في صناعات التصنيع الكيميائية والطاقة وبناء السفن وصناعة درجات الحرارة العالية ، أجزاء صب الفولاذ المقاوم للصدأ تستخدم على نطاق واسع في الأجزاء الرئيسية مثل الصمامات ، وعلب المضخة ، وموصلات الأنابيب. غالبًا ما تحتاج هذه الأجزاء إلى العمل لفترة طويلة في بيئات قاسية حيث تتعايش درجة الحرارة العالية والضغط العالي والوسائط المسببة للتآكل. لذلك ، أصبحت كيفية تحقيق الضمان المزدوج لقوة عالية وتآكل في ظل ظروف درجة الحرارة المرتفعة مشكلة أساسية في تصميم واختيار المسبوكات الفولاذ المقاوم للصدأ.
1. اختيار المواد يحدد أساس الأداء
يرتبط السبب في أن المسبوكات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الحفاظ على أداء جيد في درجات حرارة عالية يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتكوين السبائك المستخدمة. تشمل الفولاذ المقاوم للصدأ الشائع في درجة الحرارة:
الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (مثل CF8C ، 316 CAST): لديه مقاومة للأكسدة جيدة ومقاومة زحف ، مناسبة لظروف العمل فوق 600 ℃ ؛
الفولاذ المقاوم للصدأ دوبلكس (مثل CD3MN): يتمتع كل من مقاومة التآكل عالية القوة والكلوريد ، ومناسبة للبيئة البحرية والمعدات الكيميائية ؛
الفولاذ المقاوم للصدأ فيريتيك/مارتينسيتي (مثل 410sca): على الرغم من أن مقاومة التآكل أقل شأناً من الأوستينيت ، إلا أنها ذات قوة عالية وتكلفة منخفضة ، وتؤدي جيدًا في أقسام درجة حرارة متوسطة ومنخفضة.
من خلال اختيار أنواع السبائك العقلانية وتحسين محتوى العناصر مثل الكربون والنيكل والكروم والموليبدينوم ، يمكن تحسين مقاومة الأكسدة ومقاومة التآكل في درجات حرارة عالية مع ضمان قوة الشد.
2. تحسين الهيكل التنظيمي من خلال عملية الصب
لا يعتمد أداء مصبوب الفولاذ المقاوم للصدأ على المواد نفسها فحسب ، بل يعتمد أيضًا على عملية الصب. يمكن لتكنولوجيا صب الدقة الحديثة وتكنولوجيا الرمال تحسين أداء درجات الحرارة العالية بالطرق التالية:
التحكم في الصهر: استخدام ذوبان التعريفي الفراغي أو تقنية إعادة التثبيت الكهربائي لتقليل الادراج وتحسين نقاء المعادن ؛
صقل الحبوب: إضافة عناصر تتبع مثل التيتانيوم والنيوبيوم لتحسين بنية الحبوب وتعزيز مقاومة تشوه درجات الحرارة العالية ؛
تعزيز المعالجة الحرارية: تحسين البنية المجهرية من خلال علاج شيخوخة المعالجة ، وتحسين القوة واستقرار مقاومة التآكل ؛
المعالجة السطحية: مثل الخلايا الرملية والتخميل والتلميع والعمليات الأخرى لتعزيز كثافة السطح وتقليل نقاط بدء التآكل.
تعني هذه العملية العمل معًا لتمكين المسبوكات الفولاذ المقاوم للصدأ للحفاظ على الخواص الميكانيكية الممتازة والاستقرار الكيميائي في بيئات درجات الحرارة العالية.
3. التصميم الهيكلي تتكيف مع ظروف درجات الحرارة العالية
بالإضافة إلى المواد والعمليات ، يؤثر التصميم الهندسي للمسبوكات بشكل مباشر أيضًا على أداء الخدمة في ظل درجات حرارة عالية:
تعزيز الأضلاع وهياكل الدعم: تحسين الصلابة الكلية ومنع تشوه أو تركيز الإجهاد بسبب التمدد الحراري ؛
تحسين قناة التدفق: تقليل مقاومة التدفق المتوسط وتقليل خطر التآكل والتآكل المحلي ؛
التحكم الدقيق في الشفاه وأسطح الختم: ضمان اتصال ضيق في درجات حرارة عالية لتجنب التآكل أو الفشل الناجم عن التسرب ؛
احجز فجوة التمدد الحراري: منع التشويش أو التكسير الناجم عن التغيرات في درجة الحرارة.
تتيح اعتبارات التصميم هذه المسبوكات الفولاذ المقاوم للصدأ ليس فقط أمام التحديات الفيزيائية التي تجلبها درجات الحرارة المرتفعة ، ولكن أيضًا تقاوم التآكل الكيميائي بشكل فعال.
إن السبب وراء قيام المسبوكات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ تحقيق وحدة مقاومة عالية القوة والتآكل في ظل بيئات درجات الحرارة العالية يرجع إلى اختيار المواد العلمية ، وتكنولوجيا الصب المتقدمة والتصميم الهيكلي المعقول. لا يلتقي فقط بالمتطلبات الأساسية للخصائص الميكانيكية في ظل ظروف العمل المتطرفة ، ولكنها تظهر أيضًا قدرة ممتازة على التكيف في حماية التآكل الكيميائي.
من خلال تطوير تكنولوجيا هندسة درجات الحرارة العالية ، ستلعب مصبوب الفولاذ المقاوم للصدأ دورًا أكثر أهمية في الحفاظ على الطاقة وحماية البيئة ، والتصنيع الذكي وتصنيع المعدات الراقية ، مما يوفر دعمًا قويًا وموثوقًا للمكون الأساسي لمختلف معدات درجات الحرارة العالية .
