فولاذ مقاوم للصدأ

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
بوابة على شكل قوس مصنوعة من الصلب المقاوم للصدأ، في سانت لويس.
صفائح من الفولاذ المقاوم للصدأ تغطي مبنى كرايسلر في نيويورك.

الفولاذ المقاوم للصدأ أو الصلب المقاوم للصدأ (بالإنجليزية: Stainless Steel) هو سبيكة معدنية تحتوي على خليط من العناصر. فنسبة الحديد فيها لا تقل عن 50%، ونسبة الكروم لا تتجاوز 30%، ونسبة الكربون حد أدنى 11.5 %، بالإضافة إلى بعض العناصر التي تمثل حوالي 8.5% مثل النيكل والمولبيدنيوم لتحسين خواصه. وتكتسب مقاومتها للصدأ والتآكل بسبب تكوين طبقة رقيقة متماسكة وغير مرئية من أكسيد الكروم تلتصق بسطح المعدن وتقيه من التآكل، وتكون هذه الطبقة واقية بدرجة كافية كلما كانت نسبة الكروم في الفولاذ عالية.

عرف الفولاذ المقاوم للصدأ لأول مرة من قبل العالم بريلي في العام 1912 حيث استطاع الحصول على سبيكة تحتوي على (12-13٪) كروم لا تصدأ في الجو وفي أوساط أخرى وقد استعملت لصناعة أدوات المائدة ومنذ ذلك الحين وحتى الآن ظهرت أنواعا عديدة خصوصا تلك التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل بسبب وجود وسط قاس مساعد على التآكل مثل الأوساط الموجودة في الصناعات الكيماوية والبترولية.

هذا الاسم (صلب مقاوم للصدأ) ينبع من حقيقة أن الصلب (الفولاذ) المقاوم للصدأ لا يصدأ بتلك السهولة التي يصدأ بها الصلب الكربوني العادي، ولكنه في الحقيقة قابل للتآكل والصدأ عند ظروف خاصة، وتختلف مقاومته للصدأ باختلاف نسبة الكروم فيه، لذا فإنه من المهم اختيار النوع الصحيح من الصلب المقاوم للصدأ حسب التطبيق الذي سيستخدم فيه.

أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ[عدل]

يقسم الفولاذ المقاوم للصدأ حسب التركيب الميتالرجي إلى أربع مجاميع رئيسية تختلف عن بعضها البعض في مقاومتها للتآكل وخواصها الميكانيكية وكذلك كلفتها.

إن كل مجموعة تحوي على أنواع قياسية تختلف عن بعضها في التركيب الكيمياوي وكذا في استخداماتها، وكل نوع يشار إليه برقم يسمى الرقم الدال أو رقم الدلالة وحسب الأنظمة المختلفة مثل النظام الأمريكي الخاص بجمعية الحديد والفولاذ الأمريكية AISI.

الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسايتي[عدل]

تسمى هذه المجموعة بهذا الاسم لكونها لها القابلية على تكوين المارتنسايت عند تبريدها تبريدا سريعا من الحالة التي يكون تكوينها أوستنيت، أي من درجات الحرارة العالية. تتميز سبائك هذه المجموعة باحتوائها على الكربون ولها ممغنطة وقابلية اللحام منخفضة، ومقاومة تآكل معتدلة ،حيث أن مقاومة التآكل لسبائك هذه المجموعة هي أقل من سبائك المجموعتين الثانية والثالثة، كما أن مقاومة الشد والصلادة لها تكون عالية لذلك فهي تستخدم في الأغراض التي تتطلب مقاومة شد وصلادة عاليتين ومقاومة تآكل معتدلة نسبيا.

تستخدم في صناعة أجزاء الصمامات ومحامل الكريات مثل السبيكة 440 وتستخدم أيضا السبيكة 420 لصناعة الأدوات الجراحية.

الفولاذ المقاوم للصدأ الفرّيتي[عدل]

يحتوي هذا النوع على نسبة عالية من الكروم مقارنة مع الأنواع الأخرى مما تؤدي إلى استقرارية الفرّيت كما أنه غير قابل للتصليد. ومن أشهر أنواع سبائك هذه المجموعة هي السبيكة 430 والتي تتميز بمقاومة تآكل جيدة في الجو ،لذات فإنها تستعمل بشكل واسع في صناعة أجزاء زخارف السيارات وفي مصانع أكسدة الأمونيا وفي صناعة أدوات الطعام المنزلية مثل الصحون والقدور وكذلك الثلاجات والغسالات ... الخ ،أما النوعان 422 و446 يتميزان بمقاومة غاز الكبريت نظرا لوجود نسبة عالية من الكروم.

