-
Q
'Vyeti vingi' ni nini?
AHapa ndipo kundi la chuma hukutana na vipimo au daraja zaidi ya moja. Ni njia ya kuruhusu maduka yanayoyeyuka kuzalisha chuma cha pua kwa ufanisi zaidi kwa kuzuia idadi ya aina tofauti za chuma. Muundo wa kemikali na sifa za kiufundi za chuma zinaweza kufikia zaidi ya daraja moja ndani ya kiwango sawa au katika viwango kadhaa. Hii pia inaruhusu wenye hisa kupunguza viwango vya hisa.
Kwa mfano, ni kawaida kwa 1.4401 na 1.4404 (316 na 316L) kuthibitishwa mara mbili - hiyo ni maudhui ya kaboni ni chini ya 0.030%. Chuma kilichoidhinishwa kwa viwango vya Ulaya na Marekani pia ni kawaida. -
Q
Ni faini gani za uso zinapatikana kwenye chuma cha pua?
AKuna aina nyingi tofauti za kumaliza uso kwenye chuma cha pua. Baadhi ya hizi hutoka kwenye kinu lakini nyingi huwekwa baadaye wakati wa kuchakatwa, kwa mfano faini zilizong'olewa, zilizopigwa mswaki, zilizolipuliwa, zilizochongwa na zenye rangi.
Umuhimu wa kumaliza uso katika kuamua upinzani wa kutu wa uso wa chuma cha pua hauwezi kusisitizwa. Upeo mbaya wa uso unaweza kupunguza upinzani wa kutu kwa kiwango cha chini cha chuma cha pua. -
Q
Je, ninaweza kutumia chuma cha pua kwenye joto la juu?
AAina mbalimbali za chuma cha pua hutumiwa katika safu nzima ya joto kutoka kwa mazingira hadi 1100 deg C. Uchaguzi wa daraja hutegemea mambo kadhaa:
Kiwango cha juu cha joto cha uendeshaji
Wakati wa joto, asili ya mzunguko wa mchakato
Aina ya anga, vioksidishaji , kupunguza, sulphidising, carburising.
Mahitaji ya nguvu
Katika viwango vya Ulaya, tofauti hufanywa kati ya chuma cha pua na chuma cha kupinga joto. Walakini, tofauti hii mara nyingi huwa na ukungu na ni muhimu kuzizingatia kama safu moja ya vyuma.
Kuongezeka kwa viwango vya Chromium na silikoni huongeza upinzani wa oxidation. Kuongezeka kwa kiasi cha Nickel huongeza upinzani wa carburisation. -
Q
Je, ninaweza kutumia chuma cha pua kwa joto la chini?
AVyuma vya pua vya Austenitic hutumika sana kwa huduma hadi chini kama joto la kioevu la heliamu (-269 deg C). Hii inatokana kwa kiasi kikubwa na ukosefu wa mpito uliobainishwa wazi kutoka kwa ductile hadi brittle fracture katika kupima ugumu wa athari.
Ugumu hupimwa kwa kuathiri sampuli ndogo na nyundo inayozunguka. Umbali ambao nyundo husogea baada ya athari ni kipimo cha ukakamavu. Kadiri umbali unavyopungua ndivyo chuma kinavyokuwa kigumu zaidi kwani nishati ya nyundo hufyonzwa na sampuli. Ugumu hupimwa kwa Joules (J). Maadili ya chini ya ugumu yanabainishwa kwa programu tofauti. Thamani ya 40 J inachukuliwa kuwa inafaa kwa hali nyingi za huduma.
Vyuma vilivyo na miundo ya feri au martensitic huonyesha mabadiliko ya ghafla kutoka kwa ductile (salama) hadi kuvunjika kwa brittle (isiyo salama) juu ya tofauti ndogo ya joto. Hata chuma bora zaidi kati ya hizi huonyesha tabia hii kwa joto la juu kuliko -100 deg C na katika hali nyingi tu chini ya sifuri.
