเร่งการโจมตีทางเคมีและความไวต่อ SCC; การรวมกันของคลอไรด์ + อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะรุนแรงเป็นพิเศษ.
• ความเมื่อยล้า & รอยแยก: ออกซิเจนต่ำและพื้นที่จำกัดรวมไอออนที่มีฤทธิ์รุนแรงและทำลายความเฉื่อยเฉพาะจุด.
• ความเครียดทางกล: แรงดึง (ที่เหลือหรือนำไปใช้) มีความจำเป็นสำหรับ SCC. การออกแบบและการบรรเทาความเครียดช่วยลดความเสี่ยง.
• ชีวิตของจุลินทรีย์: แผ่นชีวะปรับเปลี่ยนเคมีในท้องถิ่น; MIC มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับพื้นที่เปียก, ระบบล้างไม่ดี.

ออกแบบ & กลยุทธ์การกำหนดคุณสมบัติเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน

1. การเลือกเกรดที่ถูกต้อง: จับคู่ PREN/เคมีกับการสัมผัส — เช่น, 316 สำหรับคลอไรด์ปานกลาง, ดูเพล็กซ์ / เกรด Mo สูงสำหรับน้ำทะเลหรือกระบวนการที่มีคลอไรด์สูง.
2. ควบคุมประวัติความร้อน: ต้องใช้สารละลายหลอม + ดับตามที่ระบุไว้; ระบุเวลาการทำความเย็นสูงสุดในหน้าต่างการสร้าง σ สำหรับเกรดดูเพล็กซ์.
3. คุณภาพพื้นผิว: ระบุการตกแต่งพื้นผิว, การขัดเงาด้วยไฟฟ้าหรือการขัดเชิงกลสำหรับส่วนประกอบที่ถูกสุขลักษณะหรือมีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดเป็นรูพรุน; พื้นผิวที่เรียบขึ้นช่วยลดการเริ่มต้นของหลุม.
4. รายละเอียดเพื่อหลีกเลี่ยงรอยแยก: ออกแบบให้ขจัดรอยแยกที่แน่นหนา, จัดให้มีการระบายน้ำและอนุญาตให้เข้าถึงการตรวจสอบได้. ใช้ปะเก็น, น้ำยาซีลและการเลือกตัวยึดที่เหมาะสมในกรณีที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงข้อต่อได้.
5. ฝึกการเชื่อม: ใช้โลหะตัวเติมที่เข้ากัน/อัลลอยด์มากเกินไป, ควบคุมความร้อนเข้า, และระบุ PWHT หรือทู่ตามความจำเป็น. ปกป้องรอยเชื่อมจากอาการแพ้หลังการเชื่อม.
6. การแยกอิเล็กทริก: แยกชิ้นส่วนสเตนเลสออกจากโลหะที่แตกต่างกันด้วยไฟฟ้าเพื่อป้องกันการกัดกร่อนจากการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้า.
7. สารเคลือบ & บุผิว: เมื่อสภาพแวดล้อมเกินขีดความสามารถของโลหะผสมสูง, ใช้วัสดุบุโพลีเมอร์/เซรามิกหรือวัสดุหุ้มเป็นบรรทัดแรก (หรือเป็นตัวสำรอง) — แต่อย่าพึ่งพาการเคลือบเพียงอย่างเดียวสำหรับการบรรจุที่สำคัญโดยไม่มีข้อกำหนดในการตรวจสอบ.
8. หลีกเลี่ยงความเค้นดึงในสภาพแวดล้อมที่ไวต่อ SCC: ลดความเครียดในการออกแบบ, ใช้การรักษาพื้นผิวแบบอัด (ยิงปอกเปลือก), และควบคุมภาระการทำงาน.

