Ներածություն. Չժանգոտվող պողպատի որոշիչ տարրը
Չժանգոտվող պողպատը սահմանվում է որպես բարձր լեգիրված պողպատ, որը պարունակում է նվազագույնը 10,5% քրոմ և առավելագույն ածխածնի պարունակություն 1,2%: Այս քրոմի հավելումը այն կարևոր գործոնն է, որն ապահովում է իր բացառիկ կոռոզիոն դիմադրությունը: Երբ քրոմը գերազանցում է մոտավորապես 10%-ը, պողպատի մակերեսին ձևավորվում է կայուն, ինքնավերականգնվող պասիվ թաղանթ՝ խոնավացված քրոմի հիդրօքսիդի բարակ, ոչ բյուրեղային շերտ: Այս պասիվ թաղանթը, որը սովորաբար ունի ընդամենը մոտ 3 նանոմետր հաստություն, գործում է որպես անթափանց պատնեշ քայքայիչ տարրերի դեմ: Եթե այս թաղանթը վնասված է, այն ինքնաբերաբար վերականգնվում է թթվածնի առկայության դեպքում՝ թույլ տալով չժանգոտվող պողպատին պահպանել իր կոռոզիոն դիմադրությունը և էսթետիկ տեսքը նույնիսկ մշակումից կամ քայքայումից հետո: Ելնելով իրենց մետալուրգիական կառուցվածքից՝ չժանգոտվող պողպատները դասակարգվում են հինգ հիմնական ընտանիքների՝ ավստենիտիկ, ֆերիտային, մարտենզիտային, դուպլեքս և տեղումներից կարծրացնող չժանգոտվող պողպատներ։
Austenitic Stainless Steels. The բազմակողմանի Workhorse
Austenitic չժանգոտվող պողպատները ամենաշատ օգտագործվող ընտանիքն են, որոնք կազմում են համաշխարհային արտադրության ավելի քան 70% -ը: Դրանք որոշվում են դեմքի կենտրոնացված խորանարդ (FCC) բյուրեղային կառուցվածքով, որը կայունանում է նիկելի ավելացմամբ, որը սովորաբար կազմում է 8-20% քրոմի հիմքում: Այս կառուցվածքը տալիս է բացառիկ հատկություններ, ներառյալ հիանալի կոռոզիոն դիմադրություն, բարձր ճկունություն, ակնառու զոդում և պատրաստման հեշտություն: Որոշիչ բնութագիրը նրանց ոչ մագնիսական բնույթն է եռացված վիճակում: Այս պողպատները չեն կարող կարծրանալ ջերմային մշակմամբ. փոխարենը դրանք ամրապնդվում են սառը աշխատանքի միջոցով: Առավել խորհրդանշական աստիճանը 304-ն է (18% Cr, 8% Ni), որը հայտնի է իր գերազանց ընդհանուր կոռոզիոն դիմադրությամբ, լավ ձևավորելիությամբ և եռակցվածությամբ: Այն կիրառությունների համար, որոնք պահանջում են ուժեղացված դիմադրություն փոսերի և ճեղքերի կոռոզիայի նկատմամբ, հատկապես քլորիդային միջավայրերում, նախընտրելի է 316-ը, որը պարունակում է 2-3% մոլիբդեն: Ցածր ածխածնային տարբերակները, ինչպիսիք են 304L և 316L, նախատեսված են եռակցված կիրառությունների համար՝ նվազագույնի հասցնելու միջգրանուլային կոռոզիայի ռիսկը: Իրենց համապարփակ կատարողականության շնորհիվ ավստենիտիկ դասարանները կարևոր են արդյունաբերության լայն շրջանակում, ներառյալ սննդի և խմիչքների վերամշակումը, քիմիական սարքավորումները, ճարտարապետական կիրառությունները և բժշկական տեխնոլոգիաները:
Ֆերիտիկ չժանգոտվող պողպատներ. մագնիսական և ծախսարդյունավետ այլընտրանք
Ֆերիտիկ չժանգոտվող պողպատները բնութագրվում են մարմնի կենտրոնացված խորանարդ (BCC) բյուրեղային կառուցվածքով և, ինչպես մաքուր երկաթը սենյակային ջերմաստիճանում, մագնիսական են: Դրանք պարունակում են քրոմի պարունակություն՝ տատանվում է 10,5%-ից մինչև 18% և ունեն շատ ցածր ածխածնի պարունակություն: Առավել լայնորեն օգտագործվող դասակարգը տիպ 430-ն է: Ֆերիտիկ պողպատներն առաջարկում են միջինից լավ կոռոզիոն դիմադրություն, որը մեծանում է քրոմի պարունակությամբ: Հիմնական առավելությունը նրանց դիմադրությունն է քլորիդից առաջացած սթրեսային կոռոզիայից ճաքերի նկատմամբ, մի խնդիր, որը կարող է պատուհասել ավստենիտիկ դասարանները որոշակի միջավայրերում: Նրանք չեն կարող կարծրանալ ջերմային մշակմամբ և միշտ օգտագործվում են եռացված վիճակում: Թեև ընդհանուր առմամբ ավելի ցածր գնով, քան ավստենիտիկ պողպատները, դրանք ունեն սահմանափակումներ, ներառյալ կրճատված ճկունությունը, ձևավորությունը և եռակցումը: Չնայած այս դժվարություններին, ֆերիտի աստիճանները լայնորեն օգտագործվում են ավտոմոբիլային հարդարման, ճարտարապետական կիրառման և կենցաղային տեխնիկայի մեջ, ինչպիսիք են աման լվացող մեքենաները և հագուստի չորանոցները:
Martensitic չժանգոտվող պողպատներ. ուժ ջերմային մշակման միջոցով
Մարտենզիտիկ չժանգոտվող պողպատները եզակի են ջերմային մշակման միջոցով կարծրանալու և ամրանալու ունակությամբ, ինչպես ածխածնային և ցածր լեգիրված պողպատները: Իրենց հալված վիճակում նրանք ունեն BCC կառուցվածք, որը նման է ֆերիտիկներին: Այնուամենայնիվ, երբ բարձր ջերմաստիճանից արագ սառչում է (մարում), կառուցվածքը վերածվում է մարմնի կենտրոնացված քառանկյունի (BCT) մարտենզիտի: Հիմնական համաձուլվածքային տարրը քրոմն է, սովորաբար 12-15%, ավելի բարձր ածխածնի պարունակությամբ, քան ֆերիտիկ դասարանները: Այս համադրությունը թույլ է տալիս նրանց հասնել շատ բարձր ամրության և կարծրության, որոշ աստիճանների հասնելով 60 HRC-ի, ավելի ցածր ճկունության և ամրության գնով: Նրանք ունեն չափավոր կոռոզիոն դիմադրություն, որն ընդհանուր առմամբ ավելի ցածր է, քան austenitic կամ ferritic դասարանները: Ընդհանուր դասակարգերը ներառում են 410, 420 և 440, որոնք օգտագործվում են մաշվածության դիմադրություն և չափավոր կոռոզիոն դիմադրություն պահանջող ծրագրերում, ինչպիսիք են դանակներ, վիրաբուժական գործիքներ, տուրբինի շեղբեր և կրողներ:
Դուպլեքս չժանգոտվող պողպատներ. համատեղելով երկու աշխարհների լավագույնը
Դուպլեքս չժանգոտվող պողպատները սահմանվում են երկֆազային միկրոկառուցվածքով, որը պարունակում է ավստենիտի և ֆերիտի մոտավորապես հավասար համամասնություններ, որոնցից ոչ մեկը չի կազմում ընդհանուրի 30%-ից պակաս: Այս եզակի կառուցվածքը թույլ է տալիս նրանց համատեղել երկու ընտանիքների ուժեղ կողմերը. նրանք առաջարկում են մոտավորապես կրկնակի բարձր ելքի ուժ, քան ստանդարտ աուստենիտիկ դասարանները՝ պահպանելով լավ ճկունություն և ամրություն: Նրանք նաև գերազանց դիմադրություն են ապահովում փոսերի, ճեղքերի կոռոզիայից և, ամենակարևորը, քլորիդային սթրեսի կոռոզիայից ճաքերին: Առավել հաճախ օգտագործվող դասարանը 2205-ն է (22% Cr, 5% Ni), որն առաջարկում է ավելի լավ կոռոզիոն դիմադրություն, քան 316L-ը շատ լրատվամիջոցներում: Թեև դուպլեքս պողպատներն ավելի թանկ են, քան ստանդարտ ֆերիտիկ դասակարգերը և ունեն սպասարկման ջերմաստիճանի սահմանափակումներ (սովորաբար 300°C-ից ցածր), դրանք ընտրված նյութ են նավթի և գազի, քիմիական վերամշակման, ծովային և ցելյուլոզայի և թղթի արդյունաբերության մեջ պահանջկոտ կիրառությունների համար:
Տեղումներ-կարծրացնող չժանգոտվող պողպատներ
Տեղումների կարծրացման (PH) չժանգոտվող պողպատները ձեռք են բերում բարձր ամրության և կոռոզիոն դիմադրության բացառիկ համադրություն՝ մասնագիտացված ջերմային մշակման գործընթացի միջոցով: Ի տարբերություն մարտենզիտի տեսակների, որոնք կարծրացվում են բացառապես մարման և ջերմության ցիկլով, PH-ի դասակարգերն ուժեղանում են գերհագեցած պինդ լուծույթից մանր մասնիկների տեղումներով: Ամենատարածված և լայնորեն ճանաչված PH դասակարգը 17-4 PH (UNS S17400) է, որը մարտենսիտային տեղումներից կարծրացնող պողպատ է: Այս դասարանն առաջարկում է բարձր ամրության, լավ ամրության և գերազանց կոռոզիոն դիմադրության եզակի համադրություն, ինչը հարմար է դարձնում օդատիեզերական, քիմիական և ընդհանուր ինժեներական բաղադրիչների լայն շրջանակի համար, որտեղ ստանդարտ մարտենզիտային դասակարգերի կատարումը անբավարար է: Այլ PH դասակարգերը ներառում են կիսաավստենիտիկ և աուստենիտիկ տեսակներ, ինչպիսիք են 17-7 PH և A-286:
