هذا هو المكان الذي تلبي فيه مجموعة من الفولاذ أكثر من مواصفات أو درجة واحدة. إنها طريقة للسماح لمحلات الصهر بإنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ بكفاءة أكبر عن طريق تقييد عدد الأنواع المختلفة من الفولاذ. يمكن أن يفي التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية للصلب بأكثر من درجة واحدة داخل نفس المعيار أو عبر عدد من المعايير. هذا يسمح أيضًا لحملة الأسهم بتقليل مستويات المخزون.

على سبيل المثال ، من الشائع أن يكون 1.4401 و 1.4404 (316 و 316L) حاصلين على شهادة مزدوجة - أي أن محتوى الكربون أقل من 0.030٪. فولاذ معتمد لكل من المعايير الأوروبية والأمريكية شائع أيضًا.

هناك العديد من أنواع مختلفة من الانتهاء من السطح على الفولاذ المقاوم للصدأ. ينشأ بعض هذه العناصر من المصنع ولكن يتم تطبيق العديد منها لاحقًا أثناء المعالجة ، على سبيل المثال التشطيبات المصقولة والمصقولة والمنسوخة والمحفورة والملونة.

أهمية التشطيب السطحي في تحديد مقاومة التآكل لسطح الفولاذ المقاوم للصدأ لا يمكن المبالغة فيها. الانتهاء من السطح الخشن يمكن أن يقلل بشكل فعال من مقاومة التآكل إلى درجة أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ.

يتم استخدام أنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ في نطاق درجات الحرارة بالكامل من المحيط إلى 1100 deg C. يعتمد اختيار الدرجة على عدة عوامل:

أقصى درجة حرارة التشغيل
الوقت في درجة الحرارة ، الطبيعة الدورية للعملية
نوع الغلاف الجوي ، المؤكسد ، الحد ، الكبريت ، الكربنة.
متطلبات القوة

في المعايير الأوروبية ، يتم التمييز بين الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للحرارة. ومع ذلك ، فإن هذا التمييز غالبًا ما يكون غير واضح ومن المفيد اعتباره مجموعة واحدة من الفولاذ.

كميات متزايدة من الكروم والسيليكون تضفي مقاومة أكبر للأكسدة. كميات متزايدة من النيكل تضفي المزيد من المقاومة carburisation.

يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي على نطاق واسع للخدمة وصولاً إلى انخفاض درجة حرارة الهيليوم السائل (-269 deg C). هذا يرجع إلى حد كبير إلى عدم وجود انتقال واضح المعالم من الدكتايل إلى الكسر الهش في اختبار صلابة التأثير.

يتم قياس الصلابة عن طريق التأثير على عينة صغيرة بمطرقة متأرجحة. المسافة التي تتأرجح فيها المطرقة بعد الصدمة هي مقياس للصلابة. كلما كانت المسافة أقصر ، تم تشديد الصلب كطاقة للمطرقة بواسطة العينة. يتم قياس الصلابة في جول (J). يتم تحديد الحد الأدنى من قيم المتانة للتطبيقات المختلفة. تعتبر قيمة 40 J معقولة لمعظم شروط الخدمة.

يُظهر الفولاذ ذو الهياكل الحديدية أو الهياكل المريمية تغييراً مفاجئًا من الدكتايل (الآمن) إلى الكسر الهش (غير الآمن) بسبب اختلاف بسيط في درجات الحرارة. حتى أفضل هذه الفولاذ يُظهر هذا السلوك عند درجات حرارة أعلى من -100 deg C وفي كثير من الحالات فقط أقل من الصفر.

في المقابل ، لا يُظهر الفولاذ الأوستنيتي انخفاضًا تدريجيًا في قيمة صلابة الصدمات ولا يزال أعلى بكثير من 100 J عند درجة حرارة 196

هناك عامل آخر في التأثير على اختيار الفولاذ في درجة حرارة منخفضة وهو القدرة على مقاومة التحول من الأوستينيت إلى مارتينسيت.

يقال عادة أن "الفولاذ المقاوم للصدأ غير مغناطيسي". هذا ليس صحيحًا تمامًا والوضع الحقيقي أكثر تعقيدًا. تستمد درجة الاستجابة المغناطيسية أو النفاذية المغناطيسية من البنية الدقيقة للصلب. تحتوي المادة غير المغناطيسية تمامًا على نفاذية مغناطيسية نسبية لـ 1. الهياكل الأوستنيتية غير مغناطيسية تمامًا ولذا فإن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 100٪ سيكون له نفاذية 1. في الممارسة العملية لم يتحقق هذا. هناك دائمًا كمية صغيرة من الفريت و / أو مارتنسيت في الفولاذ ، لذا فإن قيم النفاذية تكون دائمًا أعلى من 1. يمكن أن تكون القيم النموذجية للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في حدود 1.05 - 1.1.

من الممكن تغيير النفاذية المغناطيسية للفولاذ الأوستنيتي أثناء المعالجة. على سبيل المثال ، العمل البارد واللحام عرضة لزيادة كمية مارتينسيت والفريت على التوالي في الفولاذ. ومن الأمثلة المألوفة في الحوض الفولاذي المقاوم للصدأ ، حيث يكون لمجرف التجفيف استجابة مغناطيسية قليلة ، في حين أن الوعاء المضغوط لديه استجابة أعلى بسبب تكوين مارتينسيت خاصة في الزوايا.

من الناحية العملية ، يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي للتطبيقات "غير المغناطيسية" ، على سبيل المثال التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). في هذه الحالات ، غالبًا ما يكون من الضروري الاتفاق على أقصى نفاذية مغناطيسية بين العميل والمورد. يمكن أن تكون منخفضة مثل 1.004.

الفولاذ المقاوم للصدأ Martensitic ، الحديدي ، دوبلكس وهطول الأمطار.

عادة ما يتم تقسيم الفولاذ المقاوم للصدأ إلى أنواع 5:

1.Ferritic - تعتمد هذه الفولاذات على Chromium بكميات صغيرة من الكربون عادةً أقل من 0.10٪. هذه الفولاذ لها بنية مجهرية مماثلة للكربون وسبائك الصلب المنخفضة. وعادة ما تكون محدودة في الاستخدام على أقسام رقيقة نسبيا بسبب عدم وجود صلابة في اللحامات. ومع ذلك ، عندما لا يكون اللحام مطلوبًا ، فإنها توفر مجموعة واسعة من التطبيقات. لا يمكن أن تصلب بواسطة المعالجة الحرارية. يمكن استخدام فولاذ الكروم العالي مع إضافات الموليبدينوم في ظروف شديدة العدوانية مثل مياه البحر. كما يتم اختيار الفولاذ الحديدي لمقاومته للتآكل الإجهاد تكسير. فهي ليست قابلة للتشكيل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. هم المغناطيسي.
2.Austenitic - هذه الفولاذ هي الأكثر شيوعا. مشتق من المجهرية من إضافة النيكل والمنغنيز والنيتروجين. وهو نفس الهيكل كما يحدث في الفولاذ العادي في درجات حرارة أعلى بكثير. يعطي هذا الهيكل هذه الفولاذ مزيجًا مميزًا من قابلية اللحام والقابلية للتشكيل. يمكن تعزيز مقاومة التآكل عن طريق إضافة الكروم والموليبدينوم والنيتروجين. لا يمكن تصلبها عن طريق المعالجة الحرارية ولكن لديها خاصية مفيدة من القدرة على العمل تصلب إلى مستويات قوة عالية مع الحفاظ على مستوى مفيد من ليونة والمتانة. الفولاذ الأوستنيتي القياسي عرضة للتآكل الإجهاد تكسير. زادت نسبة الفولاذ الأوستنيتي العالي من النيكل من مقاومة تآكل الإجهاد. فهي غير مغناطيسية اسمية ولكن عادة ما تظهر بعض الاستجابة المغناطيسية اعتمادا على تكوين وتصلب العمل من الصلب.
3.Martensitic - تشبه هذه الفولاذ أنواع الصلب الحديدي في كونها مبنية على Chromium ولكنها ترتفع مستويات الكربون فيها بنسبة 1٪. هذا يسمح لهم بالتصلب والصلابة مثل الكربون والفولاذ المنخفض سبيكة. يتم استخدامها عند الحاجة إلى قوة عالية ومقاومة معتدلة للتآكل. أنها أكثر شيوعا في المنتجات الطويلة مما كانت عليه في شكل ورقة ولوحة. لديهم عموما لحام منخفضة وقابليتها للتشكيل. هم المغناطيسي.
4.Duplex - تحتوي هذه الفولاذ على بنية مجهرية تقريبًا 50٪ من الحديد و 50٪ من الأوستنيتي. هذا يعطيهم قوة أعلى من الفولاذ أو الحديد الأوستنيتي. أنها مقاومة للتآكل الإجهاد تكسير. تتم صياغة ما يسمى بالفولاذ "المزدوج العجاف" بحيث يكون له مقاومة تآكل مماثلة للفولاذ الأوستنيتي القياسي ولكن مع قوة معززة ومقاومة للتآكل الإجهاد تكسير. عزز الفولاذ "Superduplex" القوة والمقاومة لجميع أشكال التآكل مقارنة مع الفولاذ الأوستنيتي القياسي. إنها قابلة للحام ولكنها تحتاج إلى عناية في اختيار المواد الاستهلاكية للحام وإدخال الحرارة. لديهم القابليه للتشكيل المعتدل. وهي مغناطيسية ولكنها ليست بنفس درجة الدرجات الحديديّة والميتينسيتيكية والـ PH بسبب المرحلة الأوستنيتية 50٪.
5.Prec هطول الأمطار (PH) - يمكن لهذه الفولاذ تطوير قوة عالية جدا عن طريق إضافة عناصر مثل النحاس والنيوبيوم والألومنيوم على الصلب. من خلال المعالجة الحرارية المناسبة "للشيخوخة" ، تتشكل جزيئات دقيقة جدًا في مصفوفة الفولاذ التي تضفي قوة. يمكن تشكيل هذه الفولاذات إلى أشكال معقدة تمامًا تتطلب تحملًا جيدًا قبل معالجة الشيخوخة النهائية نظرًا لوجود تشويه بسيط من العلاج النهائي. هذا على النقيض من التصلب والتلطيف التقليدي في فولاذ martensitic حيث يكون التشويه أكثر من مشكلة. مقاومة التآكل قابلة للمقارنة مع الفولاذ الأوستنيتي القياسي مثل 1.4301 (304).

