التحسين أجزاء صب الفولاذ المقاوم للصدأ يتضمن تحسين مقاومتها للتآكل وخواصها الميكانيكية العديد من الجوانب مثل اختيار المواد وتحسين عملية الصب وتكنولوجيا ما بعد المعالجة وتحليل سيناريوهات التطبيق. فيما يلي إجراءات التحسين المحددة والمسارات الفنية:
اختر مادة الفولاذ المقاوم للصدأ المناسبة
ضبط نسبة العناصر الرئيسية
زيادة محتوى الكروم (Cr) (18%-25%): تعزيز مقاومة الأكسدة ومقاومة التآكل للمسبوكات.
زيادة محتوى النيكل (Ni) (8%-12%): تحسين مقاومة المادة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي وتحسين المتانة.
إضافة عناصر التتبع الرئيسية
الموليبدينوم (Mo): يحسن بشكل كبير مقاومة التآكل والشقوق، ومناسب بشكل خاص للبيئات التي تحتوي على نسبة عالية من الكلوريد.
النيتروجين (N): يعزز القوة الميكانيكية ويحسن مقاومة التآكل المحلي.
التيتانيوم (Ti) أو النيوبيوم (Nb): يمنع التآكل الحبيبي، خاصة بعد اللحام.
اختر نوع الفولاذ وفقًا لسيناريو التطبيق
الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (مثل 304، 316): يتمتع بخصائص شاملة جيدة ومناسب لمعظم البيئات.
الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج (مثل 2205): يتمتع بقوة عالية ومقاومة ممتازة للتآكل، ومناسب للبيئات الكيميائية والبحرية.
الفولاذ المقاوم للصدأ المقوى بالترسيب (مثل 17-4PH): ممتاز في القوة العالية ومقاومة التآكل، ويمكن استخدامه في مجال الطيران والمجالات الطبية.
تحسين عملية الصب
تحسين نقاء المعادن
استخدم عمليات الصهر بالفراغ أو إعادة الصهر بالكهرباء لتقليل الغازات والشوائب في المواد وتحسين كثافة المسبوكات.
تحسين نظام الصب
التصميم الصحيح لروافع الصب وقنوات العادم لتقليل العيوب مثل المسام وتجويف الانكماش وتحسين جودة الصب.
التحكم في معدل التبريد
عن طريق ضبط مادة القالب أو وسط التبريد، يمكننا تجنب الحبوب الخشنة أو غير المستوية داخل الصب وتحسين تجانس المادة.
تكنولوجيا المحاكاة العددية
استخدم برامج محاكاة الكمبيوتر (مثل ProCAST) للتنبؤ بمجال درجة الحرارة وتوزيع الضغط أثناء عملية التصلب وتحسين خطة التصميم.
صقل الحبوب
تتم إضافة مصافي الحبوب (مثل العناصر الأرضية النادرة) أثناء عملية الصب لتحسين البنية المجهرية للصب، وبالتالي تحسين الخواص الميكانيكية ومقاومة التآكل.
تحسين عملية المعالجة الحرارية
علاج الحل
النقاط الرئيسية للعملية
يتم تسخين المسبوكة إلى درجة حرارة مناسبة (1050 درجة مئوية - 1150 درجة مئوية)، ويتم الحفاظ عليها لفترة كافية ثم يتم تبريدها بسرعة لإذابة الكربيدات واستعادة بنية الأوستينيت.
تحسينات في الأداء
القضاء على التآكل الحبيبي وتحسين مقاومة التآكل.
يتجانس البنية المجهرية، ويعزز المتانة وقوة الشد.
علاج الشيخوخة
نطاق التطبيق
بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بالترسيب، يتم إجراء معالجة التعتيق لترسيب مراحل التقوية، وبالتالي زيادة القوة والصلابة بشكل ملحوظ.
درجة الحرارة النموذجية
يمكن لعملية التعتيق عند 450 درجة مئوية -550 درجة مئوية تحسين الخواص الميكانيكية مع الحفاظ على صلابة معينة.
تكنولوجيا المعالجة السطحية
علاج التخميل
مبدأ
يتم تشكيل فيلم تخميل أكسيد الكروم المستقر على سطح الصب لتحسين مقاومة التآكل.
تحسين العملية
استخدم حمض النيتريك أو حمض الستريك أو حلول التخميل الأخرى الصديقة للبيئة في ظل ظروف زمنية ودرجة حرارة يتم التحكم فيها بشكل صارم.
طلاء أو حماية الطلاء
التقنيات شائعة الاستخدام
طلاء النيكل أو الكروم بالكهرباء على سطح المسبوكة لتعزيز مقاومة السطح للتآكل.
استخدم الطلاءات المفلورة أو الطلاءات الخزفية للتعامل مع البيئات شديدة التآكل.
أشياء يجب ملاحظتها
يجب أن يكون سمك الطلاء موحدًا لتجنب التآكل بسبب الضعف الموضعي.
تقوية ميكانيكية
طلقة نارية
من خلال رش الجسيمات ذات الصلابة العالية، يتم تحسين حالة الإجهاد المتبقي على السطح، وتحسين قوة الكلال ومقاومة التآكل.
التلميع الكهربائي
يحسن تشطيب السطح ويقلل من التشققات السطحية والعيوب المجهرية، مما يساعد على تقليل احتمالية التآكل الموضعي.
الاختبار ومراقبة الجودة
اختبار غير مدمر
اختبار الموجات فوق الصوتية: تحديد العيوب الداخلية في المسبوكات مثل المسام والشقوق للتأكد من إحكامها الداخلي.
الفحص بالأشعة السينية: التحقق من وجود عيوب مخفية في المصبوبات الهيكلية المعقدة، خاصة للأجزاء عالية الدقة.
اختبار أداء التآكل
اختبار رش الملح: يحاكي مقاومة التآكل في البيئات شديدة التآكل.
تجربة التآكل الكهروكيميائي: تحديد معلمات الأداء الكهروكيميائي للمسبوكات (مثل إمكانية مقاومة التآكل) لتقييم مقاومة التآكل للمادة.
اختبار الخصائص الميكانيكية
اختبار الشد: اختبار قوة الشد والليونة للمسبوكات.
اختبار التأثير: خاصة في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، لتقييم صلابة المسبوكات.
تصميم التطبيق والتحسين
الأمثل لبيئة الاستخدام
الصناعة الكيميائية: استخدم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عالي الموليبدينوم (مثل 316L) للتعامل مع البيئات الحمضية والقلوية العالية.
المجال البحري: استخدم الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج لمنع التآكل والشقوق.
صناعة المواد الغذائية: استخدم الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون (مثل 304L) لتقليل التآكل الحبيبي في منطقة اللحام.
تحسينات التصميم الهيكلي
تقليل تركيز الإجهاد: تحسين شكل الصب لتجنب التآكل الموضعي أو الشقوق في الزوايا الحادة والمناطق الانتقالية.
تقليل اختلافات سمك الجدار: الحفاظ على سمك جدار موحد وتقليل تأثير الإجهاد الحراري على مقاومة التآكل.
من خلال الاختيار العلمي للمواد، وتحسين عمليات الصب، وتعزيز المعالجة الحرارية والمعالجة السطحية، يمكن تحسين مقاومة التآكل والخصائص الميكانيكية لمسبوكات الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل كبير. وفي الوقت نفسه، ينبغي تصميم حلول التحسين بناءً على سيناريوهات استخدام محددة ومتطلبات الأداء لتحقيق أفضل توازن بين فعالية التكلفة والأداء.