Kinyume chake vyuma vya austenitic vinaonyesha tu kushuka kwa kasi kwa thamani ya ugumu wa athari na bado viko juu ya 100 J saa -196 deg C.
Sababu nyingine katika kuathiri uchaguzi wa chuma kwa joto la chini ni uwezo wa kupinga mabadiliko kutoka kwa austenite hadi martensite. -
Q
Je, chuma cha pua si cha sumaku?
AInasemekana kuwa "chuma cha pua sio sumaku". Hii sio kweli kabisa na hali halisi ni ngumu zaidi. Kiwango cha majibu ya sumaku au upenyezaji wa sumaku kinatokana na muundo mdogo wa chuma. Nyenzo isiyo ya sumaku kabisa ina upenyezaji wa sumaku wa 1. Miundo ya Austenitic haina sumaku kabisa na kwa hivyo chuma cha pua cha austenitic 100% kitakuwa na upenyezaji wa 1. Kwa mazoezi hii haijafikiwa. Kuna daima kiasi kidogo cha ferrite na/au martensite katika chuma na hivyo maadili ya upenyezaji daima ni juu ya 1. Maadili ya kawaida ya chuma cha pua cha austenitic yanaweza kuwa katika mpangilio wa 1.05 - 1.1.
Inawezekana kwa upenyezaji wa sumaku wa vyuma vya austenitic kubadilishwa wakati wa usindikaji. Kwa mfano, kazi ya baridi na kulehemu ni wajibu wa kuongeza kiasi cha martensite na ferrite kwa mtiririko huo katika chuma. Mfano unaojulikana ni katika sinki la chuma cha pua ambapo kifereji cha bapa kina mwitikio mdogo wa sumaku ilhali bakuli lililoshinikizwa lina mwitikio wa juu zaidi kutokana na uundaji wa martensite hasa kwenye pembe.
Kwa maneno ya vitendo, chuma cha pua cha austenitic hutumiwa kwa matumizi "yasiyo ya sumaku", kwa mfano imaging resonance magnetic (MRI). Katika hali hizi, mara nyingi ni muhimu kukubaliana upenyezaji wa juu wa sumaku kati ya mteja na muuzaji. Inaweza kuwa chini kama 1.004.
Vyuma vya Martensitic, ferritic, duplex na ugumu wa mvua ni sumaku. -
Q
Je, kuna aina ngapi za chuma cha pua?
AChuma cha pua kawaida hugawanywa katika aina 5:
1.Ferritic - Vyuma hivi vinatokana na Chromium yenye kiasi kidogo cha Carbon kawaida chini ya 0.10%. Vyuma hivi vina muundo mdogo sawa na kaboni na aloi za chini. Kawaida ni mdogo katika matumizi kwa sehemu nyembamba kwa sababu ya ukosefu wa ugumu katika welds. Hata hivyo, ambapo kulehemu haihitajiki, hutoa aina mbalimbali za maombi. Hawawezi kuwa ngumu na matibabu ya joto. Vyuma vya juu vya Chromium vilivyo na nyongeza za Molybdenum vinaweza kutumika katika hali zenye fujo kama vile maji ya bahari. Vyuma vya feri pia huchaguliwa kwa upinzani wao wa kusisitiza kupasuka kwa kutu. Hazifanyiki kama vyuma vya pua vya austenitic. Wao ni sumaku.
2.Austenitic - Vyuma hivi ndivyo vinavyojulikana zaidi. Muundo wao mdogo unatokana na kuongezwa kwa Nickel, Manganese na Nitrojeni. Ni muundo sawa na hutokea katika vyuma vya kawaida kwa joto la juu zaidi. Muundo huu huwapa vyuma hivi mchanganyiko wao wa tabia ya weldability na formability. Upinzani wa kutu unaweza kuimarishwa kwa kuongeza Chromium, Molybdenum na Nitrojeni. Haziwezi kuwa ngumu kwa matibabu ya joto lakini zina sifa muhimu ya kuweza kufanya kazi ngumu hadi viwango vya juu vya nguvu huku zikihifadhi kiwango muhimu cha udugu na ukakamavu. Vyuma vya kawaida vya austenitic vinaweza kuathiriwa na kupasuka kwa kutu. Vyuma vya juu vya nikeli austenitic vimeongeza upinzani dhidi ya mpasuko wa kutu. Kwa jina, hazina sumaku lakini kwa kawaida huonyesha mwitikio wa sumaku kulingana na muundo na ugumu wa kazi ya chuma.
3.Martensitic - Vyuma hivi ni sawa na vyuma vya ferritic kwa kuwa msingi wa Chromium lakini vina viwango vya juu vya Carbon hadi 1%. Hii inaziruhusu kuwa ngumu na hasira kama vile vyuma vya kaboni na aloi ya chini. Zinatumika ambapo nguvu ya juu na upinzani wa wastani wa kutu inahitajika. Wao ni kawaida zaidi katika bidhaa za muda mrefu kuliko katika fomu ya karatasi na sahani. Kwa ujumla wana weldability chini na formability. Wao ni magnetic.
4.Duplex - Vyuma hivi vina muundo mdogo ambao ni takriban 50% ya ferritic na 50% austenitic. Hii inawapa nguvu ya juu kuliko vyuma vya ferritic au austenitic. Wao ni sugu kwa mkazo wa kupasuka kwa kutu. Vyuma vinavyoitwa "duplex konda" vimeundwa ili kuwa na upinzani wa kutu kulinganishwa na vyuma vya kawaida vya austenitic lakini kwa nguvu iliyoimarishwa na upinzani dhidi ya mkazo wa kupasuka kwa kutu. Vyuma vya "Superduplex" vimeongeza nguvu na upinzani dhidi ya aina zote za kutu ikilinganishwa na vyuma vya kawaida vya austenitic. Wao ni weldable lakini wanahitaji huduma katika uteuzi wa vifaa vya kulehemu na pembejeo ya joto. Wana umbile la wastani. Ni za sumaku lakini si nyingi kama daraja za feri, martensitic na PH kutokana na awamu ya austenitic ya 50%.
5.Kuimarisha mvua (PH) - Vyuma hivi vinaweza kukuza nguvu ya juu sana kwa kuongeza vipengele kama vile Shaba, Niobium na Alumini kwenye chuma. Kwa matibabu ya joto ya "kuzeeka" yanafaa, chembe nzuri sana huunda kwenye tumbo la chuma ambalo hutoa nguvu. Vyuma hivi vinaweza kutengenezwa kwa maumbo tata kabisa yanayohitaji ustahimilivu mzuri kabla ya matibabu ya mwisho ya uzee kwani kuna upotoshaji mdogo kutoka kwa matibabu ya mwisho. Hii ni tofauti na ugumu wa kawaida na ukali katika vyuma vya martensitic ambapo upotoshaji ni tatizo zaidi. Upinzani wa kutu unalinganishwa na vyuma vya kawaida vya austenitic kama 1.4301 (304). -
Q
Ni aina gani za kutu zinaweza kutokea katika chuma cha pua?
AAina za kawaida za kutu katika chuma cha pua ni:
Kutu ya shimo - Safu tulivu kwenye chuma cha pua inaweza kushambuliwa na spishi fulani za kemikali. Ioni ya kloridi Cl- ndiyo inayojulikana zaidi kati ya hizi na hupatikana katika vifaa vya kila siku kama vile chumvi na bleach. Kutua kwa shimo huepukwa kwa kuhakikisha kuwa chuma cha pua hakigusani kwa muda mrefu na kemikali hatari au kwa kuchagua kiwango cha chuma ambacho ni sugu zaidi kwa kushambuliwa. Upinzani wa kutu wa shimo unaweza kutathminiwa kwa kutumia Nambari Sawa ya Upinzani wa Pitting iliyohesabiwa kutoka kwa yaliyomo kwenye aloi.
Kutu ya mwanya - Chuma cha pua kinahitaji ugavi wa oksijeni ili kuhakikisha kwamba safu ya passiv inaweza kuunda juu ya uso. Katika nyufa zinazobana sana, si mara zote inawezekana kwa oksijeni kupata ufikiaji kwenye uso wa chuma cha pua na hivyo kusababisha kuwa katika hatari ya kushambuliwa. Uharibifu wa mipasuko huepukwa kwa kuziba mianya kwa kutumia kitanzi kinachonyumbulika au kwa kutumia daraja linalostahimili kutu.
Kutu kwa ujumla - Kwa kawaida, chuma cha pua hakituki kwa usawa kama vile chuma cha kawaida cha kaboni na aloi. Hata hivyo, pamoja na baadhi ya kemikali, hasa asidi, safu ya passiv inaweza kushambuliwa kwa usawa kulingana na ukolezi na halijoto na upotevu wa chuma husambazwa juu ya uso mzima wa chuma. Asidi ya hidrokloriki na asidi ya sulfuriki katika viwango fulani ni fujo haswa kuelekea chuma cha pua.
Stress corrosion cracking (SCC) - Hii ni aina ya nadra sana ya kutu ambayo inahitaji mchanganyiko mahususi wa mkazo wa hali ya juu, halijoto na spishi zinazoweza kutu, mara nyingi ayoni ya kloridi, ili kutokea. Matumizi ya kawaida ambapo SCC inaweza kutokea ni matangi ya maji ya moto na mabwawa ya kuogelea. Aina nyingine inayojulikana kama kupasuka kwa kutu ya sulfidi (SSCC) inahusishwa na salfa hidrojeni katika utafutaji na uzalishaji wa mafuta na gesi.
Intergranular corrosion - Hii sasa ni aina ya nadra ya kutu. Ikiwa kiwango cha Carbon katika chuma ni cha juu sana, Chromium inaweza kuunganishwa na Carbon kuunda Chromium Carbide. Hii hutokea kwa joto kati ya 450-850 deg C. Utaratibu huu pia huitwa uhamasishaji na kwa kawaida hutokea wakati wa kulehemu. Chromium inayopatikana kuunda safu ya passiv imepunguzwa kwa ufanisi na kutu inaweza kutokea. Inaweza kuepukwa kwa kuchagua kiwango cha chini cha kaboni kinachojulikana kama alama za 'L' au kwa kutumia chuma kilicho na Titanium au Niobium ambacho kinachanganya na Carbon.
Kutu ya galvani - Ikiwa metali mbili zinazofanana zimegusana na kwa elektroliti kwa mfano maji au suluhisho lingine, inawezekana kwa seli ya galvanic kusanidiwa. Hii ni kama betri na inaweza kuharakisha ulikaji wa metali 'isiyo bora'. Inaweza kuepukwa kwa kutenganisha metali na kizio kisicho na metali kama vile mpira. -
Q
Je, chuma cha pua kina kutu?
AIngawa chuma cha pua ni sugu zaidi kwa kutu kuliko vyuma vya kawaida vya kaboni au aloi, katika hali fulani kinaweza kuharibika. Ni 'isiyo na doa' si 'haiwezekani doa'. Katika mazingira ya kawaida ya angahewa au maji, chuma cha pua hakita kutu kama inavyoonyeshwa na sinki za nyumbani, visu, sufuria na sehemu za kazi.
-
Q
Chuma cha pua kiligunduliwa lini?
AKuna maoni mengi kwamba chuma cha pua kiligunduliwa mwaka wa 1913 na mtaalamu wa metallurgist wa Sheffield Harry Brearley. Alikuwa akifanya majaribio ya aina tofauti za chuma kwa ajili ya silaha na aligundua kuwa chuma cha Chromium cha 13% hakikuwa na kutu baada ya miezi kadhaa.