Ի՞նչն է օստենիտային չժանգոտվող պողպատը դարձնում ոչ մագնիսական։

Անժանգոտվող պողպատը ժամանակակից ճարտարագիտության մեջ ամենատարածված նյութերից մեկն է, որը հայտնի է իր բացառիկ կոռոզիոն դիմադրությամբ, ամրությամբ և բազմակողմանիությամբ: Իր բազմաթիվ տեսակների շարքում,աուստենիտային չժանգոտվող պողպատառանձնանում է որպես ամենատարածված խումբ, որը հանդիպում է ամեն ինչում՝ խոհանոցային սարքավորումներից մինչև քիմիական գործարաններ, բժշկական գործիքներ և ավիատիեզերական բաղադրիչներ։

Ավստենիտային չժանգոտվող պողպատի ամենաառանձնահատուկ առանձնահատկություններից մեկն այն է, որ այնոչ մագնիսականԱյս հատկությունը այն տարբերակում է այլ տեսակի չժանգոտվող պողպատից, ինչպիսիք են ֆերիտային կամ մարտենսիտային տեսակները, որոնք բնականաբար մագնիսական են: Բայց ի՞նչն է ճիշտ աուստենիտային չժանգոտվող պողպատը դարձնում ոչ մագնիսական:

Այս հոդվածում մենք կուսումնասիրենք մետաղագործական գիտությունը, որը թաքնված է դրա ոչ մագնիսական բնույթի հիմքում, համաձուլվածքային տարրերի, ինչպիսիք են նիկելը և ազոտը, դերը, այն պայմանները, որոնք կարող են փոխել դրա մագնիսական վարքագիծը, և թե ինչու են արդյունաբերությունները ապավինում չժանգոտվող պողպատի այս հատուկ կատեգորիային: Որպես չժանգոտվող պողպատի առաջատար արտադրող՝ՍԱԿԻՍԹԻԼխորը պատկերացում է տալիս, թե ինչպես են ձևավորվում աուստենիտային կառուցվածքները և ինչպես են վերահսկվում դրանց մագնիսական հատկությունները բարձր արդյունավետության կիրառությունների համար։

1. Ի՞նչ է աուստենիտային չժանգոտվող պողպատը։

Օստենիտիկ չժանգոտվող պողպատը չժանգոտվող պողպատի տեսակ է, որն ունիճակատային կենտրոնացված խորանարդ (FCC)բյուրեղային կառուցվածք։ Այս միկրոկառուցվածքը կայունացվում է հատուկ համաձուլվածքային տարրերով՝ հիմնականումնիկել, քրոմ, և երբեմնմանգանևազոտ.

FCC կառուցվածքը դրա բանալին էոչ մագնիսականբնություն։ Այս դասավորության մեջ յուրաքանչյուր ատոմ շրջապատված է 12 այլ ատոմներով՝ խորանարդային ցանցում, ինչը խոչընդոտում է մագնիսական տիրույթների հեշտությամբ դասավորվելուն։ Դոմենների դասավորության այս բացակայությունն է, որը վերացնում է մագնիսականությունը նորմալ պայմաններում։

Օստենիտիկ չժանգոտվող պողպատները ներկայացված են այնպիսի դասարաններով, ինչպիսիք են304, 304L, 316, 316L, 310S, 321 և 347Դրանք լայնորեն կիրառվում են, քանի որ համատեղում են գերազանց կոռոզիոն դիմադրությունը, լավ ձևավորելիությունը և մեխանիկական ամրությունը իրենց ոչ մագնիսական վարքի հետ։

2. Բյուրեղային կառուցվածքի դերը մագնիսականության մեջ

Հասկանալու համար, թե ինչու է աուստենիտային չժանգոտվող պողպատը ոչ մագնիսական, մենք նախ պետք է նայենք դրանց միջև եղած կապին։բյուրեղային կառուցվածքը և մագնիսականությունը.

