هل 308 أم 309 أفضل للفولاذ المقاوم للصدأ؟

عندما يتعلق الأمر بـلحام الفولاذ المقاوم للصدأ بالفولاذ المقاوم للصدأومن أكثر الأسئلة شيوعاً التي يطرحها المهندسون والمصنعون:
"هل يجب عليّ استخدام معدن الحشو 308 أم 309؟"

كلا الرقمين 308 و 309 همامواد حشو من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتيتُستخدم على نطاق واسع في تصنيع وإصلاح الهياكل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. ومع ذلك، فإنها تخدم أغراضًا مختلفة حسب نوع الهيكل.تركيبة المعدن الأساسي، وظروف اللحام، وبيئة الخدمة.

في هذه المقالة المفصلة،ساكيستيلتوضح شركة عالمية لتصنيع وتصدير الفولاذ المقاوم للصدأ،الاختلافات بين معادن الحشو المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 308 و 309، وخصائصها الكيميائية والمعدنية، وأيها يؤدي أداءً أفضل في تطبيقات اللحام بين الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للصدأ.

1. مقدمة عن الفولاذ المقاوم للصدأ 308 و309

الفولاذ المقاوم للصدأ 308

الفولاذ المقاوم للصدأ 308(UNS S30800) هوسبيكة أوستنيتية من الكروم والنيكلمصمم في الأساس لأغراض اللحامالفولاذ المقاوم للصدأ 304 و 304Lيحتوي على ما يقارب20% كرومو10% نيكلمما يمنحه مقاومة ممتازة للتآكل وقابلية جيدة للحام.

بسبب تركيبها المشابه للفولاذ 304، فإن مادة الحشو 308 هيالخيار القياسيعند وصل الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 304 بالفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 304 أو غيره من أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 300 في بيئات غير قاسية.

الفولاذ المقاوم للصدأ 309

الفولاذ المقاوم للصدأ 309(UNS S30900) هو أيضًا سبيكة من الكروم والنيكل الأوستنيتي، ولكنه يحتوي علىنسبة أعلى من الكروم (≈23%)والنيكل (≈13%)أكثر من 308. وهذا يجعلها أكثرمقاوم للأكسدة والإجهاد الحراري والتقشر عند درجات الحرارة العالية.

تم تطويره في الأصل كـدرجة مقاومة للحرارة، 309 يستخدم الآن أيضًا كـمعدن حشو انتقاليلربط أنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ ولللحام بين الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني.

2. التركيب الكيميائي

يحدد التركيب الكيميائي كيفية أداء كل سبيكة أثناء وبعد اللحام.

• تركيبة الفولاذ المقاوم للصدأ 308:

  • الكروم: 19-21%

  • النيكل: 9-11%

  • الكربون: ≤0.08%

  • المنغنيز: ≤2%

  • السيليكون: ≤1%

• تركيبة الفولاذ المقاوم للصدأ 309:

  • الكروم: 22-24%

  • النيكل: 12-15%

  • الكربون: ≤0.08%

  • المنغنيز: ≤2%

  • السيليكون: ≤1%

الفرق الرئيسي:

309 لديهمحتوى سبيكة أعلىتحسين مقاومةالحرارة والأكسدةلكن جعلها قليلاًأغلى ثمناًأكثر من 308.

3. البنية المجهرية والخصائص المعدنية

كلا الرقمين 308 و 309 هماالأوستنيتيالفولاذ المقاوم للصدأ، مما يعني أن بنيته البلورية هيمكعب مركزي الوجه (FCC)وهذا يمنحها مرونة ومتانة ومقاومة للتآكل ممتازة.

لكنمحتوى الفريتيختلف بعد التصلب:

• يحتوي معدن اللحام 308 عادةً على3-10% فيريتمما يقلل من التشققات الساخنة.

• يميل معدن اللحام 309 إلى امتلاكمحتوى أعلى من الفريت(حتى 15٪)، مما يحسن مقاومة التشققات الناتجة عن التصلب تحت درجات الحرارة العالية.

وبالتالي، فإن 309 أفضل لـلحام الأجزاء السميكة أو المواد ذات مدخلات الحرارة العاليةحيث يمثل التصدع مصدر قلق.

4. تطبيقات اللحام للفولاذ 308

معدن الحشو 308هو المعيار الصناعي للحامالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتيمثل 304 و 304L و 301.

الاستخدامات النموذجية:

• اللحام304/304L إلى 304/304L

• تصنيعالخزانات والأنابيب والمكونات الهيكلية

• معدات معالجة الأغذية والمشروبات

• التطبيقات المعمارية والزخرفية

يُستخدم 308 لتر (النسخة منخفضة الكربون) غالبًا لمنعترسيب الكربيدوالحفاظ على مقاومة التآكل فيالوصلات الملحومةبدون معالجة حرارية بعد اللحام.

