במטלורגיה, נירוסטה היא סגסוגת פלדה עם לפחות 10.5% כרום עם או בלי אלמנטים סגסוגים אחרים ומקסימום של 1.2% פחמן במסה.פלדות אל-חלד, הידועות גם כפלדות אינוקס או אינוקס מצרפתית שאינן חמצוניות (בלתי ניתנות לחמצון), הןסגסוגות פלדההידועים מאוד בעמידותם בפני קורוזיה, אשר עולה עם עלייה בתכולת הכרום.עמידות בפני קורוזיה עשויה להיות משופרת גם על ידי תוספות ניקל ומוליבדן.העמידות של סגסוגות מתכתיות אלו להשפעות הכימיות של חומרים קורוזיביים מבוססת על פסיביות.כדי שהפסיבציה תתרחש ותשאר יציבה, על סגסוגת Fe-Cr להיות בעלת תכולת כרום מינימלית של כ-10.5% במשקל, שמעליה יכולה להתרחש פסיביות ומטה היא בלתי אפשרית.כרום יכול לשמש כאלמנט מתקשה והוא משמש לעתים קרובות עם אלמנט מתקשה כגון ניקל כדי לייצר תכונות מכניות מעולות.

נירוסטה דופלקס

כפי שהשם שלהם מעיד, פלדות אל חלד דופלקס הן שילוב של שני סוגי סגסוגת עיקריים.יש להם מבנה מיקרו מעורב של אוסטניט ופריט, המטרה בדרך כלל היא לייצר תערובת של 50/50, אם כי בסגסוגות מסחריות, היחס עשוי להיות 40/60.עמידותם בפני קורוזיה דומה לעמיתיהם האוסטניטיים, אך עמידותם בפני מתח-קורוזיה (במיוחד בפני פיצוח קורוזיה של כלוריד), חוזק מתיחה וחוזק תפוקה (בערך כפול מחוזק התפוקה של פלדות אל-חלד אוסטניטיות) עדיפות בדרך כלל על זו של האוסטניטית. ציוני.בנירוסטה דופלקסית, הפחמן נשמר ברמות נמוכות מאוד (C<0.03%).תכולת הכרום נעה בין 21.00 ל-26.00%, תכולת הניקל נעה בין 3.50 ל-8.00%, וסגסוגות אלו עשויות להכיל מוליבדן (עד 4.50%).הקשיחות והגמישות נופלות בדרך כלל בין אלו של הדרגות האוסטניטיות והפריטיות.דרגות דופלקס מחולקות בדרך כלל לשלוש תת-קבוצות על סמך עמידותן בפני קורוזיה: דופלקס רזה, דופלקס סטנדרטי וסופר דופלקס.פלדות Superduplex בעלות חוזק ועמידות משופרים לכל צורות הקורוזיה בהשוואה לפלדות אוסטניטיות סטנדרטיות.השימושים הנפוצים כוללים יישומים ימיים, מפעלים פטרוכימיים, מפעלי התפלה, מחליפי חום ותעשיית ייצור הנייר.כיום, תעשיית הנפט והגז היא המשתמש הגדול ביותר ודחפה לדרגות עמידות יותר בפני קורוזיה, מה שהוביל לפיתוח של פלדות סופר דופלקס.

העמידות של נירוסטה להשפעות הכימיות של חומרים קורוזיביים מבוססת על פסיבציה.כדי שהפסיבציה תתרחש ותשאר יציבה, על סגסוגת Fe-Cr להיות בעלת תכולת כרום מינימלית של כ-10.5% במשקל, שמעליה יכולה להתרחש פסיביות ומטה היא בלתי אפשרית.כרום יכול לשמש כאלמנט מתקשה והוא משמש לעתים קרובות עם אלמנט מתקשה כגון ניקל כדי לייצר תכונות מכניות מעולות.

פלדות אל חלד דופלקס – SAF 2205 – 1.4462

פלדת אל-חלד דופלקסית נפוצה היא SAF 2205 (סימן מסחרי בבעלות Sandvik עבור פלדת אל-חלד דופלקסית 22Cr (פריטית-אוסטניטית), המכילה בדרך כלל 22% כרום ו-5% ניקל.יש לו עמידות מצוינת בפני קורוזיה וחוזק גבוה, 2205 היא הנירוסטה הדופלקסית הנפוצה ביותר.יישומים של SAF 2205 הם בתעשיות הבאות:

• הובלה, אחסון ועיבוד כימי
• מעבד ציוד
• כלוריד גבוה וסביבות ימיות
• חיפושי נפט וגז
• מכונות נייר

מאפיינים של פלדת אל חלד דופלקס

תכונות החומר הן תכונות אינטנסיביות, כלומר הן אינן תלויות בכמות המסה ועשויות להשתנות ממקום למקום בתוך המערכת בכל רגע.מדע החומרים כרוך בלימוד מבנה החומרים ובקשר ביניהם לתכונותיהם (מכניות, חשמליות וכו').ברגע שמדען החומרים יודע על מתאם מבנה-תכונה זה, הם יכולים להמשיך ולחקור את הביצועים היחסיים של חומר ביישום נתון.הקובעים העיקריים של מבנה החומר ובכך של תכונותיו הם היסודות הכימיים המרכיבים אותו וכיצד הוא עבר עיבוד לצורתו הסופית.

מאפיינים מכניים של פלדת אל חלד דופלקס

חומרים נבחרים לעתים קרובות עבור יישומים שונים כי יש להם שילובים רצויים של מאפיינים מכניים.עבור יישומים מבניים, תכונות החומר הן קריטיות והמהנדסים חייבים לקחת אותם בחשבון.

חוזק של פלדת אל חלד דופלקס

במכניקה של חומרים, החוזק של חומרהיא יכולתו לעמוד בעומס מופעל ללא כשל או עיוות פלסטי.חוזק החומרים מתייחס ליחס בין העומסים החיצוניים המופעלים על חומר לבין העיוות או השינוי בממדי החומר הנובעים מכך.החוזק של חומר הוא יכולתו לעמוד בעומס המופעל ללא כשל או עיוות פלסטי.

חוזק מתיחה אולטימטיבי

חוזק המתיחה האולטימטיבי של פלדת אל חלד דופלקס - SAF 2205 הוא 620 MPa.

החוזק מתיחה אולטימטיביהוא המקסימום בהנדסהעקומת מתח-מתח.זה מתאים למתח המרבי הנגרם על ידי מבנה במתח.חוזק מתיחה אולטימטיבי מקוצר לעתים קרובות ל"חוזק מתיחה" או "האולטימטיבי".אם מתח זה מיושם ומתוחזק, ייווצר שבר.לעתים קרובות, ערך זה גבוה משמעותית ממתח התשואה (כ-50 עד 60 אחוז יותר מהתשואה עבור סוגים מסוימים של מתכות).כאשר חומר רקיע מגיע לחוזק האולטימטיבי שלו, הוא חווה צוואר שבו שטח החתך מצטמצם באופן מקומי.עקומת מתח-מתח אינה מכילה מתח גבוה יותר מהחוזק האולטימטיבי.למרות שהעיוותים יכולים להמשיך לגדול, הלחץ בדרך כלל פוחת לאחר השגת החוזק האולטימטיבי.זהו נכס אינטנסיבי;לכן, ערכו אינו תלוי בגודל דגימת הבדיקה.עם זאת, זה תלוי בגורמים אחרים, כגון הכנת הדגימה, נוכחותם או אחרת של פגמים פני השטח, והטמפרטורה של סביבת הבדיקה והחומר.חוזק המתיחה האולטימטיבי נע בין 50 MPa לאלומיניום ועד ל-3000 MPa עבור פלדה בעלת חוזק גבוה מאוד.

חוזק תשואה

חוזק התפוקה של נירוסטה דופלקס - SAF 2205 הוא 440 MPa.

הנקודת תשואההיא הנקודה על אעקומת מתח-מתחשמצביע על גבול ההתנהגות האלסטית וההתנהגות הפלסטית ההתחלתית.חוזק תפוקה או מתח תפוקה הוא תכונת החומר המוגדרת כמתח שבו חומר מתחיל להתעוות מבחינה פלסטית.לעומת זאת, נקודת התפוקה היא הנקודה שבה מתחיל דפורמציה לא ליניארית (אלסטית + פלסטית).לפני נקודת הניבול, החומר יתעוות בצורה אלסטית ויחזור לצורתו המקורית כאשר הלחץ המופעל יוסר.לאחר מעבר נקודת התפוקה, חלק מסוים מהדפורמציה יהיה קבוע ואינו הפיך.חלק מהפלדות וחומרים אחרים מפגינים התנהגות המכונה תופעת נקודת תפוקה.עוצמות התפוקה נעות בין 35 MPa עבור אלומיניום בעל חוזק נמוך ליותר מ-1400 MPa עבור פלדה בעלת חוזק גבוה.

מודול האלסטיות של יאנג

מודול האלסטיות של יאנג של פלדת אל חלד דופלקס – SAF 2205 הוא 200 GPa.

מודול האלסטיות של יאנגהוא מודול האלסטי עבור מתח מתיחה ולחץ במשטר האלסטיות הליניארי של דפורמציה חד-צירית והוא מוערך בדרך כלל על ידי מבחני מתיחה.עד להגבלת הלחץ, הגוף יוכל לשחזר את מידותיו עם הסרת העומס.הלחצים המופעלים גורמים לאטומים בגביש לנוע ממיקום שיווי המשקל שלהם, וכלאטומיםנעקרים באותה כמות ושומרים על הגיאומטריה היחסית שלהם.כאשר הלחצים מוסרים, כל האטומים חוזרים למקומם המקורי, ולא מתרחש דפורמציה קבועה.לפיחוק הוק, המתח הוא פרופורציונלי למתח (באזור האלסטי), והשיפוע הוא מודול יאנג.מודול יאנג שווה למתח האורך חלקי המתח.

