נירוסטה פריטית מתייחסת לפלדת אל חלד עם פריט מעוקב במרכז הגוף כמבנה המטריצה בטמפרטורה גבוהה ובטמפרטורה רגילה. נירוסטה פריטית מכילה ברזל וכרום כיסודות העיקריים, בדרך כלל אינה מכילה ניקל, וחלקם מכילים כמות קטנה של מוליבדן, טיטניום או ניוביום ואלמנטים אחרים. יש לו עמידות טובה לחמצון, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בפני פיצוח קורוזיה כלוריד. בנוסף, לנירוסטה פריטית יש גם מאפיינים של מוליכות תרמית גדולה, מקדם התפשטות קטן, עמידות טובה בחמצון ועמידות מצוינת בפני קורוזיה. הוא משמש בעיקר לייצור חלקים עמידים בפני קורוזיה אטמוספרית, אדי מים, מים וחומצה חמצונית. דרגות מייצגות של נירוסטה פריטית הן: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) לפי ASTM; 1.4006, 1.4021, 1.4016, לפי תקן EN... וכו'.
ניתן לחלק פלדת אל חלד פריטית לכרום נמוך, כרום בינוני וכרום גבוה בהתאם לתכולת הכרום. על פי טוהר הפלדה, במיוחד תכולת זיהומי הפחמן והחנקן, ניתן לחלק אותה לנירוסטה פריטית רגילה ופלדת אל חלד פריטית טהורה במיוחד. לפלדת אל חלד פריטית רגילה יש את החסרונות של שבירות בטמפרטורה נמוכה ובטמפרטורת החדר, רגישות לחריצים, נטייה גבוהה לקורוזיה בין-גרגירית ויכולת ריתוך לקויה. למרות שסוג זה של פלדה פותח קודם לכן, היישום התעשייתי שלה הוגבל מאוד. חוסרים אלו של נירוסטה פריטית רגילה קשורים לטוהר הפלדה, במיוחד לתכולה הגבוהה של יסודות ביניים כגון פחמן וחנקן בפלדה. כל עוד הפחמן והחנקן בפלדה נמוכים מספיק, ניתן בעצם להתגבר על החסרונות הנ"ל.
לעומתנירוסטה אוסטניטית, לנירוסטה פריטית יש עמידות טובה יותר בפני קורוזיה, עמידות בחום ויכולת עיבוד. מכיוון ששלב הפריט בקושי יכול להמיס פחמן, לפריט יש את המאפיינים של רך וקל לעיוות. כמו נירוסטה מרטנסיטית, מכיוון שמבנה הסריג הוא מבנה מעוקב במרכז הגוף, הוא פרמגנטי, ולכן נירוסטה פריטית היא מגנטית. פלדת אל חלד אוסטינית אינה מגנטית בגלל המבנה המעוקב שלה במרכז הפנים.
המחיר של נירוסטה פריטית הוא לא רק נמוך ויציב יחסית, אלא גם בעל תכונות ויתרונות ייחודיים רבים. הוכח כי נירוסטה פריטית היא חומר חלופי מצוין.
נירוסטה פריטית רגילה
פלדות כאלה כוללות תכולת כרום נמוכה, בינונית וגבוהה. פלדת אל חלד פריטית דלת כרום מכילה כ-11% עד 14% כרום, כגון 00Cr12 ו-0Cr13Al בסין. אמריקאי AISI 400, 405, 406MF-2. לסוג זה של פלדה יש קשיחות טובה, פלסטיות, דפורמציה קרה ויכולת ריתוך. מכיוון שפלדה מכילה כמות מסוימת של כרום ואלומיניום, יש לה עמידות טובה לחמצון ועמידות בפני חלודה. 405 יכול לשמש כמגדל זיקוק נפט, ריפוד מיכל, להב טורבינת קיטור, מכשיר עמיד בפני קורוזיה גופרית בטמפרטורה גבוהה וכו'. 400 למכשירי חשמל ביתיים ומשרדיים וכו'. 409 משמש להתקני מערכת משתיק פליטה לרכב וצינורות מים קרים וחמים, וכו'. פלדת אל חלד פריטית כרום בינונית, תכולת הכרום היא 14% עד 19%, כגון 1Cr17 ו-1Cr17Mo בסין. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 בארצות הברית. לסוג זה של פלדה יש עמידות טובה יותר בפני חלודה וקורוזיה. מקדם התקשות העבודה שלו קטן (n≈2), ויש לו ביצועי שרטוט עמוק טובים, אך המשיכות שלו גרועה. פלדת אל חלד פריטית AISI 430 משמשת לקישוט אדריכלי, קישוט רכב, ציוד מטבח, מבערי גז וחלקים מציוד תעשייתי חומצה חנקתית וכו'. AISI 434 משמש לקישוט חיצוני של מכוניות ומבנים. 439 משמש כצינור למחממי מים בגז, צינורות פחם וגז וכו'. פלדת אל חלד פריטית גבוהה כרום מכילה 19% עד 30% כרום, כגון Cr18Si2 ו- Cr25 בסין, AISI 442, AISI 443 ו- AISI 446 בארצות הברית מדינות. לפלדות כאלה יש עמידות טובה לחמצון. AISI 442 משמש באופן רציף באטמוספרה, טמפרטורת הגבול העליון היא 1035 מעלות צלזיוס, והטמפרטורה המקסימלית לשימוש מתמשך היא 980 מעלות צלזיוס. לנירוסטה פריטית AISI 446 יש עמידות טובה יותר לחמצון.
