الفولاذ المقاوم للصدأ 317L (UNS S31703، EN 1.4438)عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي منخفض الكربون والموليبدينوم-يحتوي على-يوفر مقاومة فائقة للتآكل مقارنةً بدرجة 316L الشائعة. يشير الحرف "L" إلى "منخفض الكربون" (أقل من أو يساوي 0.03%)، مما يمنع تكوين كربيدات الكروم الضارة أثناء اللحام -مما يلغي الحاجة إلى المعالجة الحرارية بعد- اللحام.
تقدم هذه المقالة تكوين لوحة الصلب 317L، والمعالجة الحرارية، والخصائص الميكانيكية والفيزيائية، والتطبيقات.
التركيب الكيميائي للوحة الفولاذ 317L
يوضح الجدول أدناه متطلبات التركيب الكيميائي النموذجية لـ 317L وفقًا للمواصفة ASTM A240.
|
عنصر |
وزن ٪ |
دور في السبائك |
|
الكروم (الكروم) |
18.0 – 20.0 |
يشكل طبقة أكسيد واقية. يقاوم التآكل العام والأكسدة |
|
النيكل (ني) |
11.0 – 15.0 |
يستقر هيكل الأوستنيتي. يحسن المتانة ومقاومة التآكل |
|
الموليبدينوم (مو) |
3.0 – 4.0 |
العنصر الأساسي - يمنع هجوم الكلوريدات والشقوق |
|
الكربون (ج) |
أقل من أو يساوي 0.03 |
منخفض الكربون يمنع ترسيب الكربيد أثناء اللحام |
|
المنغنيز (من) |
أقل من أو يساوي 2.00 |
يساعد في إزالة الأكسدة وقابلية التشغيل الساخن |
|
السيليكون (سي) |
أقل من أو يساوي 0.75 |
يحسن مقاومة الأكسدة |
|
الفوسفور (ف) |
أقل من أو يساوي 0.045 |
النجاسة، أبقى منخفضة |
|
الكبريت (S) |
أقل من أو يساوي 0.030 |
النجاسة، أبقى منخفضة |
|
الحديد (الحديد) |
توازن |
المعدن الأساسي |
المصدر: ASTM A240/A240M
المعالجة الحرارية للوحة الفولاذ 317L
تم تصميم عملية المعالجة الحرارية للوحة الفولاذ 317L لتحسين مقاومة التآكل والخواص الميكانيكية مع الحفاظ على البنية المجهرية الأوستنيتي.
الصلب الحل
المعالجة الحرارية القياسية للوحة الفولاذ المقاوم للصدأ 317L هي التلدين بالمحلول، ويتم إجراؤها عادةً في درجات حرارة تتراوح بين 1010 درجة و1120 درجة، تليها التبريد السريع.
تساعد هذه العملية على:
حل كربيدات الكروم
استعادة مقاومة التآكل
تحسين الليونة
تخفيف التوتر الداخلي
يعد التبريد السريع بعد التلدين أمرًا ضروريًا لمنع ترسيب الكربيد، مما قد يقلل من مقاومة التآكل.
تخفيف التوتر
في بعض عمليات التصنيع، يمكن استخدام تخفيف الضغط لتقليل الضغوط المتبقية بعد التشكيل أو اللحام. ومع ذلك، ينبغي تجنب ارتفاع درجة الحرارة لأنه قد يؤثر على أداء التآكل.
اعتبارات اللحام
نظرًا لأن الصفائح الفولاذية 317L تحتوي على محتوى منخفض من الكربون، فهي بشكل عام لا تتطلب معالجة حرارية بعد-اللحام. وهذا يجعل التصنيع أسهل ويقلل من تكاليف التصنيع.
تسمح قابلية اللحام الممتازة باستخدام طرق اللحام الشائعة مثل:
لحام TIG
لحام ميغ
لحام القوس المعدني المحمي
اللحام بالقوس المغمور
وهذا هو أحد أسباب تفضيل ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ 317L للمعدات الملحومة الكبيرة.
