स्टेनलेस स्टील के मिश्र धातुओं का विस्तारः मुख्य तत्व, मुख्य विशेषताएं और स्टेनलेस स्टील वर्गीकरण

स्टेनलेस स्टील को आमतौर पर पांच बक्सों के रूप में सिखाया जाता है: ऑस्टेनिटिक, फेरिटिक, मार्टेंसिटिक, डुप्लेक्स और प्रेसिपिटेशन हार्डनिंग। बक्से वास्तविक हैं, और वे वह कारण नहीं हैं कि एक ग्रेड वैसा व्यवहार क्यों करता है जैसा वह करता है। एक ग्रेड अपनी संरचना से गणना किए जा सकने वाले दो नंबरों के कारण वहीं बैठता है, और उसके संक्षारण प्रतिरोध को तीसरे द्वारा रैंक किया जा सकता है। एक बार जब वे तीन नंबर पृष्ठ पर आ जाते हैं, तो पांच बक्से याद रखने वाले लेबल के बजाय एक मानचित्र पर क्षेत्र बन जाते हैं।

पहला नंबर क्रोमियम सामग्री है, और यह एक सीमा है न कि एक पैमाना। दूसरा जोड़ा क्रोमियम और निकल समकक्ष हैं, जो तय करते हैं कि ठंडा होने पर बनने वाली संरचना फेराइट, ऑस्टेनाइट या मिश्रण है या नहीं। तीसरा पिटिंग प्रतिरोध समकक्ष संख्या है, जो क्रोमियम, मोलिब्डेनम और नाइट्रोजन को एक एकल आंकड़े में परिवर्तित करता है जिसकी तुलना ग्रेड के बीच की जा सकती है।

यह पृष्ठ तीन को निर्धारित करता है, दिखाता है कि सामान्य ग्रेड प्रत्येक पर कहां उतरते हैं, और उस एक तंत्र की व्याख्या करता है जो उस सुरक्षा को हटा देता है जो पहला नंबर प्रदान करता है: निष्क्रिय फिल्म बनाने वाला क्रोमियम अनाज की सीमाओं पर कार्बन द्वारा हटाया जा सकता है।

क्रोमियम वह है जो मिश्र धातु को स्टेनलेस बनाता है। ठोस घोल में लगभग 10.5% से ऊपर, धातु अपनी सतह पर एक पतली और निरंतर क्रोमियम ऑक्साइड फिल्म बनाती है, और वह फिल्म ही स्टेनलेस स्टील को क्रोमियम युक्त कम मिश्र धातु स्टील से अलग करती है। उस स्तर से नीचे फिल्म निरंतर नहीं होती है, और मिश्र धातु एक साधारण स्टील की तरह जंग खा जाती है।

सीमा समाधान में क्रोमियम के बारे में एक बयान है न कि विश्लेषण में क्रोमियम के बारे में। यदि क्रोमियम एक अवक्षेप में बंधा हुआ है, तो यह फिल्म बनाने के लिए उपलब्ध नहीं है, और मिश्र धातु कम होने पर भी वैसा ही व्यवहार करता है। वह अंतर अंतिम अनुभाग का पूरा विषय है, और यह बताता है कि क्यों एक ग्रेड जो अपने प्रमाण पत्र को पूरा करता है, फिर भी एक वेल्ड पर जंग खा सकता है।

निकल कुछ अलग करता है। यह फिल्म नहीं बनाता है, और यह हर परिवार में संक्षारण प्रतिरोध के लिए आवश्यक नहीं है। इसकी भूमिका ऑस्टेनाइट को स्थिर करना है, यही कारण है कि ऑस्टेनिटिक ग्रेड में आमतौर पर बेचे जाने वाले संरचनात्मक श्रेणियों की संरचना श्रेणियों में 6 से 22% निकल होता है, और क्यों फेरिटिक ग्रेड में बहुत कम या कोई नहीं होता है।

क्रोमियम और मोलिब्डेनम दोनों फेराइट का पक्ष लेते हैं। निकल, कार्बन और मैंगनीज ऑस्टेनाइट का पक्ष लेते हैं। शेफ़लर आरेख एक पूर्ण संरचना को दो संख्याओं में कम करता है जो उन प्रवृत्तियों को पकड़ती हैं, और एक ग्रेड की गणना दोनों करके आरेख पर रखा जाता है।

