صلب مقاوم للصدأ

(تم التحويل من Stainless steel)
Waleed Khalifa.jpg وليد خليفة
ساهم بشكل رئيسي في تحرير هذا المقال
أطوار سبائك الحديد

أوستنيت Austenite (حديد-γ؛ صلد)
بينيت Bainite
مارتنزيت Martensite
سمنتيت Cementite (كربيد الحديد؛ Fe3C)
ليدبوريت Ledeburite (فرّيت - سمنتيت حرج، 4.3% كربون)
فرّيت Ferrite (حديد-α؛ حديد-δ؛ ناعم الملمس)
پرليت Pearlite (بنية: 88% فرّيت و12% سمنتيت)
Spheroidite

أنواع الصلب

Crucible steel
صلب كربوني (حتى 2.1% كربون)
    Spring steel (منخفض أو عديم السبائك)
صلب سبيكي (يحتوي عناصر غير كربونية)
    Maraging steel (يحتوي نيكل)

صلب مقاوم للصدأ (سبيكة مع الكروم)
صلب منخفض السبائكية عالي المقاومة HSLA steel
صلب العدد (صلد جداً؛ معالَج حرارياً)

صلب منجنيز أوستنيتى (صلب هادفلد)
صلب يقسى بتعتيق المرتنزيت

مواد أخرى أساسها الحديد

حديد زهر (>2.1% كربون)
حديد مطاوع (يكاد لا يحتوي كربون)

حديد رمادي
حديد أبيض

حديد سحب

The 630-foot (192 m) high, stainless-clad (type 304) Gateway Arch defines St. Louis's skyline.

الصلب المقاوم للصدأ أو يسمى صلب لايصدأ أو صلب لاصدوء (Stainless Steel) هى سبيكة للحديد تحتوى على ما لا يقل عن 11% كروم مما يجعلها تقاوم الصدأ في الظروف العادية، وغالبا لا يتجاوز الكروم فيها 30% وتحتوى على ما لا يقل عن 50% حديد، وتكتسب مقاومتها للصدأ والتآكل بسبب تكون طبقة رقيقة متماسكة وغير مرئية من أكسيد الكروم تحول دون تعرض بقية الصلب للجو المحيط وهى طبقة هامدة كيميائيا بحيث تحمى نفسها وما دونها من الصلب. وتكون متصلة على كل السطح المعرض من السبيكة عند 11% كروم أو أكثر وتكوم متقطعة عند تركيزات الكروم الأدنى، وبالتالى لا تصنف اﻷصلاب المحتوية على أقل من 11% كروم كأصلاب مقاومة للصدأ.

وتضاف لهذه اﻷصلاب عناصر سبائكية أخرى لتحسين بعض الخصائص و من أمثلة هذه العناصر النيكل والمنجنيز والموليبدنم والنحاس والتيتانيوم والنيوبيوم و الألومنيوم وغيرها. يوضح شكل 1 ملخص مفيد لعلاقة بعض الأصلاب المقاومة للصدأ مع بعضها من حيث التركيب والخصائص.

شكل 1 ترابطات التركيب والخصائص في عائلة الأصلاب المقاومة للصدأ


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

أنواع المجموعة حسب التركيب البلورى

وتنقسم هذه العائلة من اﻷصلاب تبعا للتركيب البلورى إلى خمس مجموعات رئيسية:


  1. أصلاب فريتية مقاومة للصدأ (Ferritic Stainless Steels)
  2. أصلاب مرتنزيتية مقاومة للصدأ (Martensitic Stainless Steels)
  3. أصلاب أوستنيتية مقاومة للصدأ (Austenitic Stainless Steels)
  4. أصلاب مزدوجة مقاومة للصدأ (Duplex Stainless Steels)
  5. أصلاب مقاومة للصدأ تقسى بالترسيب (Precipitation-Hardenable Stainless Steels)


التطبيقات

The pinnacle of New York's Chrysler Building is clad with type 302 stainless steel.[1]
An art deco sculpture on the Niagara-Mohawk Power building in Syracuse, New York
Pipes and fittings made of stainless steel


تستحوذ الصناعات الكيميائية و منشآت الطاقة على أكثر من ثلث استهلاك اﻷصلاب المقاومة للصدأ و من أمثلة تلك التطبيقات: أوعية المفاعلات النووية و المبادلات الحرارية و الأنابيب و المواسير في صناعة البترول ،و مكونات كثيرة في الصناعات الكيميائية و صناعة عجائن الورق و أجزاء كثيرة في أفران و غلايات محطات إنتاج الكهرباء من الوقود الحفرى ، و تمتد التطبيقات إلى الصناعات الغذائية و علب المشروبات و النقل و العمارة و اﻷدوات المنزلية و غيرها.