الخواص الميكانيكية والفيزيائية للصفائح الفولاذية 317L
الخواص الميكانيكية للصفائح الفولاذية 317L
|
ملكية |
القيمة (متري) |
القيمة (الإمبراطورية) |
|
قوة الشد (دقيقة) |
515 ميجا باسكال |
75000 رطل لكل بوصة مربعة |
|
قوة الخضوع (إزاحة 0.2%، الحد الأدنى) |
205 ميجا باسكال |
30,000 رطل لكل بوصة مربعة |
|
استطالة (دقيقة، في 2 ″) |
40% |
40% |
|
الصلابة (الحد الأقصى) |
217 اتش بي دبليو |
217 اتش بي دبليو |
|
معامل المرونة |
200 جيجا |
29000 كيلو باسكال |
|
متانة التأثير (درجة Charpy V-) |
>100 J في درجة حرارة الغرفة |
ليونة ممتازة |
المصدر: ASTM A240، ASME SA-240
الخصائص الفيزيائية للوحة الفولاذ 317L
|
ملكية |
قيمة |
ملحوظات |
|
كثافة |
7.98 جم/سم³ (0.288 رطل/بوصة³) |
أعلى قليلاً من 304/316 بسبب احتوائه على كمية أكبر من الموليبدينوم |
|
نطاق الذوبان |
1370 - 1400 درجة (2500 - 2550 درجة فهرنهايت) |
نموذجي للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي |
|
الموصلية الحرارية |
15.0 وات/م·ك (عند 100 درجة) |
أقل من الكربون الصلب. يزيد مع درجة الحرارة |
|
السعة الحرارية المحددة |
500 جول/كجم · كلفن (في درجة حرارة الغرفة) |
نموذجي للدرجات الأوستنيتي |
|
المقاومة الكهربائية |
0.74 µΩ·m |
غير-مغناطيسي في حالة التلدين |
|
معامل التمدد الحراري |
16.0 × 10⁻⁶ / درجة (20–1000 درجة) |
أعلى من الفولاذ الحديدي. السماح بالتوسع في التصميمات-ذات درجات الحرارة العالية |
|
الخصائص المغناطيسية |
غير-مغناطيسي (ملدن) |
قد يصبح مغناطيسيًا قليلاً بعد العمل البارد |
المصدر: أوراق بيانات الموردين المتعددة
تطبيقات لوحة الصلب 317L
نظرًا لمقاومتها المحسنة للتآكل وقابلية التصنيع، فإن الصفائح الفولاذية 317L موثوقة في جميع الصناعات:
المعالجة الكيميائية والبتروكيماويةيُستخدم في الخزانات والمفاعلات والأنابيب التي تتعامل مع الأحماض والمذيبات والكلوريد-التي تحتوي على تيارات. يحمي محتوى الموليبدينوم العالي من الحفر الذي قد يدمر 316L.
صناعة اللب والورقتستفيد معدات مصنع التبييض والهضم والمبخرات من مقاومة 317L لثاني أكسيد الكلور والسوائل القلوية.
الأدوية وتصنيع الأغذيةتتطلب الأوعية الصحية والأنابيب والمبادلات الحرارية أسطحًا نظيفة-خالية من التآكل. 317 وتفي بمعايير النظافة الصارمة مع مقاومة مواد التنظيف الكيميائية القوية.
توليد الطاقة وإزالة الكبريت من غاز المداخنتواجه أنظمة تنقية الغاز، والمداخن، ووحدات استعادة الحرارة-المكثفات الحمضية؛ يوفر 317L أداءً موثوقًا به على المدى الطويل-.
البحرية والبحريةتستغل المنصات البحرية ومحطات تحلية المياه وأنظمة أنابيب مياه البحر مقاومتها للكلوريد.
استخدامات أخرىوتشمل معدات صباغة النسيج، وإنتاج الأسمدة، والعناصر المعمارية في المناطق الساحلية.
كثيرًا ما يحدد المهندسون الموديل 317L عندما يظهر عطل سابق لأوانه في الموديل 316L، مما يوفر وقت توقف واستبدال مكلفين.
خاتمة
صفيحة الفولاذ المقاوم للصدأ 317L عبارة عن سبيكة أوستنيتيت منخفضة-من الكربون وعالية الموليبدينوم توفر مقاومة أفضل للتآكل بشكل ملحوظ مقارنة بـ 316L، خاصة في البيئات الحمضية والغنية بالكلوريد. إن محتواها العالي من الكروم (18-20%)، والنيكل (11-15%)، والموليبدينوم (3-4%) يمنحها قيمة PREN تبلغ 30-34، مما يجعلها شديدة المقاومة للتنقر، وتآكل الشقوق، والهجوم الكيميائي العام.
يؤدي المحتوى المنخفض من الكربون (أقل من أو يساوي 0.03%) إلى التخلص من خطر التحسس أثناء اللحام، لذلك يمكن لحام 317L ووضعه في الخدمة مباشرة بدون معالجة حرارية مكلفة بعد اللحام-. كما أنه يوفر خصائص ميكانيكية ممتازة، مع قوة إنتاج لا تقل عن 205 ميجاباسكال واستطالة بنسبة 40%، إلى جانب متانة درجات الحرارة المنخفضة-المتميزة حتى درجات الحرارة المبردة.
عند اختيار 317L، قم دائمًا بالشراء من aمورد حسن السمعةالذي يوفر شهادات المطاحن الكاملة (ASTM A240، ASME SA-240، EN 10204 3.1) وإمكانية التتبع.