סטי נירוסטה פריטי בטוהר גבוהl
סוג זה של פלדה מכיל פחמן נמוך במיוחד, חנקן; כרום גבוה, מוליבדן, טיטניום, ניוביום ואלמנטים אחרים. כמו 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2 של סין. לסוג זה של פלדה יש תכונות מכניות טובות (במיוחד קשיחות), יכולת ריתוך, עמידות בפני קורוזיה בין-גרעינית, עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני קורוזיה של חריצים ועמידות מעולה בפני פיצוח קורוזיה במתח. לדוגמה, לנירוסטה פריטית 18-2 יש עמידות טובה בפני קורוזיה בחומצה חנקתית, חומצה אצטית, NaOH, עמידות בפני קורוזיה ב-3% NaCl ו-FeCl3 שווה או עולה על 18-8 נירוסטה אוסטניטית, פלדה 26CrMo במדיות רבות עמידות בפני קורוזיה , במיוחד בחומצות אורגניות, חומצות מחמצנות ואלקליות חזקות. יש לו עמידות טובה בפני קורוזיה בבור במדיום כלורי חזק. לא מתרחש פיצוח קורוזיה במתח בכלוריד, מימן גופרתי, חומצה גופרתית מופרזת ואלקלי חזק. ל-30Cr-2Mo עמידות גבוהה יותר בפני קורוזיה בבור וקורוזיה תוך שמירה על עמידות בפני קורוזיה במתח.
עמידות בפני קורוזיה של נירוסטה פריטית
(1) קורוזיה אחידה.
כרום הוא האלמנט הקל ביותר לפאסיביות. בסביבה האטמוספרית, ניתן להפסיב את סגסוגת הברזל-כרום עם תכולת כרום של יותר מ-12%. במדיום המחמצן, ניתן לפסיבי את תכולת הכרום אם היא יותר מ-17%. במדיום קורוזיבי מסוים, ניתן להוסיף כרום ומוליבדן גבוהים, ניקל, נחושת ואלמנטים אחרים כדי להשיג עמידות טובה בפני קורוזיה.
(2) קורוזיה בין-גרגירית.
פלדות אל-חלד פריטיות, כמו פלדות אל-חלד אוסטניטיות, סובלות מקורוזיה בין-גרגירית, אך טיפול הרגישות וטיפול החום כדי למנוע קורוזיה זו הם בדיוק ההפך. פלדת אל-חלד פריטית נוטה לקורוזיה בין-גרגירית כתוצאה מקירור מהיר מעל 925 מעלות צלזיוס, וניתן לבטל את המצב (מצב רגיש) הרגיש לקורוזיה בין-גרגירית לאחר תקופה קצרה של טשטוש ב-650-815 מעלות צלזיוס. הקורוזיה הבין-גרגירית של פלדה פריטית היא גם תוצאה של דלדול הכרום שנגרם על ידי משקעי קרביד. לכן, הפחתת תכולת הפחמן והחנקן בפלדה והוספת אלמנטים כגון טיטניום וניוביום יכולים להפחית את הרגישות לקורוזיה בין-גרגירית.
(3) קורוזיה של חריצים וחריצים.
כרום ומוליבדן הם האלמנטים היעילים ביותר לשיפור עמידות החריצים והחריצים של נירוסטה. ככל שתכולת הכרום עולה, גם תכולת הכרום בסרט התחמוצת עולה, והיציבות הכימית של הסרט עולה. מוליבדן נספג על משטח המתכת הפעיל בצורה של MoO4, אשר מעכב את פירוק המתכת, מקדם repassivation ומונע את הנזק של הסרט. לכן, פלדת אל-חלד פריטית גבוהה בכרום ובמוליבדן בעלת עמידות מצוינת בפני קורוזיה וחריצים.
