Ferritik paslanmaz çelik - Ferritic stainless steel

Ferritik paslanmaz çelik , beş paslanmaz çelik ailesinden birini oluşturur, diğer dördü östenitik , martensitik , dubleks paslanmaz çelikler ve çökeltme ile sertleştirilmiş çeliklerdir .

Tarih

Union Carbide'de Kanada doğumlu mühendis Frederick Mark Becket (1875-1942), "metal üretiminde indirgeyici madde olarak karbon yerine silikon kullanmak, böylece düşük karbonlu ferroalyajları ve bazı çelikleri pratik hale getirmek" temelinde 1912 civarında ferritik paslanmaz çeliği sanayileştirdi. ". "Isıya dayanıklı paslanmaz çelik olarak bilinen yüksek kromlu alaşımların ilki olan" %25-27 Kromlu bir demir alaşımı keşfetti.

Ferritik paslanmaz çelikler erken keşfedildi, ancak büyümeleri için koşullar ancak 1980'lerde karşılandı:

  • Çelik yapım aşamasında çok düşük karbon seviyeleri elde etmek mümkündü .
  • Kaynaklanabilir kaliteler geliştirildi.
  • Termomekanik işleme , derin çekme ve dokulu yüzeyler sırasında homojen olmayan deformasyona yol açan "halatlama" ve "sırtlama" sorunlarını çözmüştür .
  • Nihai kullanıcı pazarları ( ev aletleri gibi ), nikel fiyatlarında büyük farklılıklar olduğu bir dönemde, daha istikrarlı bir fiyatla daha ucuz kaliteler talep ediyordu . Ferritik paslanmaz çelik kaliteleri, ev eşyaları gibi bazı uygulamalar için cazip hale geldi.

metalurji

Fe – Cr Faz diyagramı

Paslanmaz çelik olarak nitelendirilmek için Fe bazlı alaşımların en az %10,5 Cr içermesi gerekir.

Demir-krom faz diyagramı, yaklaşık %13 Cr'ye kadar çeliğin, sıvı fazdan ferritik α fazından östenitik γ fazına ve tekrar α'ya soğutulması üzerine ardışık dönüşümlere uğradığını gösterir. Bir miktar karbon mevcut olduğunda ve soğutma hızlı bir şekilde gerçekleşirse, ostenitin bir kısmı martensite dönüşecektir . Temperleme / tavlama martensitik yapıyı ferrit ve karbürlere dönüştürecektir .

Yaklaşık %17 Cr'nin üzerinde çelik, tüm sıcaklıklarda ferritik bir yapıya sahip olacaktır.

%25Cr'nin üzerinde sigma fazı sıcaklıkta nispeten uzun süreler boyunca görünebilir ve oda sıcaklığında gevrekleşmeye neden olabilir .

Kimyasal bileşim

Birkaç kalite paslanmaz çeliğin kimyasal bileşimi.
Yalnızca ana alaşım elementleri: krom (Cr) ile birlikte:
Ni , Mo , Nb , Ti ve C , N ; Bakiye: Fe
AISI / ASTM TR Ağırlık %
cr Diğer unsurlar
405 1.4000 12.0 – 14.0 -
409L 1.4512 10.5 – 12.5 6(C+N)<Ti<0,65
410L 1.4003 10.5 – 12.5 0.3<Ni<1.0
430 1.4016 16.0 – 18.0 -
439 1.4510 16.0 – 18.0 0.15+4(C+N)<Ti<0.8
430Ti 1.4511 16.0 – 18.0 Ti: 0.6
441 1.4509 17.5 – 18.5 0.1<Ti<0.6

0.3+3C<Nb<1.0

434 1.4113 16.0 – 18.0 0.9<Ay<1.4
436 1.4513 16.0 – 18.0 0.9<Ay<1.4

0,3<Ti<0,6

444 1.4521 17.0 – 20.0 1.8<Ay<2.5

0.15+4(C+N)<Ti+Nb<0.8

447 1.4592 28 – 30.0 3.5<Ay<4.5

0.15+4(C+N)<Ti<0.8

korozyon direnci

Çukurlaşma korozyon paslanmaz çeliklerin dayanım çukurlaşma direnç eşit sayıda (PREN) ile tahmin edilir.

PREN = %Kr + %3.3Ay + %16N

Cr, Mo, ve N, terimler ile içeriklerine tekabül etmektedir ağırlıkça% arasında krom , molibden ve azot çelik sırasıyla.

Nikelin (Ni) oyuk korozyon direncinde hiçbir rolü yoktur, bu nedenle ferritik paslanmaz çelikler bu tür korozyona östenitik kaliteler kadar dirençli olabilir .

Ayrıca, ferritik kaliteler stres korozyon çatlamasına (SCC) karşı çok dirençlidir .

Fiziki ozellikleri

Ferritik paslanmaz çelikler manyetiktir . Önemli fiziksel, elektriksel, termal ve mekanik özelliklerinden bazıları aşağıdaki tabloda verilmiştir.

En yaygın ferritik paslanmaz çeliklerin fiziksel özellikleri
AISI / ASTM Yoğunluk

(g / cc 3 )

Elektrik direnci

(μΩ·m)


20 °C'de termal iletkenlik

(G/(m·K))

Özısı

0 – 100 °C (J/(kg·K))

Termal Genleşme

0 – 600 °C (10 -6 /K)

Gencin modülü

(GPa)

409 / 410 7.7 0,58 25 460 12 220
430 7.7 0.60 25 460 11.5 220
430Ti / 439 / 441 7.7 0.60 25 460 11.5 220
434/436/444 7.7 0.60 23 460 11.5 220
447 7.7 0.62 17 460 11 220

Östenitik paslanmaz çeliklerle karşılaştırıldığında , ısı eşanjörleri gibi uygulamalar için bir artı olarak daha iyi bir termal iletkenlik sunarlar . Termal genleşme katsayısı , yakın edilene karbon çeliği , kolaylaştırır kaynak karbon çelikleri için.

Mekanik özellikler

Mekanik özellikler (soğuk haddelenmiş)
ASTM A240 EN 10088-2
- ÜTS

(MPa, dk)

%0,2 akma gerilimi

(MPa, dk)

Uzama

(%, dak)

- ÜTS

(MPa)

%0,2 akma gerilimi

(MPa, dk)

 Uzama

(%, dak)

409 390 170 20 1.4512 380 – 560 220 25
410 415 205 20 1.4003 450 – 650 320 20
430 450 205 22 1.4016 450 – 600 280 18
439 415 205 22 1.4510 420 – 600 240 23
441 415 205 22 1.4509 430 – 630 250 18
434 450 240 22 1.4113 450 – 630 280 18
436 450 240 22 1.4526 480 – 560 300 25
444 415 275 20 1.4521 420 – 640 320 20

Uygulamalar

Referanslar