कार्बन पद उन खरीदारों के लिए एक परिणाम की व्याख्या करता है जो आश्चर्यचकित होते हैं। समान निकल सामग्री वाले दो ग्रेड अपने कार्बन स्तरों में भिन्न होने पर विभिन्न क्षेत्रों में उतर सकते हैं, क्योंकि कार्बन इस अभिव्यक्ति में ऑस्टेनाइट को स्थिर करने में निकल की तुलना में तीस गुना अधिक प्रभावी है। यह एक कारण है कि एक ग्रेड का निम्न कार्बन संस्करण उसी ग्रेड का केवल एक साफ संस्करण नहीं है, और वेल्डिंग शामिल होने पर ड्राइंग पर एल प्रत्यय क्यों दिखाई देता है।

ऑस्टेनिटिक पंक्ति एक योग्यता वहन करती है जिसे पाठ्यपुस्तकें अक्सर छोड़ देती हैं। एक एनील्ड ऑस्टेनिटिक ग्रेड गैर-चुंबकीय होता है, और एक कोल्ड वर्क किया हुआ पूरी तरह से नहीं होता है। कोल्ड वर्किंग एक अस्थिर ऑस्टेनिटिक ग्रेड में मार्टेन्साइट बना सकती है, इसलिए एक डीप ड्रॉ या भारी लुढ़का हुआ हिस्सा चुंबकीय प्रतिक्रिया दिखा सकता है जो एनील्ड प्रमाण पत्र भविष्यवाणी नहीं करता है। एक विनिर्देश जो गैर-चुंबकीय व्यवहार की आवश्यकता है, उसे तैयार स्थिति में और एनील्ड स्थिति में नहीं कहना चाहिए।

पिटिंग विफलता का तरीका है जो क्लोराइड सेवा में एक सामग्री तय करता है, और यह एक के बजाय तीन तत्वों पर निर्भर करता है। पिटिंग प्रतिरोध समकक्ष संख्या उन्हें एक एकल आंकड़े में जोड़ती है, और मानक रूप क्रोमियम प्लस 3.3 गुना मोलिब्डेनम प्लस 16 गुना नाइट्रोजन है।

संख्या सामान्य ग्रेड को लगभग 16 से 70 से ऊपर के पैमाने पर रखती है, और पैमाना वह कारण है कि 316 को तटीय साइट के लिए निर्दिष्ट किया गया है और 304 को नहीं।

दो सीमाएं याद रखने लायक हैं क्योंकि वे खरीद विनिर्देशों में दिखाई देती हैं। समुद्री जल में पिटिंग का विरोध करने के लिए कम से कम 32 का PREN आंकड़ा आमतौर पर उपयोग किया जाता है, और हाइड्रोजन सल्फाइड सेवा और उच्च जोखिम वाली समुद्री जल सेवा के लिए 40 या उससे अधिक का PREN आंकड़ा आमतौर पर उपयोग किया जाता है। वे स्क्रीनिंग मान हैं न कि गारंटी, और अगला पैराग्राफ बताता है कि क्यों।

सीमा उस संघ द्वारा बताई गई है जो गणना प्रकाशित करती है। PREN एक परिवार के भीतर ग्रेड की रैंकिंग के लिए उपयोगी है, और यह भविष्यवाणी नहीं कर सकता है कि कोई विशेष ग्रेड किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त होगा या नहीं। समान PREN वाले 2205 और 904L समान रूप से व्यवहार नहीं करते हैं, क्योंकि एक डुप्लेक्स है और दूसरा ऑस्टेनिटिक है, और तुलना केवल समान संरचना वाले ग्रेड के बीच ही सार्थक है। तापमान, सतह खत्म, प्रवाह, और जमा की उपस्थिति सभी उत्तर को स्थानांतरित करते हैं, और उनमें से कोई भी सूत्र में दिखाई नहीं देता है।

