نظرًا لمقاومته الممتازة للتآكل ، وقوته العالية ومظهره الجذاب ، يرى الفولاذ المقاوم للصدأ مجموعة واسعة من الاستخدامات في كل من الأسواق الصناعية والاستهلاكية.
ولكن كيف ينتقل الفولاذ المقاوم للصدأ من كومة من الخردة أو الخامات المكررة إلى شكله النهائي وتطبيقه؟
يبدأ معظم الفولاذ المقاوم للصدأ في الحياة بطريقة مماثلة قبل التوجه إلى المعالجة.تحدد هذه المعالجة ـ جنبًا إلى جنب مع التركيب الدقيق لسبائك الفولاذ ـ خصائصها المتعددة.
لفهم كيفية إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ ، يجب علينا أولاً الغوص في تكوينه.
ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ؟
الفولاذ المقاوم للصدأ هو سبيكة من الحديد والكروم.
بينما يجب أن يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على 10.5٪ على الأقل من الكروم ، فإن المكونات والنسب الدقيقة ستختلف بناءً على الدرجة المطلوبة والاستخدام المقصود للفولاذ.
تشمل الإضافات الشائعة الأخرى:
· نيكل
· كربون
· المنغنيز
· الموليبدينوم
· نتروجين
· الكبريت
· نحاس
· السيليكون
يتم قياس التركيب الدقيق للسبيكة وتقييمه بشكل صارم طوال عملية صناعة السبائك لضمان أن يعرض الفولاذ الصفات المطلوبة.
تشمل الأسباب الشائعة لإضافة معادن وغازات أخرى إلى سبيكة الفولاذ المقاوم للصدأ ما يلي:
· زيادة مقاومة التآكل
· مقاومة درجات الحرارة العالية
· مقاومة درجات الحرارة المنخفضة
· تحسين القوة
· تحسين قابلية اللحام
· تحسين القابلية للتشكيل
· التحكم في المغناطيسية
ما يحتويه الفولاذ المقاوم للصدأ ليس هو العامل الوحيد في تحديد خصائصه الفريدة ولكن ...
كيف يتم صنعه سيغير خصائص الفولاذ بشكل أكبر.
كيف يصنع الفولاذ المقاوم للصدأ
ستختلف العملية الدقيقة لدرجة الفولاذ المقاوم للصدأ في المراحل اللاحقة.تلعب كيفية تشكيل وعمل وإنهاء درجة الفولاذ دورًا مهمًا في تحديد شكلها وأدائها.
قبل أن تتمكن من إنشاء منتج فولاذي قابل للتسليم ، يجب عليك أولاً إنشاء سبيكة مصهورة.
بسبب هذا تشترك معظم درجات الصلب في خطوات بدء مشتركة.
الخطوة 1: الذوبان
يبدأ تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ بصهر المعادن الخردة والمواد المضافة في فرن القوس الكهربائي (EAF).باستخدام أقطاب كهربائية عالية الطاقة ، يقوم فرن القوس الكهربائي بتسخين المعادن على مدار عدة ساعات لتكوين خليط سائل منصهر.
نظرًا لأن الفولاذ المقاوم للصدأ قابل لإعادة التدوير بنسبة 100٪ ، فإن العديد من طلبيات الفولاذ المقاوم للصدأ تحتوي على ما يصل إلى 60٪ من الفولاذ المعاد تدويره.هذا لا يساعد فقط في التحكم في التكاليف ولكن يقلل من التأثير البيئي.
سوف تختلف درجات الحرارة الدقيقة بناءً على درجة الفولاذ الذي تم إنشاؤه.
الخطوة الثانية: إزالة محتوى الكربون
يساعد الكربون على زيادة صلابة وقوة الحديد.ومع ذلك ، يمكن أن يسبب الكثير من الكربون مشاكل - مثل ترسيب الكربيد أثناء اللحام.
قبل صب الفولاذ المقاوم للصدأ المصهور ، من الضروري معايرة وتقليل محتوى الكربون إلى المستوى المناسب.
هناك طريقتان تتحكم فيهما المسابك في محتوى الكربون.
الأول هو من خلال نزع الكربنة بالأكسجين الأرجون (AOD).يؤدي حقن خليط غاز الأرجون في الفولاذ المصهور إلى تقليل محتوى الكربون مع الحد الأدنى من فقدان العناصر الأساسية الأخرى.
الطريقة الأخرى المستخدمة هي تفريغ الأكسجين (VOD).في هذه الطريقة ، يتم نقل الفولاذ المصهور إلى حجرة أخرى حيث يتم حقن الأكسجين في الفولاذ أثناء استخدام الحرارة.يقوم الفراغ بعد ذلك بإزالة الغازات المنفوخة من الغرفة ، مما يقلل محتوى الكربون بشكل أكبر.
توفر كلتا الطريقتين تحكمًا دقيقًا في محتوى الكربون لضمان مزيج مناسب وخصائص دقيقة في منتج الفولاذ المقاوم للصدأ النهائي.
الخطوة 3: الضبط
بعد تقليل الكربون ، يحدث التوازن والتجانس النهائي لدرجة الحرارة والكيمياء.هذا يضمن أن المعدن يلبي متطلبات الدرجة المقصودة وأن تركيبة الفولاذ متسقة في جميع أنحاء الدفعة.
يتم اختبار العينات وتحليلها.ثم يتم إجراء التعديلات حتى يلبي الخليط المعيار المطلوب.
الخطوة 4: التشكيل أو الصب
مع تكوين الفولاذ المصهور ، يجب أن يقوم المسبك الآن بإنشاء الشكل البدائي المستخدم في تبريد وتشغيل الفولاذ.يعتمد الشكل والأبعاد الدقيقة على المنتج النهائي.