مقارنة أنواع الصلب المعيارية

EN-standard

Steel no. k.h.s DIN

EN-standard

Steel name

ASTM/AISI

Steel type

نظام الترقيم الموحد UNS
440A S44002
1.4112 440B S44004
1.4125 440C S44003
440F S44020
1.4016 X6Cr17 430 S43000
1.4512 X6CrTi12 409 S40900
410 S41000
1.4310 X10CrNi18-8 301 S30100
1.4318 X2CrNiN18-7 301LN N/A
1.4307 X2CrNi18-9 304L S30403
1.4306 X2CrNi19-11 304L S30403
1.4311 X2CrNiN18-10 304LN S30453
1.4301 X5CrNi18-10 304 S30400
1.4948 X6CrNi18-11 304H S30409
1.4303 X5CrNi18 12 305 S30500
1.4541 X6CrNiTi18-10 321 S32100
1.4878 X12CrNiTi18-9 321H S32109
1.4404 X2CrNiMo17-12-2 316L S31603
1.4401 X5CrNiMo17-12-2 316 S31600
1.4406 X2CrNiMoN17-12-2 316LN S31653
1.4432 X2CrNiMo17-12-3 316L S31603
1.4435 X2CrNiMo18-14-3 316L S31603
1.4436 X3CrNiMo17-13-3 316 S31600
1.4571 X6CrNiMoTi17-12-2 316Ti S31635
1.4429 X2CrNiMoN17-13-3 316LN S31653
1.4438 X2CrNiMo18-15-4 317L S31703
1.4539 X1NiCrMoCu25-20-5 904L N08904
1.4547 X1CrNiMoCuN20-18-7 N/A S31254

درجات الصلب المقاوم للصدأ

The SAE steel grades are the most commonly used grading system in the US for stainless steel. Other steel grades include the UNS grades.