क्रोमियम केवल तभी फिल्म बनाता है जब वह घोल में रहता है। कार्बन इसे हटा देता है, और यह अनाज की सीमाओं पर ऐसा करता है। जब एक ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील को लगभग 500 से 850 डिग्री सेल्सियस की तापमान सीमा में रखा जाता है, तो मिश्र धातु में कार्बन सीमाओं पर क्रोमियम के साथ मिलकर क्रोमियम कार्बाइड बनाता है, और प्रत्येक कार्बाइड के ठीक बगल में धातु क्रोमियम में कमी के साथ छोड़ दी जाती है।

कम की गई परत संकीर्ण और सीमा के साथ निरंतर होती है, इसलिए मिश्र धातु में अब एक ऐसा मार्ग होता है जो स्टेनलेस नहीं रहता है जबकि अनाज का थोक अभी भी है। एक संक्षारक माध्यम उस मार्ग पर हमला करता है, और परिणाम अंतरग्रहीय संक्षारण होता है, जो एक जोड़ की तरह दिखता है जिसने अपने किनारों को खो दिया है और एक सतह नहीं जो जंग खा गई है।

दो मानक उत्तर विभिन्न तंत्रों द्वारा काम करते हैं। एल ग्रेड उपलब्ध कार्बन को कम करता है, इसलिए कम कार्बाइड बन सकता है। एक स्थिर ग्रेड टाइटेनियम या नाइओबियम जोड़ता है, जो क्रोमियम की तुलना में अधिक आसानी से कार्बन के साथ जुड़ते हैं, इसलिए क्रोमियम घोल में रहता है। दोनों सही हैं, और वे विनिमेय नहीं हैं: एक स्थिर ग्रेड का उपयोग एल ग्रेड की तुलना में उच्च तापमान पर किया जा सकता है, और एल ग्रेड आमतौर पर सस्ता होता है।

एक ग्रेड को उस तंत्र द्वारा चुना जाना चाहिए जो भाग को समाप्त करने की उम्मीद है। तालिका तंत्र को परिवार और उस संख्या से जोड़ती है जो इसकी भविष्यवाणी करती है।

DLX चांगझौ, जिआंगसू से स्टेनलेस स्टील और निकल मिश्र धातु उत्पाद, 0.025 मिमी से तार, 50 मिमी तक गोल बार, 0.50 मिमी से 2.5 मिमी मोटाई तक पट्टी, और मानक मिल आकारों में ट्यूब और प्लेट की आपूर्ति करता है। सीमा ऑस्टेनिटिक, फेरिटिक, डुप्लेक्स और प्रेसिपिटेशन हार्डनिंग परिवारों को कवर करती है, साथ ही निकल मिश्र धातुओं का उपयोग तब किया जाता है जब स्टेनलेस ग्रेड क्लोराइड या कम करने वाले एसिड में अपनी सीमा तक पहुंच जाता है।

सामग्री ऑर्डर पर नामित मानक के मुकाबले आपूर्ति की जाती है, अनुरोध पर EN 10204 3.1 प्रमाण पत्र और परीक्षण परिणामों के लिए पता लगाने योग्य हीट नंबर के साथ। उपयोगी प्रश्न यह नहीं है कि ग्रेड किस परिवार से संबंधित है, और यह है कि कौन सा तंत्र भाग को समाप्त करने की उम्मीद है और कौन सी संख्या उस तंत्र की भविष्यवाणी करती है।

क्योंकि यह वह स्तर है जिस पर क्रोमियम ऑक्साइड फिल्म सतह की रक्षा के लिए पर्याप्त निरंतर हो जाती है। इसके नीचे फिल्म अधूरी होती है और मिश्र धातु कम मिश्र धातु स्टील की तरह जंग खा जाती है। सीमा समाधान में क्रोमियम पर लागू होती है, इसलिए कार्बाइड द्वारा उपभोग किए गए क्रोमियम वाली मिश्र धातु प्रमाण पत्र के अन्यथा कहने पर भी रेखा से नीचे होने का व्यवहार कर सकती है।

