ویژگی های استنلس نیتروژن بالا

نویسنده: تیم محتوای مدیران آهن

تاریخ انتشار: ۲۰ اسفند ۱۴۰۱

مدت مطالعه: دقیقه

استنلس استیل های نیتروژن بالا محصولات جدید نیستند و ساخت آن ها به دهه چهل میلادی باز می گردد. استیل های آستنیتی در ساختار خود فلز نیکل دارند اما در جنگ جهانی دوم تامین نیکل دشوار شد و همین مهندسان را به فکر متریالهای جایگزین انداخت. یکی از این عناصر نیز نیتروژن بود. در حالی که نیتروژن در فولادهای معمولی باعث ایجاد تردی می شد در استنلس استیل ها استحکام را افزایش میداد و همچنین منجر به پایداری فاز آستنیتی می شد.

<h2>نگاهی به استنلس استیل های نیتروژن بالا (HNS)</h2> نمی توان ادعا کرد که<a title="استنلس استیل" href="https://www.modiranahan.com/article/2329/%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8C%D9%84-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%A2%D9%86" target="_blank"> استنلس استیل</a> های نیتروژن بالا نسل جدیدی از استنلس استیل ها هستند چرا که تولید آن ها به دهه ی 40 میلادی باز می گردد. در طول جنگ جهانی دوم صنعت نیکل که یک عنصر اساسی برای تولید<a title="استیل" href="https://www.modiranahan.com/article/2329/%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8C%D9%84-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%A2%D9%86" target="_blank" rel="nofollow"> استیل</a> های آستنیتی بود با کمبود شدید روبرو شد و همین مساله باعث شد تا به طور کامل یا جزئی با برخی عناصر دیگر جایگزین شود. این اولین بار بود که به عنصر نیتروژن به عنوان یک عامل پایدار کننده ی آستنیت توجه شد. <img class="content-image" title="high nitrogen stainless steel.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1646298936036.jpg" alt="high nitrogen stainless steel" /> تصویر شماره ۱ - استنلس استیل نیتروژن بالا دومین مرحله زمانی بود که اثرات آلرژی زای نیکل بر روی انسان و حیوانات شناسایی و مورد تایید قرار گرفت. دانشمندان به دنبال جایگزینی بودند تا به جای نیکل در استنلس استیل های نیکل بالا به کار برده شود. در فولادهای آلیاژ پایین، نیتروژن یک ناخالصی نامطلوب به شمار می آید که با ایجاد رسوب های نترید و پیرشدگی تنشی باعث ایجاد تردی می شود. به همین دلیل مقدار نیتروژن در فولادهای آلیاژ پایین کمتر از 100 ppm نگه داشته می شود. هر چند در خصوص استنلس استیل ها این قضیه متفاوت است. مانند نیکل، نیتروژن در دمای اتاق می تواند باعث پایداری فاز آستنیت شود. علاوه بر این، می تواند باعث افزایش استحکام استنلس استیل با قرار گرفتن در فضای بینابینی شبکه جامد آستنیت شود. به همین دلیل افزایش مقدار نیتروژن تا 0.5 درصد (500 ppm) بدون هیچ مشکلی در استنل استیل ها امکان پذیر است. در ادامه توضیح داده خواهد شد که نیتروژن چطور باعث تغییر مشخصات استنلس استیل ها می شود. آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد: <ul> <li><a title="ویژگی های مکانیکی استیل های نیتروژن بالا" href="#charectre">ویژگی های مکانیکی استیل های نیتروژن بالا</a></li> <li><a title="مقاومت به خوردگی در استنل استیل های نیتروژن بالا" href="#resistance">مقاومت به خوردگی در استنل استیل های نیتروژن بالا</a></li> <li><a title="جمع بندی" href="#summary">جمع بندی</a></li> </ul> <h2>ویژگی های مکانیکی <a title="استیل" href="https://www.modiranahan.com/article/2329/%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8C%D9%84-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%A2%D9%86" target="_blank" rel="nofollow">استیل</a> های نیتروژن بالا</h2> افزایش مقدار نیتروژن در استنلس استیل ها باعث افزایش میزان سختی، اسحکام تسلیم، استحکام کششی، مقاومت سایشی و مقاومت خستگی می شود. اما نیکل به عنوان یک عنصر جایگزین باعث اثرات منفی بر استحکام فولادهای آستنیتی می شود. به همین دلیل نیتروژن به عنوان مهمترین عنصر بینابینی برای افزایش استحکام آستنیتی و همینطور پایدار کردن فاز آستنیت شناخته می شود. در جدول زیر می توانید مقدار عناصر موجود در ترکیب<a title="استنلس استیل" href="https://www.modiranahan.com/article/2329/%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8C%D9%84-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%A2%D9%86" target="_blank"> استنلس استیل</a> های نیتروژن بالا را مشاهده کنید. <table class="table1200" style="margin-left: auto; margin-right: auto;" border="2"> <tbody> <tr> <td style="text-align: center;" rowspan="2" width="139"> نوع استیل </td> <td style="text-align: center;" colspan="6" width="399"> درصد عنصر (وزن) </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="89"> کروم </td> <td style="text-align: center;" width="59"> نیلک </td> <td style="text-align: center;" width="58"> منگنز </td> <td style="text-align: center;" width="70"> مولیبدنم </td> <td style="text-align: center;" width="64"> نیتروژن </td> <td style="text-align: center;" width="59"> کربن </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="139"> Nitronic® 50 </td> <td style="text-align: center;" width="89"> 21.5-23.5 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 11.5-12.5 </td> <td style="text-align: center;" width="58"> 4.0-6.0 </td> <td style="text-align: center;" width="70"> 1.5-3.0 </td> <td style="text-align: center;" width="64"> 0.2-0.4 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 0.06 </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="139"> Nitronic® 