  • 100 Series—austenitic chromium-nickel-manganese alloys
    • Type 101—austenitic that is hardenable through cold working for furniture
    • Type 102—austenitic general purpose stainless steel working for furniture
  • 200 Series—austenitic chromium-nickel-manganese alloys
    • Type 201—austenitic that is hardenable through cold working
    • Type 202—austenitic general purpose stainless steel
  • 300 Series—austenitic chromium-nickel alloys
    • Type 301—highly ductile, for formed products. Also hardens rapidly during mechanical working. Good weldability. Better wear resistance and fatigue strength than 304.
    • Type 302—same corrosion resistance as 304, with slightly higher strength due to additional carbon.
    • Type 303—free machining version of 304 via addition of sulfur and phosphorus. Also referred to as "A1" in accordance with ISO 3506.[2]
    • Type 304—the most common grade; the classic 18/8 stainless steel. Also referred to as "A2" in accordance with ISO 3506.[2]
    • Type 304L— same as the 304 grade but contains less carbon to increase weldability. Is slightly weaker than 304.
    • Type 304LN—same as 304L, but also nitrogen is added to obtain a much higher yield and tensile strength than 304L.
    • Type 308—used as the filler metal when welding 304
    • Type 309—better temperature resistance than 304, also sometimes used as filler metal when welding dissimilar steels, along with inconel.
    • Type 316—the second most common grade (after 304); for food and surgical stainless steel uses; alloy addition of molybdenum prevents specific forms of corrosion. It is also known as marine grade stainless steel due to its increased resistance to chloride corrosion compared to type 304. 316 is often used for building nuclear reprocessing plants.[2]
    • Type 316L—extra low carbon grade of 316, generally used in stainless steel watches and marine applications due to its high resistance to corrosion. Also referred to as "A4" in accordance with ISO 3506.
    • Type 316Ti—includes titanium for heat resistance, therefore it is used in flexible chimney liners.
    • Type 321—similar to 304 but lower risk of weld decay due to addition of titanium. See also 347 with addition of niobium for desensitization during welding.
  • 400 Series—ferritic and martensitic chromium alloys
    • Type 405— ferritic for welding applications
    • Type 408—heat-resistant; poor corrosion resistance; 11% chromium, 8% nickel.
    • Type 409—cheapest type; used for automobile exhausts; ferritic (iron/chromium only).
    • Type 410—martensitic (high-strength iron/chromium). Wear-resistant, but less corrosion-resistant.
    • Type 416—easy to machine due to additional sulfur
    • Type 420—Cutlery Grade martensitic; similar to the Brearley's original rustless steel. Excellent polishability.
    • Type 430—decorative, e.g., for automotive trim; ferritic. Good formability, but with reduced temperature and corrosion resistance.
    • Type 439—ferritic grade, a higher grade version of 409 used for catalytic converter exhaust sections. Increased chromium for improved high temperature corrosion/oxidation resistance.
    • Type 440—a higher grade of cutlery steel, with more carbon, allowing for much better edge retention when properly heat-treated. It can be hardened to above Rockwell 55 hardness,[بحاجة لمصدر] making it one of the hardest stainless steels. Due to its hardness and relatively low cost, most display-only and replica swords or knives are made of 440 stainless. Available in four grades: 440A, 440B, 440C, and the uncommon 440F (free machinable). 440A, having the least amount of carbon in it, is the most stain-resistant; 440C, having the most, is the strongest and is usually considered more desirable in knifemaking than 440A, except for diving or other salt-water applications.
    • Type 446—For elevated temperature service
  • 500 Series—heat-resisting chromium alloys
  • 600 Series—martensitic precipitation hardening alloys
    • 601 through 604: Martensitic low-alloy steels.
    • 610 through 613: Martensitic secondary hardening steels.
    • 614 through 619: Martensitic chromium steels.
    • 630 through 635: Semiaustenitic and martensitic precipitation-hardening stainless steels.
      • Type 630 is most common PH stainless, better known as 17-4; 17% chromium, 4% nickel.
    • 650 through 653: Austenitic steels strengthened by hot/cold work.
    • 660 through 665: Austenitic superalloys; all grades except alloy 661 are strengthened by second-phase precipitation.
  • Type 2205— the most widely used duplex (ferritic/austenitic) stainless steel grade. It has both excellent corrosion resistance and high strength.
Stainless steel designations[3]
SAE designation UNS designation % Cr % Ni % C % Mn % Si % P % S % N Other
Austenitic
201 S20100 16–18 3.5–5.5 0.15 5.5–7.5 0.75 0.06 0.03 0.25 -
202 S20200 17–19 4–6 0.15 7.5–10.0 0.75 0.06 0.03 0.25 -
205 S20500 16.5–18 1–1.75 0.12–0.25 14–15.5 0.75 0.06 0.03 0.32–0.40 -
301 S30100 16–18 6–8 0.15 2 0.75 0.045 0.03 - -
302 S30200 17–19 8–10 0.15 2 0.75 0.045 0.03 0.1 -
302B S30215 17–19 8–10 0.15 2 2.0–3.0 0.045 0.03 - -
303 S30300 17–19 8–10 0.15 2 1 0.2 0.15 min - Mo 0.60 (optional)
303Se S30323 17–19 8–10 0.15 2 1 0.2 0.06 - 0.15 Se min
304 S30400 18–20 8–10.50 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.1 -
304L S30403 18–20 8–12 0.03 2 0.75 0.045 0.03 0.1 -
304Cu S30430 17–19 8–10 0.08 2 0.75 0.045 0.03 - 3–4 Cu
304N S30451 18–20 8–10.50 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.10–0.16 -
305 S30500 17–19 10.50–13 0.12 2 0.75 0.045 0.03 - -
308 S30800 19–21 10–12 0.08 2 1 0.045 0.03 - -
309 S30900 22–24 12–15 0.2 2 1 0.045 0.03 - -
309S S30908 22–24 12–15 0.08 2 1 0.045 0.03 - -
310 S31000 24–26 19–22 0.25 2 1.5 0.045 0.03 - -
310S S31008 24–26 19–22 0.08 2 1.5 0.045 0.03 - -
314 S31400 23–26 19–22 0.25 2 1.5–3.0 0.045 0.03 - -
316 S31600 16–18 10–14 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.10 2.0–3.0 Mo
316L S31603 16–18 10–14 0.03 2 0.75 0.045 0.03 0.10 2.0–3.0 Mo
316F S31620 16–18 10–14 0.08 2 1 0.2 0.10 min - 1.75–2.50 Mo
316N S31651 16–18 10–14 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.10–0.16 2.0–3.0 Mo
317 S31700 18–20 11–15 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.10 max 3.0–4.0 Mo
317L S31703 18–20 11–15 0.03 2 0.75 0.045 0.03 0.10 max 3.0–4.0 Mo
321 S32100 17–19 9–12 0.08 2 0.75 0.045 0.03 0.10 max Ti 5(C+N) min, 0.70 max
329 S32900 23–28 2.5–5 0.08 2 0.75 0.04 0.03 - 1–2 Mo
330 N08330 17–20 34–37 0.08 2 0.75–1.50 0.04 0.03 - -
347 S34700 17–19 9–13 0.08 2 0.75 0.045 0.030 - Nb + Ta, 10 x C min, 1 max
348 S34800 17–19 9–13 0.08 2 0.75 0.045 0.030 - Nb + Ta, 10 x C min, 1 max, but 0.10 Ta max; 0.20 Ca
384 S38400 15–17 17–19 0.08 2 1 0.045 0.03 - -
904L 19-23 23-28 0.02 2 1 0.045 0.035 - Mo 4-5, Cu 1-2
Ferritic
405 S40500 11.5–14.5 - 0.08 1 1 0.04 0.03 - 0.1–0.3 Al, 0.60 max
409 S40900 10.5–11.75 0.05 0.08 1 1 0.045 0.03 - Ti 6 x C, but 0.75 max
429 S42900 14–16 0.75 0.12 1 1 0.04 0.03 - -
430 S43000 16–18 0.75 0.12 1 1 0.04 0.03 - -
430F S43020 16–18 - 0.12 1.25 1 0.06 0.15 min - 0.60 Mo (optional)
430FSe S43023 16–18 - 0.12 1.25 1 0.06 0.06 - 0.15 Se min
434 S43400 16–18 - 0.12 1 1 0.04 0.03 - 0.75–1.25 Mo
436 S43600 16–18 - 0.12 1 1 0.04 0.03 - 0.75–1.25 Mo; Nb+Ta 5 x C min, 0.70 max
442 S44200 18–23 - 0.2 1 1 0.04 0.03 - -
446 S44600 23–27 0.25 0.2 1.5 1 0.04 0.03 - -
Martensitic
403 S40300 11.5–13.0 0.60 0.15 1 0.5 0.04 0.03 - -
410 S41000 11.5–13.5 0.75 0.15 1 1 0.04 0.03 - -
414 S41400 11.5–13.5 1.25–2.50 0.15 1 1 0.04 0.03 - -
416 S41600 12–14 - 0.15 1.25 1 0.06 0.15 min - 0.060 Mo (optional)
416Se S41623 12–14 - 0.15 1.25 1 0.06 0.06 - 0.15 Se min
420 S42000 12–14 - 0.15 min 1 1 0.04 0.03 - -
420F S42020 12–14 - 0.15 min 1.25 1 0.06 0.15 min - 0.60 Mo max (optional)
422 S42200 11.0–12.5 0.50–1.0 0.20–0.25 0.5–1.0 0.5 0.025 0.025 - 0.90–1.25 Mo; 0.20–0.30 V; 0.90–1.25 W
431 S41623 15–17 1.25–2.50 0.2 1 1 0.04 0.03 - -
440A S44002 16–18 - 0.60–0.75 1 1 0.04 0.03 - 0.75 Mo
440B S44003 16–18 - 0.75–0.95 1 1 0.04 0.03 - 0.75 Mo
440C S44004 16–18 - 0.95–1.20 1 1 0.04 0.03 - 0.75 Mo
Heat resisting
501 S50100 4–6 - 0.10 min 1 1 0.04 0.03 - 0.40–0.65 Mo
502 S50200 4–6 - 0.1 1 1 0.04 0.03 - 0.40–0.65 Mo
Martensitic precipitation hardening
630 S17400 15-17 3-5 0.07 1 1 0.04 0.03 - Cu 3-5, Ta 0.15-0.45 [4]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Stainless steel finishes