मोलिब्डेनम। 316 ग्रेड इसे जोड़ता है, और मोलिब्डेनम पिटिंग प्रतिरोध संख्या में 3.3 का भार वहन करता है, जो 304 के लिए लगभग 19 से 316 के लिए लगभग 27 तक मान ले जाता है। यह क्लोराइड सेवा में मायने रखने के लिए पर्याप्त है और समुद्री जल सीमा 32 तक पहुंचने के लिए पर्याप्त नहीं है, यही कारण है कि तटीय अनुप्रयोग अक्सर 904L, डुप्लेक्स ग्रेड, या निकल मिश्र धातु पर चला जाता है।

एनील्ड स्थिति में यह होता है, और कोल्ड वर्क की हुई स्थिति में यह नहीं हो सकता है। कोल्ड वर्किंग एक अस्थिर ऑस्टेनिटिक ग्रेड में मार्टेन्साइट बना सकती है, इसलिए एक डीप ड्रॉ या भारी लुढ़का हुआ हिस्सा चुंबकीय प्रतिक्रिया दिखा सकता है जो एनील्ड प्रमाण पत्र भविष्यवाणी नहीं करता है। एक विनिर्देश जो गैर-चुंबकीय व्यवहार की आवश्यकता है, उसे उस स्थिति को बताना चाहिए जिसमें इसे मापा जाता है।

यह लगभग 500 से 850 डिग्री सेल्सियस की सीमा में क्रोमियम कार्बाइड बनने पर अनाज की सीमाओं से क्रोमियम का नुकसान है। एक वेल्ड और उसका गर्मी प्रभावित क्षेत्र ठंडा होने पर उस सीमा से गुजरते हैं, इसलिए सीमा एक ऐसा मार्ग बन जाती है जो स्टेनलेस नहीं रहता है जबकि अनाज के अंदरूनी हिस्से अभी भी हैं। परिणाम अंतरग्रहीय संक्षारण है, और मानक उत्तर निम्न कार्बन ग्रेड या एक स्थिर ग्रेड हैं।

यह एक स्क्रीनिंग टूल है न कि चयन विधि। यह एक परिवार के भीतर ग्रेड को रैंक करता है, और यह भविष्यवाणी नहीं कर सकता है कि कोई विशेष ग्रेड किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त होगा या नहीं। समान मान वाले डुप्लेक्स और ऑस्टेनिटिक ग्रेड समान रूप से व्यवहार नहीं करते हैं, और तापमान, सतह खत्म, प्रवाह, और जमा सभी उत्तर को स्थानांतरित करते हैं बिना सूत्र में दिखाई दिए।

कम कार्बन। कार्बन सीमा लगभग 0.03% तक गिर जाती है, जो वेल्डिंग के दौरान अनाज की सीमाओं पर बनने वाले क्रोमियम कार्बाइड की मात्रा को कम करती है। यह एक निर्मित भाग के लिए मानक उत्तर है जिसे वेल्डिंग के बाद पुनः समाधान एनील नहीं किया जा सकता है, और यह एक स्थिर ग्रेड से सस्ता है।

स्टेनलेस स्टील पांच परिवार हैं जो दो गणना किए गए समकक्षों द्वारा रखे गए हैं, एक सीमा द्वारा संरक्षित हैं, और क्लोराइड सेवा में एक संख्या द्वारा रैंक किए गए हैं। समाधान में लगभग 10.5% से ऊपर क्रोमियम फिल्म बनाता है। क्रोमियम और निकल समकक्ष तय करते हैं कि संरचना फेराइट, ऑस्टेनाइट या मिश्रण है या नहीं। पिटिंग प्रतिरोध संख्या, क्रोमियम प्लस 3.3 गुना मोलिब्डेनम प्लस 16 गुना नाइट्रोजन, एक परिवार के भीतर ग्रेड को रैंक करती है और 32 और 40 की स्क्रीनिंग सीमाएं निर्धारित करती है।

प्रमाण पत्र बदले बिना सुरक्षा हटाई जा सकती है। कार्बन लगभग 500 और 850 डिग्री सेल्सियस के बीच अनाज की सीमाओं से क्रोमियम लेता है, और एक वेल्ड वह सामान्य स्थान है जहां वह होता है। एक निम्न कार्बन ग्रेड या एक स्थिर ग्रेड इसे रोकता है, और उनके बीच का चुनाव सेवा तापमान और लागत पर निर्भर करता है।

