يُعرف الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي على نطاق واسع بتطبيقاته الواسعة، بدءًا من مواد الديكور الداخلي مثل ألواح الجدران والدرابزين إلى خطوط الأنابيب والحاويات في البيئات المسببة للتآكل مثل الصناعات الكيميائية وصناعات الطاقة. من بين الدرجات العديدة، تهيمن الدرجات القياسية مثل 304 و316 من حيث الكمية. ومع ذلك، فإن الدرجات الأعلى من السبائك، والمعروفة باسم "الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عالي الأداء (HPASS)،" أثبتت فعالية فائقة من حيث التكلفة في التطبيقات الصعبة. يتميز هذا الفولاذ المقاوم للصدأ بمحتويات أعلى من عناصر صناعة السبائك مثل الكروم والموليبدينوم والنيتروجين، مما يساهم في أدائه الاستثنائي.

🔍 تعد معالجة وتصنيع HPASS أكثر تعقيدًا من تلك الخاصة بدرجات الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي القياسية نظرًا لمحتواها العالي من السبائك. يجب على المهندسين والمصممين وشركات المعالجة أن يفهموا تمامًا خصائص هذا الفولاذ لاختياره وتصنيعه بشكل صحيح. توفر هذه السلسلة من المقالات معلومات أساسية حول HPASS، ومقارنتها بالفولاذ المقاوم للصدأ القياسي، خاصة من حيث خصائص المعالجة، مما يساعد في إنتاج منتجات عالية الجودة بواسطة شركات معالجة الفولاذ المقاوم للصدأ.

🔨 التطور التاريخي للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي

يعود تاريخ اختراع الفولاذ المقاوم للصدأ إلى أوائل القرن العشرين، وهو إنجاز رائد للمملكة المتحدة وألمانيا. على مدى نصف القرن التالي، تم تطوير مجموعة من درجات الفولاذ المقاوم للصدأ، وتم تطبيقها بنجاح في صناعات مثل المواد الكيميائية والطاقة والغذاء وغيرها. بدأت مرحلة التطوير الحديثة للفولاذ المقاوم للصدأ في أوائل سبعينيات القرن العشرين مع إدخال تقنيات التكرير والصب الجديدة بواسطة مصانع الصلب.

🌟 أتاحت الابتكارات في صناعة الصلب، مثل عمليات إزالة كربنة الأرجون والأكسجين (AOD) وإزالة كربنة الأكسجين الفراغي (VOD)، محتوى كربون منخفض للغاية، ومعدلات استرداد عالية للسبائك، والتحكم الدقيق في التركيب، وخاصة محتوى النيتروجين. تعمل عملية إعادة الصهر بالكهرباء الخبثية (ESR) كطريقة بديلة أو تكميلية، حيث توفر تحكمًا أفضل في التركيب وبنية مجهرية أكثر اتساقًا مع شوائب أقل. لقد أدت تكنولوجيا الصب المستمر إلى زيادة كفاءة الإنتاج وخفض التكاليف بشكل أكبر.

لم تؤد التطورات في صناعة الصلب إلى خفض تكاليف إنتاج الدرجات القياسية منخفضة الكربون مثل 304L و316L فحسب، بل أدت أيضًا إلى تحسين مقاومة المكونات الملحومة للتآكل. أول درجة HPASS تم إنتاجها باستخدام تقنية جديدة كانت 904L (N08904)، التي طورتها شركة Outokumpu المقاوم للصدأ. مع محتوى منخفض جدًا من الكربون، فإن 904L عبارة عن درجة قابلة للحام والتشكيل والدحرجة على الساخن والتي تظهر مقاومة عالية للتآكل في البيئات الحمضية القوية المخفضة.

🌊 في عام 1973، قدمت ATI Allegheny Ludlum أول درجة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المقاوم لمياه البحر بالكامل، AL-6XN (N08366)، مع 6% من الموليبدينوم ومحتوى منخفض جدًا من الكربون، مناسب لإنتاج الألواح والأنابيب الرقيقة الملحومة. شهد منتصف السبعينيات تطوير النيتروجين والتحكم فيه، مما أدى إلى تحسين أداء الفولاذ المقاوم للصدأ الموليبدينوم بنسبة 6٪، مما أتاح لحام المواد ذات المقطع السميك ومنع تكوين المراحل المعدنية الضارة التي تقلل من مقاومة التآكل.

💧 شهدت التسعينيات حقبة تزايد الطلب على مواد السبائك عالية الأداء والفعالة من حيث التكلفة في صناعات الطاقة وحماية البيئة الناشئة، والتي وضعت معايير أعلى لمقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل. تم تطوير ثلاث درجات جديدة من الفولاذ المقاوم للصدأ تحتوي على ما يقرب من 7% من الموليبدينوم ومحتوى نيتروجين مرتفع نسبيًا، مما يظهر مقاومة استثنائية للتآكل في المياه المكلورة. توفر درجات الفولاذ المقاوم للصدأ عالية السبائك، S32654، وS31266، وS31277، أداءً قريبًا من أداء بعض السبائك القائمة على النيكل شديدة المقاومة للتآكل ولكن بتكلفة أقل بكثير.