Մետաղներում մագնիսականությունը արդյունք էմագնիսական տիրույթների դասավորություն, որոնք նյութի ներսում փոքր շրջաններ են, որտեղ էլեկտրոնային սպինները կողմնորոշված ​​են նույն ուղղությամբ: Որպեսզի այս տիրույթները դասավորվեն և մագնիսականություն առաջացնեն, մետաղի բյուրեղային կառուցվածքը պետք է ապահովի այդ դասավորությունը:

• Ֆերիտային և մարտենսիտային չժանգոտվող պողպատներունենալմարմնի կենտրոնացված խորանարդ (BCC) or մարմնակենտրոն քառանկյուն (BCT)կառուցվածք։ Այս դասավորությունը թույլ է տալիս մագնիսական տիրույթներին հեշտությամբ դասավորվել, դարձնելով դրանք ուժեղ մագնիսական։

• Ավստենիտային չժանգոտվող պողպատներ, ընդհակառակը, ունենFCC կառուցվածքըԱյս կառուցվածքի համաչափությունը և ատոմների դասավորությունը կանխում են սպինների զուգահեռ դասավորությունը, ինչը նյութը դարձնում էպարամագնիսական կամ ոչ մագնիսականսենյակային ջերմաստիճանում։

Այս կառուցվածքային տարբերությունը բացատրում է, թե ինչու, չնայած բոլոր չժանգոտվող պողպատները պարունակում են երկաթ՝ մագնիսական տարր, դրանցից ոչ բոլորն են ցուցաբերում մագնիսական հատկություններ։

3. Նիկելի դերը ոչ մագնիսականության մեջ

Նիկելը ամենակարևոր տարրն է, որը աուստենիտային չժանգոտվող պողպատը դարձնում է ոչ մագնիսական։ Այն կայունացնում էաուստենիտային (FCC)պողպատի փուլը սենյակային ջերմաստիճանում՝ կանխելով դրա վերածումը ֆերիտի կամ մարտենսիտի։

Առանց բավարար նիկելի, չժանգոտվող պողպատը հակված է ձևավորվելֆերիտային կառուցվածքներպնդացման ընթացքում, որոնք մագնիսական են։ 8–12 տոկոս նիկել ավելացնելով՝ պողպատը պահպանում է իր աուստենիտային կառուցվածքը նույնիսկ սառեցումից հետո՝ ապահովելով, որ այն մնա ոչ մագնիսական։

Օրինակ՝

• 304 տիպի չժանգոտվող պողպատպարունակում է մոտավորապես 18 տոկոս քրոմ և 8 տոկոս նիկել։

• 316 տիպի չժանգոտվող պողպատավելացնում է մոլիբդեն (2-3 տոկոս)՝ կոռոզիոն դիմադրության ավելի լավ մակարդակի համար, բայց պահպանում է մոտ 10-14 տոկոս նիկել՝ աուստենիտային և ոչ մագնիսական մնալու համար։

Հետևաբար, նիկելը գործում է որպեսկայունացուցիչորը ամրացնում է պողպատը իր ոչ մագնիսական ձևի մեջ։

4. Ինչու միայն քրոմը բավարար չէ

Թեև քրոմը ապահովում է կոռոզիայի դիմադրություն՝ մակերեսին պասիվ օքսիդային թաղանթ առաջացնելով, այն չժանգոտվող պողպատը չի դարձնում ոչ մագնիսական։ Քրոմըֆերիտ առաջացնող տարր, ինչը նշանակում է, որ այն խրախուսում է մարմնի վրա կենտրոնացված խորանարդային կառուցվածքը։

Միայն այն դեպքում, երբ քրոմը համակցվում է բավարար քանակությամբ նիկելի հետ, արդյունքում ստացված համաձուլվածքը մնում է աուստենիտային և ոչ մագնիսական։ Ֆերիտ առաջացնող և աուստենիտը կայունացնող տարրերի միջև այս հավասարակշռությունը կարևոր է ցանկալի ոչ մագնիսական վարքագծին հասնելու համար։