הקשיות של פלדת אל חלד דופלקס

קשיות Brinell של פלדות אל חלד דופלקס - SAF 2205 היא כ-217 MPa.

במדעי החומרים,קַשִׁיוּתהיא היכולת לעמוד בפני הזחה של פני השטח (דפורמציה פלסטית מקומית) ושריטות.קשיות היא כנראה תכונת החומר המוגדרת בצורה גרועה ביותר מכיוון שהיא עשויה להצביע על התנגדות לשריטות, שחיקה, הזחה או אפילו עמידות בפני עיצוב או עיוות פלסטי מקומי.קשיות חשובה מנקודת מבט הנדסית מכיוון שההתנגדות לבלאי על ידי חיכוך או שחיקה על ידי קיטור, שמן ומים עולה בדרך כלל עם הקשיות.

בדיקת קשיות ברינלהוא אחד מבדיקות קשיות הזחה שפותחו לבדיקת קשיות.במבחני ברינל, מדחס קשיח וכדורי נאלץ תחת עומס מסוים לתוך פני המתכת לבדיקה.הבדיקה הטיפוסית משתמשת בכדור פלדה מוקשה בקוטר 10 מ"מ (0.39 אינץ') כמחטב עם כוח של 3,000 ק"ג (29.42 קילו-ניין; 6,614 ק"ג).העומס נשמר קבוע למשך זמן מוגדר (בין 10 ל-30 שניות).עבור חומרים רכים יותר, נעשה שימוש בכוח קטן יותר;עבור חומרים קשים יותר, כדור טונגסטן קרביד מוחלף בכדור הפלדה.

הבדיקה מספקת תוצאות מספריות לכימות קשיות החומר, המתבטאת במספר קשיות Brinell – HB.מספר הקשיות של Brinell מוגדר על ידי תקני הבדיקה הנפוצים ביותר (ASTM E10-14[2] ו-ISO 6506–1:2005) כ-HBW (H מקשיות, B מ-Brinell, ו-W מחומר המפתח, טונגסטן (וולפראם) קרביד).בתקנים קודמים, HB או HBS שימשו כדי להתייחס למדידות שנעשו עם משטחי פלדה.

מספר הקשיות של Brinell (HB) הוא העומס חלקי שטח הפנים של השקע.קוטר ההתרשמות נמדד במיקרוסקופ עם קנה מידה מרוכז.מספר קשיות ברינל מחושב מהמשוואה:

ישנן שיטות בדיקה שונות בשימוש נפוץ (למשל, ברינל,קנופ,ויקרס, ורוקוול).ישנן טבלאות זמינות המתאם את מספרי הקשיות משיטות הבדיקה השונות שבהן מתאם ישים.בכל הסולמות, מספר קשיות גבוה מייצג מתכת קשה.

תכונות תרמיות של פלדת אל חלד דופלקס

תכונות תרמיות של חומרים מתייחסות לתגובה של חומרים לשינויים שלהםטֶמפֶּרָטוּרָהוהיישום שלחוֹם.כמו מוצק סופגאֵנֶרְגִיָהבצורת חום, הטמפרטורה שלו עולה, ומידותיו גדלות.אבל חומרים שונים מגיבים להפעלת חום בצורה שונה.

קיבולת חום,התפשטות תרמית, ומוליכות תרמיתהם לעתים קרובות קריטיים בשימוש המעשי של מוצקים.

נקודת התכה של פלדת אל חלד דופלקס

נקודת ההיתוך של פלדת אל חלד דופלקס - SAF 2205 פלדה היא סביב 1450 מעלות צלזיוס.

באופן כללי, התכה היא שינוי פאזה של חומר מהשלב המוצק לנוזל.הנקודת המסהשל חומר היא הטמפרטורה שבה מתרחש שינוי פאזה זה.נקודת ההיתוך גם מגדירה מצב שבו המוצק והנוזל יכולים להתקיים בשיווי משקל.

מוליכות תרמית של פלדת אל חלד דופלקס

המוליכות התרמית של פלדות אל חלד דופלקס - SAF 2205 היא 19 W/(m. K).

מאפייני העברת החום של חומר מוצק נמדדים על ידי תכונה הנקראתמוליכות תרמית, k (או λ), נמדד ב-W/mK הוא מודד את יכולתו של חומר להעביר חום דרך חומר על ידיהוֹלָכָה חַשְׁמַלִית.ציין זאתחוק פורייהחל על כל חומר, ללא קשר למצבו (מוצק, נוזלי או גז).לכן, הוא מוגדר גם לנוזלים וגזים.

המוליכות תרמיתשל רוב הנוזלים והמוצקים משתנה עם הטמפרטורה, ועבור אדים, זה תלוי גם בלחץ.בכללי:

רוב החומרים הם כמעט הומוגניים, לכן נוכל לכתוב בדרך כלל k = k (T).הגדרות דומות קשורות למוליכות תרמית בכיווני y ו-z (ky, kz), אך עבור חומר איזוטרופי, המוליכות התרמית אינה תלויה בכיוון ההעברה, kx = ky = kz = k.