آلیاژ استیل مقاوم به حرارت
ساختار آلیاژهای استیل مقاوم به حرارت یکی از عوامل اصلی است که تعیین کننده خواص و کارایی این آلیاژها در شرایط دمای بالا است. آلیاژ استیل مقاوم به حرارت از ترکیباتی از فلزات آهن (Fe)، کروم (Cr)، نیکل (Ni) و مواد اضافی دیگر تشکیل می شود و ساختار آستنیتی در آن ها به دلیل حضور نیکل و کروم به عنوان عناصر آلیاژی اصلی شکل می گیرد. این ساختار دارای خواص مکانیکی بالا و مقاومت به حرارت و خزش است. همچنین، ساختار آستنیتی در دماهای بالاتر از دمای تغییر فاز تبدیل به ساختارهای دیگری مانند ساختار فریتی میشود.
همچنین ساختار فریتی در آلیاژهای استیل مقاوم به حرارت در دماهای پایینتر از دمای تغییر فاز شکل می گیرد. این ساختار دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و خواص مکانیکی مطلوبی است. ساختار فریتی به دلیل کاهش درصد نیکل و افزایش درصد کروم در آلیاژ، شکل میگیرد. البته ساختار مارتنزیتی در آلیاژ استیل مقاوم به حرارت به دلیل انجام فرآیند تبرید سریع در دماهای بسیار بالا شکل می گیرد. این ساختار دارای سختی بالا و مقاومت بسیار بالا در برابر خستگی است.
معمولاً ساختار مارتنزیتی با استفاده از روشهای حرارتی به ساختارهای دیگری مانند ساختار آستنیتی یا فریتی تبدیل می شود. البته ساختار پرلیتی در آلیاژ استیل مقاوم به حرارت به دلیل انجام این فرآیند در دماهای متوسط شکل می گیرد. این ساختار دارای ترکیبی از لایه های آهنی و کربیدها است و خواص مکانیکی مناسبی دارد که به صورت ترکیبی از این ساختارها شکل می گیرد و می تواند به شکل فازهای مختلف در ساختار میکروسکوپی توصیف شود.
در واقع این ساختارها به واسطه تأثیر عوامل مختلفی مانند ترکیب شیمیایی، فرآیند های حرارتی، سرعت و روش تبرید و دماهای تقسیم بندی شده از طریق کوره یا فرآیندهای حرارتی دیگر تشکیل می شوند. در واقع ساختار آلیاژ استیل مقاوم به حرارت باید به گونه ای باشد که بتواند در دماهای بالا و در شرایط حرارتی و سختی بالا عملکرد مطلوبی ارائه دهد. هرچه ساختار مورد نظر در این فلزات متناسب با نیازهای نهایی باشد، خواص مکانیکی، مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر حرارت بهبود مییابد.
به طور کلی، ساختار آلیاژ استیل مقاوم به حرارت باید توانایی مقاومت در برابر خستگی، خوردگی، پوشش دهی، مقاومت در برابر حرارت بالا و خواص مکانیکی مناسب را در شرایط دما و فشار بالا داشته باشد. این ساختارها ممکن است با تغییر در ترکیب شیمیایی و فرآیند های حرارتی مورد نظر بهبود یابند و این امر بستگی به نیازهای نهایی و کاربردهای مورد استفاده دارد.
آلیاژ استیل مقاوم به حرارت، به دلیل ویژگیها و خواص خاصی که دارند، در بسیاری از صنایع و کاربردها مورد استفاده قرار میگیرد. این محصولات به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، خوردگی، فشار و خستگی در شرایط سخت، مناسب برای استفاده در محیطهای خشن و دماهای بالا هستند. آن ها در سیستمهای انتقال و فرآوری نفت و گاز به عنوان مواد ساختاری در لوله ها، شیرها، اتصالات و تجهیزات دیگر استفاده می شوند. همچنین در پالایشگاه ها، آلیاژهای استیل مقاوم به حرارت در واحد های تقطیر، کراکینگ، هیدروژناسیون و کاتالیست استفاده می شوند.
البته در صنایع دریایی استخراج نفت و گاز، آلیاژ استیل مقاوم به حرارت در ساخت اجزای مهمی مانند لوله ها، تجهیزات حفاری، توربین ها و تجهیزات جریان استفاده می شود. در صنعت هواپیما، آلیاژ استیل مقاوم به حرارت در ساخت قطعات مهمی مانند توربین ها، سیستمهای انتقال حرارت و سیستمهای دودکش استفاده می شود و در ساخت موتورهای موشکی، این محصولات برای تجهیزاتی مانند نازل ها و قطعات مورد نیاز در محفظه سوخت استفاده می شوند. در واقع آلیاژ استیل مقاوم به حرارت به دلیل خواص و ویژگیهای خاصی که دارد، در بسیاری از صنایع و کاربردها مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه به برخی از کاربردهای مهم این فلزات اشاره خواهیم کرد.
در صنعت فولاد سازی، آلیاژ استیل مقاوم به حرارت به عنوان قطعات مقاوم در برابر حرارت و فشار بالا در فرآیندهای تولید فولاد استفاده می شود. این آلیاژها قادر به تحمل دماهای بالا و خواص مکانیکی مناسب در شرایط سخت فرآیند های تغییر شکل دارند. همچنین در صنعت معدن، این فلزات در تجهیزات استخراج، پالایش و فرآوری مواد معدنی مورد استفاده قرار می گیرند. این آلیاژها باید در برابر خوردگی، فشار و حرارت بالا مقاومت کنند و بتوانند در محیط های خشن معدنی عملکرد مطلوبی داشته باشند.
در صنعت برق و الکترونیک، آلیاژ استیل مقاوم به حرارت در ساخت قطعات مهمی مانند توربین های بخار، نیروگاه ها، توربو ژنراتورها و دستگاه های تولید بخار استفاده می شوند. این آلیاژها به دلیل مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون و کرنش حرارتی، مناسب برای شرایط دمایی بالا و تغییرات حرارتی سریع هستند. در نهایت اینکه، این فقط چند مثال از کاربردهای آلیاژ استیل مقاوم به حرارت در صنایع مختلف است. این فلزات به دلیل خواص مکانیکی، مقاومت در برابر حرارت و خوردگی، و قابلیت کارکرد در شرایط سخت، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.