التحكم في التآكل بين حبيبات الفولاذ المقاوم للصدأ

يُعد التحكم في التآكل بين الحبيبات في الفولاذ المقاوم للصدأ، وخاصةً الفولاذ المقاوم للصدأ 304، أمرًا بالغ الأهمية. يُسبب التآكل بين الحبيبات في الفولاذ المقاوم للصدأ، والذي يصل إلى حوالي 10%، انخفاضًا في تماسك الحبيبات، مما يؤدي إلى سهولة تشققها وتجعدها تحت تأثير الإجهاد، وقد يكون هذا التآكل خفيًا وغير مرئي. كما يُعزى هذا التآكل إلى أسباب رئيسية أخرى. ويُعزى التآكل بين الحبيبات في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، بشكل كبير، إلى نقص الكروم على حدود الحبيبات، حيث يسهل تكوين مركبات كيميائية بين الكروم والكربون، مما يزيد من محتوى الكروم.

1- التركيب الكيميائي والبنية

(1) محتوى الكربون

يُعدّ محتوى الكربون في الفولاذ العاملَ الرئيسي في تآكل حبيبات الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. من جهة، يجب التحكم بدقة في محتوى الكربون في المعدن الأساسي وقضيب اللحام بحيث لا يتجاوز 0.08%. ومن جهة أخرى، يُضاف إلى المعدن الأساسي ومادة اللحام عناصر مُثبِّتة مثل التيتانيوم والنيوبيوم، لما لها من ألفة قوية مع الكربون، حيث يرتبط الكربون بالكروم قبله، مما يُنتج مركباً مستقراً.

(2) بنية الطور المزدوج

تُعزز البنية ثنائية الطور بشكل كبير مقاومة التآكل بين الحبيبات. فمن جهة، يؤدي دمج عناصر تكوين الفريت، مثل الكروم والسيليكون والألومنيوم والموليبدينوم، إلى تشكيل بنية ثنائية الطور باللحام، وذلك باستخدام عامل بناء مختار يحتوي على الفريت، مما يزيد من مواد اللحام.

2- تكنولوجيا اللحام

(1) تُعدّ منطقة درجة الحرارة بين 450 و850 درجة مئوية، وخاصةً عند 650 درجة مئوية، الأكثر عرضةً لتكوّن منطقة خطر التآكل بين الحبيبات (المعروفة أيضًا بمنطقة حساسة لدرجة الحرارة). ولحام الفولاذ المقاوم للصدأ، يمكن إجراء اللحامات تحت طبقات رقيقة، أو مباشرةً في نظام تبريد بالماء، لتبريد اللحام بسرعة وتقليل وقت بقائه في نطاق درجة الحرارة، وهي إجراءات فعّالة لتحسين مقاومة التآكل في الوصلات.

(2) زيادة طاقة خط اللحام تُسرّع تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. أثناء عملية اللحام، يُنصح باستخدام تيار منخفض، وسرعة لحام عالية، وقوس قصير، وطريقة لحام متعددة التمريرات، لتقليل الحرارة. كما أن انخفاض مدخلات الحرارة يُسهم في رفع درجة الحرارة بسرعة كافية لتجنب التآكل بين الحبيبات في المنطقة المتأثرة بالحرارة.