مزايا 308:

• مناسب تمامًا للفولاذ المقاوم للصدأ 304 وما شابهه

• مظهر لحام جيد وسهولة إزالة الخبث

• يحافظ على مقاومة التآكل في معظم البيئات

القيود:

• غير مناسب للاستخدام في درجات حرارة عالية تزيد عن 800 درجة مئوية

• غير مناسب لربط الفولاذ المقاوم للصدأ بالفولاذ الكربوني

5. تطبيقات اللحام لـ 309

معدن الحشو 309مصمم لـمحتوى سبيكة أعلىوتوافق أوسعأكثر من 308.

الاستخدامات النموذجية:

• اللحامالفولاذ المقاوم للصدأ إلى الفولاذ الكربوني أو الفولاذ منخفض السبائك

• الانضمامالفولاذ المقاوم للصدأ غير المتشابه(على سبيل المثال، من 304 إلى 310، أو من 316 إلى 321)

• إصلاح اللحام لأنواع غير معروفة من الفولاذ المقاوم للصدأ

• المكونات ذات درجة الحرارة العالية مثلأجزاء الأفران، والمبادلات الحرارية، وأنظمة العادم

يسمح محتوى الكروم والنيكل العالي في عيار 309 بـتقبّل عدم تطابق التركيببين السبائك المختلفة دون حدوث تشققات أو تآكل.

مزايا 309:

• مقاومة ممتازة للأكسدة والتقشر حتى درجة حرارة 1100 درجة مئوية

• قدرة تحمل فائقة للمعادن الأساسية المختلطة أو غير المعروفة

• انخفاض ميل التشقق أثناء اللحام بدرجة حرارة عالية

القيود:

• أغلى قليلاً من 308

• قد يؤدي التركيب المتطابق بشكل مفرط إلى تقليل مطيلية اللحامات الرقيقة للصفائح

6. مقاومة التآكل

يوفر كلا النوعين مقاومة ممتازة للتآكل، لكن بيئة الخدمة هي التي تحدد أيهما يؤدي بشكل أفضل.

• 308:متميز فيالظروف الجوية والكيميائية المعتدلة، على غرار الفولاذ المقاوم للصدأ 304.

• 309:متفوق فيبيئات مؤكسدة وذات درجات حرارة عالية، يتحمل دورات التبريد والتسخين دون حدوث ترسبات أو تكربن.

لالبيئات البحرية أو الغنية بالكلوريد، لا يؤدي كل من 308 و 309 أداءً جيدًا مثل الدرجات التي تحتوي على الموليبدينوم مثل 316 أو 317.

لكن بالنسبة لـمعدات التسخين الصناعية ووصلات الانتقال، 309 يتفوق بوضوح على 308.

7. مقاومة درجات الحرارة العالية

هذا أحد أهم الفروق بين 308 و 309.

• 308:يؤدي أداءً جيداً حتى870 درجة مئوية (1600 درجة فهرنهايت)قبل أن تفقد قوتها ومقاومتها للأكسدة.

• 309:يحافظ على النزاهة حتى1100 درجة مئوية (2010 درجة فهرنهايت)مما يجعله مثالياً لـأنظمة الفرن والعادم.

لذا، إذا كانت الوصلة الملحومة معرضة لـالتسخين المستمر أو الدوري, 309 هو الخيار الأفضل.

8. الخواص الميكانيكية

الخصائص الميكانيكية النموذجية لكلا معدني الحشو (حالة ترسب اللحام):

• 308:

  • قوة الشد: ~550 ميجا باسكال

  • قوة الخضوع: ~350 ميجا باسكال

  • الاستطالة: 35%

• 309:

  • قوة الشد: ~620 ميجا باسكال

  • قوة الخضوع: ~420 ميجا باسكال

  • الاستطالة: 35%

خاتمة:
تتميز اللحامات من النوع 309 بأنها أقوى وأكثر مقاومة للتشوه الناتج عن درجات الحرارة العالية، بينما تتميز اللحامات من النوع 308 بأنها أكثر مرونة وأسهل في التشطيب للتطبيقات الجمالية أو الصحية.

9. قابلية اللحام والتصنيع

كل من 308 و 309قابلية لحام ممتازةويمكن استخدامها مع جميع العمليات الشائعة —GTAW (TIG)، GMAW (MIG)، SMAW (عصا)، وFCAW (متدفق النواة).

لكن ضع في اعتبارك ما يلي:

• يستخدم308 لترعند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون لمنع التآكل بين الحبيبات.

• يستخدم309عند ربط المعادن المختلفة أو عندما يكون التركيب الأساسي الدقيق غير معروف.

لتجنب التشقق،التحكم في مدخلات الحرارةوحافظ على درجات الحرارة بين الممرات أقل من 150 درجة مئوية.

10. المعادن الأساسية المتطابقة

قاعدة عامة: