عناصر تشکیل دهنده فولاد زنگ نزن آستنیتی

عناصر تشکیل دهنده فولاد زنگ نزن آستنیتی

لوله فولادی ضد زنگ آلیاژی بر پایه آهن است که کسر جرمی عناصر آلیاژی آن از 12% تا بیش از 50% می باشد. عناصر آلیاژی بر پایداری فازهای آستنیت، فریت و مارتنزیت تأثیر می‌گذارند و در نتیجه بر رابطه تعادل بین فازهای مربوط به پایداری تأثیر می‌گذارند. عناصر اضافه شده به فولاد ضد زنگ را می توان به عناصر تشکیل دهنده فریت پایدار و عناصری که آستنیت پایدار را تشکیل می دهند تقسیم کرد. مارتنزیت یک محصول تبدیل فازی است که هنگام سرد شدن آستنیت از دمای بالا به دمای پایین تشکیل می شود. اگر آستنیت در دمای بالا تشکیل نشود، فاز مارتنزیت در دمای پایین به دست نمی آید.

لوله های فولادی زنگ نزن آستنیتی حاوی مقادیر بالای نیکل و سایر عناصر تشکیل دهنده آستنیت هستند که باعث تشکیل فاز آستنیت می شود و آن را در دمای اتاق یا حتی دماهای پایین تر پایدار می کند. لوله های بدون درز از جنس استنلس استیل فریتی حاوی عناصری هستند که تشکیل آستنیت را تضعیف می کنند، مانند محتوای بالای کروم، و فریت را به جزء فاز غالب تبدیل می کند. لوله فولادی ضد زنگ مارتنزیتی دارای ساختار آستنیتی در دماهای بالا می باشد. با این حال، این آستنیت ناپایدار است و در طول خنک شدن تغییر شکل می دهد. ریزساختار لوله های فولادی ضد زنگ را می توان با تعادل بین عناصر آستنیت ساز و عناصر تشکیل دهنده فریت کنترل کرد. تنظیم تعادل بین دو عنصر نقش مهمی در خواص مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی و جوش پذیری لوله های فولادی ضد زنگ دارد.
افزودن آلومینیوم، تیتانیوم، مس و مولیبدن به لوله های بدون درز فولاد ضد زنگ می تواند واکنش بارش را تقویت کرده و فولاد را تقویت کند. لوله‌های بدون درز فولاد ضد زنگ مارتنزیتی سخت‌شونده (PH) حاوی Cu، AI و Mo می‌توانند پس از عملیات حرارتی، قدرت تسلیم دمای اتاق بیش از 1375MPa (200k8i) را بدست آورند. لوله های بدون درز فولاد زنگ نزن آستنیتی اغلب حاوی تیتانیوم و آلومینیوم هستند تا فازهای بارش نیکل-تیتانیوم و نیکل-آلومینیوم را تشکیل دهند که عملکرد مشابهی با فازهای تقویت کننده بارش در سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل دارند. آلومینیوم یک فرم دهنده فریت در محلول جامد است، در حالی که مس یک سازنده آستنیت ضعیف است. رسوبات با ترکیبات نزدیک به مس خالص را می توان برای تقویت فولادهای مارتنزیتی مانند فولاد 174PH استفاده کرد. عناصر تشکیل دهنده فریت عبارتند از: کروم، مولیبدن، سیلیکون، نیوبیم، تیتانیوم، آلومینیوم، وانادیم و تنگستن. عناصر تشکیل دهنده آستنیت عبارتند از: نیکل، منگنز، کربن، نیتروژن، مس و کبالت.