(4) עמידות בפני פיצוח קורוזיה במתח.
בשל המאפיינים של המבנה הארגוני, נירוסטה פריטית עמידה בפני קורוזיה במדיום שבו נירוסטה אוסטניטית מייצרת פיצוח קורוזיה.
תכונות מכניות של נירוסטה פריטית
לא ניתן לחזק פלדת אל-חלד פריטית על ידי טיפול בחום מכיוון שאין שינוי פאזה. בדרך כלל, הוא משמש לאחר חישול ב 700-800 מעלות צלזיוס. בשל הגודל האטומי הדומה של ברזל וכרום, השפעת חיזוק התמיסה המוצקה קטנה, חוזק התפוקה וחוזק המתיחה של פלדת אל חלד פריטית גבוהים במעט מזה של פלדה דלת פחמן, והמשיכות נמוכה מזו של פלדה דלת פחמן. .
1) שבירות בטמפרטורת החדר של נירוסטה פריטית רגילה.
נירוסטה פריטית רגילה רגישה לחריצים, וטמפרטורת המעבר השבירה היא מעל טמפרטורת החדר למעט פלדת אל חלד פריטית דלת כרום. ככל שתכולת הכרום גבוהה יותר, כך שבריריות הקרה גדולה יותר. שבריריות קרה זו קשורה ליסודות הביניים כמו פחמן וחנקן בפלדה, ולפלדה הפריטית הטהורה במיוחד יש תכולת פחמן נמוכה מאוד ביסודות ביניים כמו פחמן וחנקן, כך שהיא יכולה להשיג קשיחות טובה, ואת המעבר השביר. ניתן להוריד את הטמפרטורה מתחת לטמפרטורת החדר.
2) שבירות בטמפרטורה גבוהה של נירוסטה פריטית רגילה.
פלדת אל חלד פריטית רגילה מחוממת למעל 927 מעלות צלזיוס ולאחר מכן מתקררת במהירות לטמפרטורת החדר, הפלסטיות והקשיחות מופחתות באופן משמעותי. התפרקות זו בטמפרטורה גבוהה קשורה למשקעים המהירים של תרכובות פחמן (ניטריד) על גבולות גרגר או נקעים בטמפרטורה של 427-927 מעלות צלזיוס. הפחתת תכולת הפחמן והחנקן של הפלדה (באמצעות טכנולוגיה טהורה במיוחד) יכולה לשפר מאוד את הפריכות הזו. בנוסף, כאשר מחממים את הפלדה הפריטית מעל 927 מעלות צלזיוס, קיבולת הגרגירים תתגס, והגרגר הגס ידרדר את הפלסטיות והקשיחות של הפלדה.
3) היווצרות σ-phase.
על פי דיאגרמת פאזות ברזל-כרום, כאשר נשמרת ב-500-800 מעלות צלזיוס, הסגסוגת המכילה 40%-50% כרום תיצור σ חד פאזי, ותיווצר הסגסוגת המכילה פחות מ-20% או יותר מ-70% כרום. מבנה דו-פאזי α+σ. היווצרות σ-phase תפחית משמעותית את המשיכות והקשיחות של הפלדה. לכן, אין להשתמש בפלדת אל חלד פריטית לאורך זמן בטמפרטורה של 500-800 מעלות צלזיוס.
4) שבירות ב-475 מעלות צלזיוס.
פלדה פריטית גבוהה בכרום (>15%) תהיה שבירה מאוד כאשר היא נשמרת ב-400-500 מעלות צלזיוס. התפרקות מסוג זה לוקחת זמן קצר יותר מהמשקעים של שלב σ. לדוגמה, כאשר 0.080C-0.4Si-16.9Cr נירוסטה פריטית נשמרת ב-450 מעלות צלזיוס למשך 4 שעות, קשיחות ההשפעה של טמפרטורת החדר כמעט יורדת לאפס. מידת השבירות עולה עם העלייה בתכולת הכרום, אך ניתן לשחזר את הקשיחות לאחר טיפול מעל 600 מעלות צלזיוס. שבירות ב-475 מעלות צלזיוס היא תוצאה של משקעים של פאזת האלפא העשירה בכרום. פלדה כזו צריכה להימנע מחימום ליד 475 מעלות צלזיוס.
זמן פרסום: מאי-02-2023