وحديثا ظهر نوع آخر لهذه المجموعة وهو الفولاذ المقاوم للصدأ الفرّيتي العالي النقاوة الذي يحتوي نسبة ضئيلة جدا من الكربون والنتروجين وأهم ما يمتاز به هو الخواص الميكانيكية العالية لمنطقة اللحام التي تفتقر إليها السبائك الأخرى. وأهم المظاهر الحسنة لسبائك هذه المجموعة هي مقاومتها للتآكل الإجهادي خاصة في الماء الذي يحتوي على الكلوريدات.

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي[عدل]

إن سبائك هذه المجموعة هي أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ استعمالا نظرا لما تمتاز به من خواص ميكانيكية ومقاومة تآكل جيدتين ويمكن أن تكون ملحومة كما أنها غير مغناطيسية ولا تتصلد عند التبريد السريع ذلك لاحتوائها المنغنيز والنيكل والنتروجين.

ونظرا لتوفر هذه الخصائص فيها تستعمل في الحالات التي تكون فيها الأوساط مساعدة على التآكل وفي مختلف العمليات الصناعية ولأغراض البناء وفي المطبخ وفي صناعة الأدوية وفي الأغراض التي تتطلب عدم حصول صدأ مهما كانت درجته ومن أكثر سبائك هذه المجموعة استعمالا ونفعا هي السبائك 304 و 304L و 316 و 347 إضافة إلى carpente 20.

الفولاذ المقاوم للصدأ القابل للتصليد بالتعتيق[عدل]

سبائك هذه المجموعة تصلد بالتعتيق أو بالترسيب ويمكن تعزيز قوتها بإضافة النحاس والألمنيوم والنيوبيوم ،أما مقاومة التآكل لها هي أقل من مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (304) تدخل استعمالاتها في صناعة الصواريخ والطائرات.

و قد ظهرت مؤخرا سبائك أخرى من الفولاذ المقاوم للصدأ مثل CD-4MCu فيراليوم، وهي سبائك مزدوجة التركيب حيث تركيبها الميتلرجي هو فيريت في أرضية من الأوستنيت، أمّا مكوناتها الكيميائية الأساسية فهي الكروم والنيكل وهذا ما يكسبها خواص ميكانيكية ومقاومة تآكل عاليتين.

إن كافة سبائك المجاميع الأربعة تشكل ميكانيكيا عدا السبيكة D-4MCu التي تشكل بالسباكة.

استخدامات الصلب المقاوم للصدأ[عدل]

يدخل هذا النوع من الصلب في صناعات متعددة ولكن يستعمل بصفة أساسية للصناعات التي تحتاج إلى مقاومة عالية جدا للصدأ (كالأدوات المنزلية وعلب المشروبات وشفرات الحلاقة الداخلية والنقل وبعض أجزاء الآلات المعرضة للرطوبة) [1]. يستخدم في أدوات الجراحة وأدوات المائدة وتتميز أواني الطبخ المصنوعة من الصلب (الفولاذ) الذي لا يصدأ بأنها موصلة جيدة للحرارة وذات صلابة وقوة شديدتين، وهي رخيصة الثمن وتقاوم الصدأ عند تعرضها للماء أو تخزينها دون تجفيفها، ويمكن استعمالها بشكل مستمر فترة طويلة[2].

تستحوذ الصناعات الكيميائية ومنشآت الطاقة على أكثر من ثلث استهلاك الأصلاب المقاومة للصدأ ومن أمثلة تلك التطبيقات أوعية المفاعلات النووية والمبادلات الحرارية والأنابيب والمواسير في صناعة البترول ، و مكونات كثيرة في الصناعات الكيميائية وصناعة عجائن الورق وأجزاء كثيرة في أفران وغلايات محطات إنتاج الكهرباء من الوقود الحفري.

اقرأ أيضا[عدل]

المراجع[عدل]