शेफ़लर आरेख और समतुल्य अभिव्यक्तियाँ, जैसा कि वेल्डिंग धातु विज्ञान संदर्भों में प्रकाशित किया गया है: क्रोमियम समतुल्य = Cr + Mo + 1.5 Si + 0.5 Nb, और निकल समतुल्य = Ni + 30 C + 0.5 Mn।

ब्रिटिश स्टेनलेस स्टील एसोसिएशन, पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्याओं की गणना। अभिव्यक्ति PREN = Cr + 3.3 Mo + 16 N, 304, 316, 316L, 904L, 2205, और 2507 के लिए प्रकाशित सीमाएं, और यह कथन कि PREN रैंकिंग और तुलना के लिए उपयोगी है लेकिन यह भविष्यवाणी नहीं कर सकता है कि कोई ग्रेड किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त होगा या नहीं।

स्टेनलेस और निकल मिश्र धातुओं के लिए प्रकाशित PREN तुलना डेटा, 304 के लिए 19, 316 के लिए 27, 904L के लिए 35, 2205 के लिए 36, 2507 और 254 SMO के लिए 43, AL-6XN के लिए 46, मिश्र धातु 625 के लिए 51, और Hastelloy C-276 के लिए 68 के एकल मान दे रहा है।

PREN सीमा पर प्रकाशित तकनीकी मार्गदर्शन, यह बताते हुए कि समुद्री जल पिटिंग से बचाने के लिए कम से कम 32 का मान उपयोग किया जाता है और हाइड्रोजन सल्फाइड और अधिक गंभीर समुद्री जल सेवा के लिए 40 या उससे अधिक का उपयोग किया जाता है।

ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के संवेदीकरण पर प्रकाशित शोध, अनाज की सीमाओं पर क्रोमियम कार्बाइड अवक्षेपण और लगभग 500 से 850 डिग्री सेल्सियस के तापमान सीमा में परिणामी क्रोमियम कम क्षेत्र का वर्णन करता है।

प्रकाशित वेल्डिंग धातु विज्ञान संदर्भ जो गर्मी प्रभावित क्षेत्र में संवेदीकरण का वर्णन करते हैं और इसे रोकने के लिए निम्न कार्बन और स्थिर ग्रेड का उपयोग करते हैं।

EN 10088 और ASTM A240, उत्पाद मानकों के रूप में जो नामित स्टेनलेस ग्रेड और उद्धृत संरचना श्रेणियों को परिभाषित करते हैं।

EN 10204, निरीक्षण दस्तावेज, 3.1 प्रमाण पत्र की परिभाषा के लिए एक दस्तावेज के रूप में जिसमें वास्तविक परीक्षण परिणाम होते हैं और निर्माता स्वतंत्र निरीक्षण प्रतिनिधि द्वारा प्रमाणित होते हैं।

उपरोक्त संरचना श्रेणियां और गणना किए गए मान नामित ग्रेड के लिए मानक आंकड़े हैं, और वे वितरित लॉट के लिए स्वीकृति सीमा नहीं हैं। PREN एक रैंकिंग सूचकांक है न कि संक्षारण दर, और विभिन्न परिवारों में समान मान वाले दो ग्रेड समान रूप से व्यवहार नहीं करते हैं। संवेदीकरण कार्बन सामग्री, सीमा में समय, और शीतलन दर पर निर्भर करता है, इसलिए एक ग्रेड जो एक निर्माण में प्रतिरोधी है, वह समान विश्लेषण वाले दूसरे में हमला किया जा सकता है। वितरित भाग के लिए संपत्ति मान उसकी स्थिति और परीक्षण की दिशा पर निर्भर करते हैं, और एक प्रमाण पत्र एक हीट का वर्णन करता है न कि एक घटक का। उत्पाद विनिर्देशों को संशोधित किया जाता है, और खरीद आदेश पर नामित संस्करण शासित होता है। इस पृष्ठ पर कुछ भी इंजीनियरिंग रिलीज या खरीदार और आपूर्तिकर्ता के बीच सहमत योग्यता परीक्षण का विकल्प नहीं है।