10. การผลิต, เข้าร่วม, และการซ่อมแซม

การเชื่อม

• โดยทั่วไปแล้วเหล็กหล่อสแตนเลส เชื่อมได้, แต่จำเป็นต้องให้ความสนใจ:

• • จับคู่โลหะตัวเติมกับอัลลอยด์พื้นฐาน หรือเลือกตัวเติมที่ทนต่อการกัดกร่อนมากขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากไฟฟ้า.
  • อุ่นเครื่องและควบคุมการแทรกระหว่างกันสำหรับเกรดมาร์เทนซิติกบางเกรดเพื่อจัดการความแข็งและความเสี่ยงในการแตกร้าว.
  • การหลอมสารละลายหลังการเชื่อม มักจำเป็นสำหรับฟิลเลอร์ออสเทนนิติกและดูเพล็กซ์เพื่อคืนความต้านทานการกัดกร่อนและลดความเค้นตกค้าง.
  • หลีกเลี่ยงการระบายความร้อนช้าที่สามารถสร้างเฟส σ ได้.

เครื่องจักรกล

• ความสามารถในการแปรรูปแตกต่างกันไป: สเตนเลสออสเทนนิติกจะแข็งตัวและต้องใช้เครื่องมือที่คมและความเร็วที่เหมาะสม; เกรดดูเพล็กซ์ตัดได้ดีกว่าในบางกรณีเนื่องจากมีความแข็งแรงสูงกว่า. ใช้ระบบจ่ายน้ำหล่อเย็นและพารามิเตอร์การตัดที่เหมาะสม.

การตกแต่งพื้นผิว

• การดองและการทู่จะทำให้โครเมียมออกไซด์กลับคืนมาและกำจัดสิ่งปนเปื้อนที่เป็นเหล็กฟรี.
  การขัดเงาด้วยเคมีไฟฟ้าหรือการตกแต่งเชิงกลช่วยเพิ่มความสะอาด, ลดบริเวณรอยแยกและเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน.

11. ทางเศรษฐกิจ, การพิจารณาวงจรชีวิตและความยั่งยืน

• ค่าใช้จ่าย: ต้นทุนวัตถุดิบเหล็กกล้าไร้สนิมหล่อสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนและอลูมิเนียม, และการหล่อต้องใช้อุณหภูมิหลอมละลายที่สูงขึ้นและต้นทุนวัสดุทนไฟ.
  อย่างไรก็ตาม, การยืดอายุและการบำรุงรักษาที่ลดลงในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสามารถพิสูจน์ความพรีเมียมได้.
• วงจรชีวิต: อายุการใช้งานยาวนานในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, ความถี่ในการเปลี่ยนทดแทนและความสามารถในการรีไซเคิลลดลง (มูลค่าเศษสเตนเลสสูง) ปรับปรุงเศรษฐศาสตร์วงจรชีวิต.
• ความยั่งยืน: โลหะผสมสแตนเลสมีองค์ประกอบที่สำคัญเชิงกลยุทธ์ (Cr, ใน, โม); การจัดหาและการรีไซเคิลอย่างมีความรับผิดชอบถือเป็นสิ่งสำคัญ.
  พลังงานสำหรับการผลิตเริ่มแรกมีสูง, แต่การรีไซเคิลสเตนเลสจะช่วยลดพลังงานที่สะสมไว้ได้อย่างมาก.

12. การวิเคราะห์เปรียบเทียบ: หล่อสแตนเลสเทียบกับ. คู่แข่ง

13. บทสรุป

เหล็กหล่อสแตนเลสครองตำแหน่งที่มีเอกลักษณ์และมีความสำคัญเชิงกลยุทธ์ในบรรดาวัสดุหล่อที่มีโครงสร้างและทนต่อการกัดกร่อน.

คุณสมบัติเดียวไม่ได้กำหนดค่าของมัน, แต่ด้วยการผสมผสานกันอย่างลงตัวของความต้านทานการกัดกร่อน, ความแข็งแรงทางกล, ทนความร้อน, ความคล่องตัวในการออกแบบโลหะผสม, และเข้ากันได้กับรูปทรงการหล่อที่ซับซ้อน.

เมื่อประเมินตามประสิทธิภาพแล้ว, ความน่าเชื่อถือ, และตัวชี้วัดวงจรชีวิต, เหล็กกล้าไร้สนิมหล่อได้รับการพิสูจน์อย่างต่อเนื่องว่าเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูง.

โดยรวม, เหล็กกล้าไร้สนิมหล่อมีความโดดเด่นในเรื่องความซื่อสัตย์สูง, อเนกประสงค์, และการเลือกใช้วัสดุที่เชื่อถือได้สำหรับอุตสาหกรรมที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อน, ความทนทานทางกล, และความสามารถในการหล่อที่แม่นยำ.

 

คำถามที่พบบ่อย

เป็นสเตนเลสหล่อทนทานต่อการกัดกร่อนเช่นเดียวกับสเตนเลสดัด?

มันสามารถเป็นได้, แต่ถ้าเคมีหล่อเท่านั้น, โครงสร้างจุลภาคและการบำบัดความร้อนเป็นไปตามมาตรฐานเดียวกัน.

การหล่อมีโอกาสมากขึ้นสำหรับการแยกและการตกตะกอน; มักต้องใช้สารละลายที่ผ่านการอบอ่อนและดับอย่างรวดเร็วเพื่อคืนความต้านทานการกัดกร่อนได้เต็มที่.

ฉันจะหลีกเลี่ยงเฟสซิกมาในการหล่อได้อย่างไร?

หลีกเลี่ยงการถือไว้นานระหว่าง ~600–900 °C; ออกแบบการบำบัดด้วยความร้อนเพื่อแก้ปัญหาการหลอมและดับ, และเลือกโลหะผสมที่มีโอกาสเกิดซิกม่าน้อยกว่า (เช่น, เคมีดูเพล็กซ์ที่สมดุล) สำหรับประวัติความร้อนที่ไม่เป็นมิตร.

ฉันควรเลือกสเตนเลสหล่อชนิดใดสำหรับบริการน้ำทะเล?

โลหะผสมดูเพล็กซ์พรีนสูงหรือซูเปอร์ออสเตนิติกเฉพาะ (MO ที่สูงขึ้น, เอ็น) โดยทั่วไปจะเป็นที่ต้องการ. 316/316L อาจไม่เพียงพอในบริเวณสาดน้ำหรือบริเวณที่น้ำทะเลที่มีออกซิเจนไหลด้วยความเร็วสูง.

เป็นส่วนประกอบสเตนเลสหล่อที่สามารถเชื่อมได้ที่ไซต์งาน?

ใช่, แต่การเชื่อมอาจทำให้สมดุลทางโลหะวิทยาเปลี่ยนแปลงได้. อาจจำเป็นต้องมีการอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อมหรือการทู่เพื่อฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อนบริเวณรอยเชื่อม.

วิธีการหล่อแบบใดที่ให้ความสมบูรณ์ดีที่สุดสำหรับชิ้นส่วนที่สำคัญ?

การคัดเลือกนักปั่นป่วน (สำหรับชิ้นส่วนทรงกระบอก), การลงทุน/การหล่อที่แม่นยำ (สำหรับชิ้นส่วนที่ซับซ้อนขนาดเล็ก) และการหล่อแม่พิมพ์แบบสุญญากาศหรือแบบควบคุมบรรยากาศรวมกับ HIP ให้ความสมบูรณ์สูงสุดและความพรุนต่ำที่สุด.

เป็นสแตนเลสหล่อ เหมาะสำหรับงานที่มีอุณหภูมิสูง?

เกรดออสเทนนิติก (ซีเอฟ8, CF3M) สามารถใช้งานได้ถึง 870°C; เกรดดูเพล็กซ์ (2205) สูงถึง 315°C.

สำหรับอุณหภูมิ >870องศาเซลเซียส, ใช้สแตนเลสหล่อทนความร้อน (เช่น, HK40, กับ 25% Cr, 20% ใน) หรือโลหะผสมนิกเกิล.