 الأشكال الأكثر شيوعا للتآكل في الفولاذ المقاوم للصدأ هي:

تأليب التأكل - يمكن أن تتعرض الطبقة السلبية على الفولاذ المقاوم للصدأ لهجوم من بعض الأنواع الكيميائية. يعد كلوريد أيون الكلور أكثر هذه العناصر شيوعًا ويوجد في المواد اليومية مثل الملح والتبييض. يتم تجنب تآكل الحفر عن طريق التأكد من أن الفولاذ المقاوم للصدأ لا يتلامس لفترة طويلة مع المواد الكيميائية الضارة أو عن طريق اختيار درجة من الفولاذ أكثر مقاومة للهجوم. يمكن تقييم مقاومة تآكل الحفر باستخدام رقم مكافئ مقاومة التأليب المحسوب من محتوى السبائك.
التآكل المائل - يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ تزويدًا بالأكسجين للتأكد من أن الطبقة المنفعلة يمكن أن تتشكل على السطح. في الشقوق الضيقة للغاية ، لا يمكن للأكسجين دائمًا الوصول إلى سطح الفولاذ المقاوم للصدأ مما يجعله عرضة للهجوم. يتم تجنب تآكل شق طريق ختم الشقوق مع مانع التسرب المرن أو باستخدام درجة أكثر مقاومة للتآكل.
التآكل العام - عادة ، لا يتآكل الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل موحد كما يفعل الفولاذ الكربوني وسبائك الصلب. ومع ذلك ، في بعض المواد الكيميائية ، وخاصة الأحماض ، قد تتعرض الطبقة المنفعلة للهجوم بشكل موحد اعتمادًا على التركيز ودرجة الحرارة ويتم توزيع فقد المعدن على كامل سطح الصلب. حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك في بعض التركيزات هي عدوانية خاصة تجاه الفولاذ المقاوم للصدأ.
تكسير تآكل الإجهاد (SCC) - هذا شكل نادر نسبياً من التآكل يتطلب مزيجًا محددًا جدًا من إجهاد الشد ودرجة الحرارة والتآكل ، وغالبًا ما يكون أيون الكلورايد ، لكي يحدث. التطبيقات النموذجية حيث يمكن أن يحدث SCC هي خزانات المياه الساخنة وحمامات السباحة. ويرتبط شكل آخر يعرف باسم تكسير تآكل كبريتيد الإجهاد (SSCC) بكبريتيد الهيدروجين في استكشاف وإنتاج النفط والغاز.
التآكل الحبيبي - هذا الآن شكل نادر جدًا من أشكال التآكل. إذا كان مستوى الكربون في الفولاذ مرتفعًا جدًا ، فيمكن أن يتحد الكروم مع الكربون لتكوين كربيد الكروم. يحدث هذا في درجات حرارة تتراوح بين حوالي 450-850 درجة مئوية. وتسمى هذه العملية أيضًا التحسس وتحدث عادةً أثناء اللحام. يتم تقليل الكروم المتاح لتشكيل الطبقة السلبية بشكل فعال ويمكن أن يحدث التآكل. يتم تجنبه باختيار درجة كربون منخفضة ما يسمى بالدرجات "L" أو باستخدام فولاذ مع التيتانيوم أو النيوبيوم الذي يتحد بشكل تفضيلي مع الكربون.
التآكل الجلفاني - إذا كان معدنان غير متماثلين على اتصال مع بعضهما البعض ومع إلكتروليت مثل الماء أو محلول آخر ، فمن الممكن إنشاء خلية جلفانية. هذا يشبه إلى حد ما البطارية ويمكنه تسريع تآكل المعدن الأقل "نبلاً". يمكن تجنبه عن طريق فصل المعادن بعازل غير معدني مثل المطاط.

على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر مقاومة للتآكل من الكربون العادي أو سبائك الفولاذ ، إلا أنه في بعض الظروف يمكن أن يتآكل. إنه "أقل وصمة عار" وليس "مستحيل وصمة عار". في الغلاف الجوي العادي أو البيئات القائمة على الماء ، لن يتآكل الفولاذ المقاوم للصدأ كما يتضح من وحدات الأحواض المنزلية وأدوات المائدة والمقالي وأسطح العمل.

هناك وجهة نظر شائعة على نطاق واسع بأن الفولاذ المقاوم للصدأ اكتشف في 1913 من قبل عالم المعادن في شيفيلد هاري بريلي. كان يجرب أنواعًا مختلفة من الصلب بحثًا عن أسلحة ولاحظ أن فولاذ 13٪ Chromium لم يتآكل بعد عدة أشهر.