316L stainless steel, with an unpolished, mill finish.

Standard mill finishes can be applied to flat rolled stainless steel directly by the rollers and by mechanical abrasives. Steel is first rolled to size and thickness and then annealed to change the properties of the final material. Any oxidation that forms on the surface (scale) is removed by pickling, and the passivation layer is created on the surface. A final finish can then be applied to achieve the desired aesthetic appearance.

  • No. 0 - Hot rolled, annealed, thicker plates
  • No. 1 - Hot rolled, annealed and passivated
  • No. 2D - Cold rolled, annealed, pickled and passivated
  • No. 2B - Same as above with additional pass-through polished rollers
  • No. 2BA - Bright anealed (BA) same as above with highly polished rollers
  • No. 3 - Coarse abrasive finish applied mechanically
  • No. 4 - Brushed finish
  • No. 5 - Satin finish
  • No. 6 - Matte finish
  • No. 7 - Reflective finish
  • No. 8 - Mirror finish
  • No. 9 - Bead blast finish


تاريخ

An announcement, as it appeared in the 1915 New York Times, of the discovery of stainless steel.[5]

انظر أيضاً

المصادر

1) J.R. Davis (Editor), “Alloying: Understanding the Basics”, ASM International, 2003.

  1. ^ "What is Stainless Steel?". Nickel Institute. Retrieved 2007-08-13.
  2. ^ أ ب ت "Stainless Steel Fasteners". Australian Stainless Steel Development Association. Retrieved 2007-08-13.
  3. ^ Oberg, E. (1996). Machinery's Handbook (25th ed.). Industrial Press Inc. pp. 411–412. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
  4. ^ "Precipitation-Hardening Stainless Steel Type 17-4PH (S17400)" (PDF).
  5. ^ "A non-rusting steel". New York Times. 31 January 1915.

وصلات خارجية