5. Ինչպես է ազոտը ազդում մագնիսականության վրա

Ժամանակակից համաձուլվածքային դիզայնը երբեմն օգտագործում էազոտորպես նիկելի մասնակի փոխարինող։ Ազոտը արդյունավետ էաուստենիտային կայունացուցիչև կարող է նվազեցնել մագնիսականությունը չժանգոտվող պողպատներում, որոնք ունեն ավելի ցածր նիկելի պարունակություն։

Օրինակ, որոշ 200 շարքի չժանգոտվող պողպատներում (օրինակ՝ 201 կամ 202), ազոտը նպաստում է աուստենիտային կառուցվածքի պահպանմանը և նվազագույնի է հասցնում մագնիսականությունը նույնիսկ նիկելի ցածր մակարդակի դեպքում: Այնուամենայնիվ, այս համաձուլվածքները կարող են դեռևս թեթևակի մագնիսական դառնալ ծանր սառը մշակումից հետո՝ մասնակի մարտենսիտային փոխակերպման պատճառով:

6. Կարո՞ղ է օստենիտային չժանգոտվող պողպատը դառնալ մագնիսական։

Մինչդեռ աուստենիտային չժանգոտվող պողպատըոչ մագնիսական իր թրծված վիճակում, այն կարող էդառնալ մի փոքր մագնիսականորոշակի հանգամանքներում։ Սա տեղի է ունենում, երբ մեխանիկական դեֆորմացիան կամ սառը աշխատանքը փոխում են բյուրեղային կառուցվածքը։

Երբ աուստենիտային չժանգոտվող պողպատըծռված, ձգված, գլորված կամ մեքենայացված, ինտենսիվ լարվածությունը կարող է հանգեցնել աուստենիտային (FCC) կառուցվածքի որոշ մասերի վերափոխմանըմարտենսիտ (BCT), որը մագնիսական է։ Սա կոչվում էլարվածության հետևանքով առաջացած մարտենսիտձևավորում

Օրինակ՝

• 304 չժանգոտվող պողպատե թերթը կարող է ոչ մագնիսական լինել արտադրությունից առաջ, բայց խորը գծագրումից կամ ձևավորումից հետո ցույց տալ աննշան մագնիսականություն:

• 316 չժանգոտվող պողպատե պտուտակը կարող է հիմնականում ոչ մագնիսական մնալ, բայց թույլ ձգողություն ցուցաբերել թելավորված տարածքի մոտ գտնվող մագնիսի նկատմամբ, որտեղ սառը աշխատանքը ամենաբարձրն է։

Սա չի ազդում նյութի կոռոզիոն դիմադրության կամ կատարողականի վրա՝ այն միայն թույլ մագնիսական արձագանք է առաջացնում։

7. Կարո՞ղ է մագնիսականությունը վերացվել։

Այո։ Եթե աուստենիտային չժանգոտվող պողպատը սառը մշակումից հետո դառնում է մագնիսական, դրա ոչ մագնիսական հատկությունը կարող է վերականգնվելլուծույթի թրծում.

Այս գործընթացի ընթացքում պողպատը տաքացվում է մինչև1050–1100°Cև այնուհետև արագ սառչել։ Այս բարձր ջերմաստիճանը թույլ է տալիս մարտենսիտային կառուցվածքին լիովին վերադառնալ սկզբնական աուստենիտային կառուցվածքին՝ վերացնելով մագնիսականությունը։

Այնուամենայնիվ, կարևոր է նշել, որ այս մեթոդը կիրառելի է միայն աուստենիտային տեսակների համար: Ֆերիտային և մարտենսիտային չժանգոտվող պողպատները չեն կարող ոչ մագնիսական դառնալ թրծման միջոցով, քանի որ դրանց հիմնական կառուցվածքը բնույթով մագնիսական է:

8. Կոմպոզիցիայի և մագնիսականության միջև կապը

Անժանգոտվող պողպատի քիմիական կազմը կարևոր դեր է խաղում դրա մագնիսական վարքի որոշման գործում: Հետևյալ տարրերը ազդում են աուստենիտային կառուցվածքի և մագնիսականության վրա.