تشمل الأشكال الشائعة ما يلي:
· تزهر
· الكتل
· ألواح
· قضبان
· الأنابيب
ثم يتم تمييز النماذج بمعرف لتتبع الدُفعة من خلال العمليات المختلفة التي يجب اتباعها.
من هنا ستختلف الخطوات حسب الدرجة المقصودة والمنتج النهائي أو الوظيفة.تصبح الألواح ألواحًا وشرائح وألواح.تصبح البراعم والقضبان قضبان وأسلاك.
اعتمادًا على الدرجة أو الشكل المطلوب ، قد يمر الفولاذ ببعض هذه الخطوات عدة مرات لإنشاء المظهر أو الخصائص المطلوبة.
الخطوات التالية هي الأكثر شيوعًا.
الدرفلة على الساخن
تُجرى هذه الخطوة في درجات حرارة أعلى من درجة حرارة إعادة التبلور للصلب ، وتساعد هذه الخطوة على ضبط الأبعاد الفيزيائية القاسية للفولاذ.يحافظ التحكم الدقيق في درجة الحرارة طوال العملية على أن الفولاذ ناعم بدرجة كافية للعمل دون تغيير الهيكل.
تستخدم العملية تمريرات متكررة لضبط أبعاد الفولاذ ببطء.في معظم الحالات ، سيتضمن ذلك التدحرج خلال عدة مطاحن بمرور الوقت لتحقيق السماكة المطلوبة.
المتداول الباردة
غالبًا ما تستخدم عندما تكون الدقة مطلوبة ، يحدث الدرفلة على البارد أقل من درجة حرارة إعادة بلورة الفولاذ.يتم استخدام بكرات مدعومة متعددة لتشكيل الفولاذ.هذه العملية تخلق لمسة نهائية أكثر جاذبية وتوحيدًا.
ومع ذلك ، يمكنه أيضًا تشويه هيكل الفولاذ وغالبًا ما يتطلب معالجة حرارية لإعادة بلورة الفولاذ إلى بنيته المجهرية الأصلية.
التلدين
بعد الدرفلة ، يخضع معظم الفولاذ لعملية التلدين.يتضمن ذلك دورات تدفئة وتبريد يتم التحكم فيها.تساعد هذه الدورات على تليين الفولاذ وتخفيف الضغط الداخلي.
ستعتمد درجات الحرارة والأوقات الدقيقة على درجة الفولاذ ، حيث تؤثر معدلات التسخين والتبريد على المنتج النهائي.
إزالة الترسبات أو التخليل
نظرًا لأن الصلب يتم عمله من خلال الخطوات المختلفة ، فإنه غالبًا ما يتراكم على السطح.
هذا التراكم ليس ببساطة غير جذاب.يمكن أن يؤثر أيضًا على مقاومة البقع والمتانة وقابلية اللحام للفولاذ.تعد إزالة هذا المقياس أمرًا ضروريًا لإنشاء حاجز الأكسيد الذي يمنح الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة التآكل والبقع المميزة.
إزالة الترسبات أو التخليل يزيل هذا المقياس باستخدام إما الحمامات الحمضية (المعروفة باسم التخليل الحمضي) أو من خلال التحكم في التدفئة والتبريد في بيئة خالية من الأكسجين.
اعتمادًا على المنتج النهائي ، قد يعود المعدن إلى الدرفلة أو البثق لمزيد من المعالجة.يتبع ذلك مراحل التلدين المتكررة حتى الوصول إلى الخصائص المطلوبة.
قطع
بمجرد أن يتم عمل الفولاذ وجاهزيته ، يتم قطع الدُفعة لتناسب متطلبات الطلب.
أكثر الطرق شيوعًا هي الطرق الميكانيكية ، مثل القطع بسكاكين المقصلة أو السكاكين الدائرية أو الشفرات عالية السرعة أو التثقيب بالقوالب.
ومع ذلك ، بالنسبة للأشكال المعقدة ، يمكن أيضًا استخدام القطع باللهب أو القطع النفاث بالبلازما.
سيعتمد الخيار الأفضل على كل من درجة الفولاذ المطلوبة والشكل المطلوب للمنتج الذي تم تسليمه.
التشطيب
يتوفر الفولاذ المقاوم للصدأ في مجموعة متنوعة من التشطيبات من المطفأ إلى المرآة.التشطيب هو أحد آخر الخطوات التي تدخل في عملية التصنيع.تشمل التقنيات الشائعة النقش بالحمض أو الرمل والتفجير بالرمل وطحن الحزام وتلميع الحزام وتلميع الحزام.
في هذه المرحلة ، يتم تجميع الفولاذ في شكله النهائي وتجهيزه للشحن إلى العميل.تعتبر الرولات والملفات طرقًا شائعة لتخزين كميات كبيرة من الفولاذ المقاوم للصدأ وشحنها لاستخدامها في عمليات التصنيع الأخرى.ومع ذلك ، فإن الشكل النهائي سيعتمد على نوع الفولاذ المطلوب وعوامل أخرى خاصة بالطلب.
افكار اخيرة
يعد فهم درجات وأنواع الفولاذ المقاوم للصدأ المناسبة لاستخدامات وبيئات محددة جزءًا أساسيًا لضمان نتائج طويلة الأمد وتحسين التكاليف.سواء كنت تبحث عن شيء قوي ومقاوم للتآكل للبيئات البحرية أو شيء مذهل وسهل التنظيف للاستخدام في المطاعم ، فهناك سبيكة من الفولاذ المقاوم للصدأ متوفرة لتناسب احتياجاتك.