32 </td> <td style="text-align: center;" width="89"> 16.5-19.0 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 0.5-2.5 </td> <td style="text-align: center;" width="58"> #### </td> <td style="text-align: center;" width="70"> -- </td> <td style="text-align: center;" width="64"> 0.2-0.45 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 0.15 </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="139"> Nitronic® 60 </td> <td style="text-align: center;" width="89"> 16.0-17.0 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 8.0-8.5 </td> <td style="text-align: center;" width="58"> 7.5-8.5 </td> <td style="text-align: center;" width="70"> 0- 0.75 </td> <td style="text-align: center;" width="64"> 0.1-0.18 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 0.06-0.08 </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="139"> 316N </td> <td style="text-align: center;" width="89"> 16.0-18.0 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 10.0 -14.0 </td> <td style="text-align: center;" width="58"> 2 </td> <td style="text-align: center;" width="70"> 2.0-3.0 </td> <td style="text-align: center;" width="64"> 0.1-0.16 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 0.08 </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="139"> 316 </td> <td style="text-align: center;" width="89"> 16.0-18.0 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 10.0 -14.0 </td> <td style="text-align: center;" width="58"> 2 </td> <td style="text-align: center;" width="70"> 2.0-3.0 </td> <td style="text-align: center;" width="64"> 0.1 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 0.08 </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="139"> 304 </td> <td style="text-align: center;" width="89"> 18.0 - 20.0 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 8.0 - 12.0 </td> <td style="text-align: center;" width="58"> 2 </td> <td style="text-align: center;" width="70"> -- </td> <td style="text-align: center;" width="64"> 0.1 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 0.08 </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="139"> 17-4 PH&dagger;&dagger; </td> <td style="text-align: center;" width="89"> 15.0 - 17.5 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 3.0 - 5.0 </td> <td style="text-align: center;" width="58"> 1 </td> <td style="text-align: center;" width="70"> -- </td> <td style="text-align: center;" width="64"> -- </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 0.07 </td> </tr> <tr> <td style="text-align: center;" width="139"> Zeron® 100 </td> <td style="text-align: center;" width="89"> 24.0 - 26.0 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 6.0 - 8.0 </td> <td style="text-align: center;" width="58"> 1 </td> <td style="text-align: center;" width="70"> 3.0-4.0 </td> <td style="text-align: center;" width="64"> 0.2-0.3 </td> <td style="text-align: center;" width="59"> 0.03 </td> </tr> </tbody> </table> <blockquote> بیشتر مطالعه کنید: <a title="آیا استیل هم زنگ می زند؟" href="https://www.modiranahan.com/article/2521/%D8%A2%DB%8C%D8%A7-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8C%D9%84-%D9%87%D9%85-%D8%B2%D9%86%DA%AF-%D9%85%DB%8C-%D8%B2%D9%86%D8%AF" target="_blank" rel="nofollow">آیا استیل هم زنگ می زند؟</a> </blockquote> <h2>مقاومت به خوردگی در <a title="استنلس استیل" href="https://www.modiranahan.com/article/2329/%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8C%D9%84-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D9%88-%DA%A9%D8%A7%D8%B1%D8%A8%D8%B1%D8%AF-%D8%A2%D9%86" target="_blank" rel="nofollow">استنل استیل</a> های نیتروژن بالا</h2> شکی نیست که وجود نیتروژن باعث افزایش افزایش مقاومت به خوردگی حفره ای می شود. تاثیر نتیروژن تا حدی ست که در فرمول محاسبه ی عدد معادل مقاومت حفره ای نیز آورده شده است. PREN (pitting resistance equivalent number)= %Cr + 3.3 % Mo + 16 %N از عدد PREN به عنوان یک شاخص برای مقایسه ی مقاومت به خوردگی حفره ای در استیل ها استفاده می شود. همانطور که مشاهده میکنید برای نیتروژن عدد 16 درنظر گرفته شده است. هر چند برخی از مطالعات می گوید این عدد می بایست بزرگتر در نظر گرفته شود و در برخی موارد حتی از ضرایب 25 یا 32 نیز استفاده می شود. <blockquote> بیشتر مطالعه کنید: <a title="ورق استیل ۳۱۶ نگیر" href="https://www.modiranahan.com/article/2437/%D9%88%D8%B1%D9%82-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8C%D9%84-%DB%B3%DB%B1%DB%B6-%D9%86%DA%AF%DB%8C%D8%B1" target="_blank" rel="nofollow">ورق استیل ۳۱۶ نگیر</a> </blockquote> جمع بندی استنلس استیل های نیتروژن بالا انواع جدیدی از استیل ها نیستند اما مصرف آن ها امروزه رو به افزایش است. نیتروژنمی تواند یک جایگزین مناسب برای نیکل باشد. نیکل قیمت نسبتا بالایی دارد و اثرات نامطلوبی بر ویژگی های مکانیکی استیل به جا می گذارد. از طرف دیگر می تواند یک عامل ایجاد آلرژی در انسان نیز باشد. اما نیتروژن هیچکدام از این معایب را ندارد و می تواند مقاومت به خوردگی و استحکام استیل را نیز بهبود بخشد.

اشتراک در: