316 مقابل 310S - التركيب، المعالجة الحرارية، الخصائص، والتطبيقات
شارك
Table Of Content
Table Of Content
مقدمة
يواجه المهندسون ومديرو المشتريات ومخططو التصنيع غالبًا الخيار بين الفولاذ المقاوم للصدأ 316 و310S عند تحديد الأجزاء للبيئات التآكلية أو ذات درجات الحرارة المرتفعة. عادةً ما يوازن القرار بين مقاومة التآكل وقابلية اللحام مقابل قوة الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة، بالإضافة إلى اعتبارات التكلفة الأولية والإمداد. بينما كلاهما من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ويشتركان في العديد من خصائص التصنيع، يتم اختيار 316 عمومًا للبيئات التي تحتوي على كلوريد وللتطبيقات الحساسة لقابلية اللحام، بينما يتم اختيار 310S عندما تكون مقاومة الأكسدة عند درجات الحرارة العالية وقوة الزحف مطلوبة.
التمييز العملي الرئيسي هو أن 316 يركز على تحسين مقاومة التآكل (خاصة التآكل النقطي) من خلال سبائك الموليبدينوم، بينما يركز 310S على الاستقرار عند درجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة من خلال محتوى الكروم والنيكل المرتفع. تدفع استراتيجيات السبائك المختلفة هذه الاختلافات في السلوك الميكانيكي واستجابة التصنيع وملاءمة التطبيق.
1. المعايير والتسميات
- المعايير والمواصفات الشائعة:
- ASTM/ASME: 316 (عائلة A240/A312/A403، UNS S31600 / S31603 للفولاذ 316L منخفض الكربون) و310S (A240، UNS S31008).
- EN: 1.4401 / 1.4404 مكافئات لـ 316 / 316L؛ 1.4845 لـ 310S.
- JIS: SUS316 / SUS316L وSUS310S.
- GB: 06Cr19Ni10 (تقريبًا 316)، 0Cr25Ni20 (تقريبًا 310S) قد يتم مواجهتها.
- التصنيف: كلاهما من الفولاذ المقاوم للصدأ (أوستنيتي). ليسا من الفولاذ الكربوني أو الفولاذات الأدوات أو درجات HSLA.
2. التركيب الكيميائي واستراتيجية السبائك
يوضح الجدول التالي النطاقات التركيبية النموذجية للدرجات التجارية المعالجة حراريًا. تختلف النطاقات حسب المعيار والمنتج؛ القيم أدناه تمثل.
| عنصر | 316 النموذجي (wt%) | 310S النموذجي (wt%) |
|---|---|---|
| C | ≤ 0.08 (316) / ≤ 0.03 (316L) | ≤ 0.08 (310S) |
| Mn | ≤ 2.0 | ≤ 2.0 |
| Si | ≤ 0.75–1.0 | ≤ 1.0 |
| P | ≤ 0.045 | ≤ 0.045 |
| S | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 |
| Cr | 16.0–18.0 | 24.0–26.0 |
| Ni | 10.0–14.0 | 19.0–22.0 |
| Mo | 2.0–3.0 | trace / none |
| V | trace | trace |
| Nb (Cb) | trace (ما لم يكن درجة مستقرة) | trace |
| Ti | trace (ما لم يكن درجة مستقرة) | trace |
| B | trace | trace |
| N | trace (حتى ~0.1) | trace (حتى ~0.2) |
استراتيجية السبائك وتأثيراتها: - يحدد الكروم (Cr) الفيلم الأكسيدي السالب ومقاومة الأكسدة عند درجات الحرارة العالية. يحتوي 310S على محتوى كروم أعلى بكثير لمقاومة أفضل للتقشر عند درجات الحرارة المرتفعة. - يثبت النيكل (Ni) المرحلة الأوستنيتية ويحسن المتانة والليونة؛ يحتوي 310S على نيكل أعلى للحفاظ على الليونة عند درجات الحرارة العالية ومقاومة الزحف. - يعزز الموليبدينوم (Mo) في 316 مقاومة التآكل النقطي والتآكل في الشقوق في البيئات التي تحتوي على كلوريد ويزيد من مقاومة التآكل المحلي (غير موجود في 310S). - يؤثر محتوى الكربون على ترسيب الكربيد والحساسية؛ تقلل المتغيرات منخفضة الكربون (316L / 310S) من الهجوم بين الحبيبات بعد اللحام. - تستخدم الإضافات الطفيفة (Nb، Ti) في الدرجات المستقرة لربط الكربون ومنع الحساسية.
3. البنية المجهرية واستجابة المعالجة الحرارية
- البنية المجهرية: كلا من 316 و310S هما أوستنيتيان بالكامل (مكعب مركزي الوجه) في الحالة المعالجة حراريًا النموذجية عند درجة حرارة الغرفة. لا يتحولان مارتنسيتياً عند التبريد.
- استجابة المعالجة الحرارية:
- التسخين الحلولي (على سبيل المثال، 1,040–1,100 درجة مئوية) يليه التبريد السريع هو العلاج القياسي لإذابة الترسبات واستعادة مقاومة التآكل لكلا السبيكتين.
- لا يمكن تقوية أي من الدرجتين بشكل كبير بواسطة علاجات التبريد والتسخين التقليدية؛ يتم تحقيق التقوية من خلال العمل البارد أو من خلال تقوية المحلول الصلب عند درجات الحرارة العالية (على سبيل المثال، لـ 310S).
- عند درجات الحرارة المتوسطة (حوالي 450–900 درجة مئوية)، تكون كلا السبيكتين عرضة لترسيب مرحلة سيغما أو كربيدات إذا تم الاحتفاظ بها لفترة كافية؛ يحسن محتوى النيكل الأعلى في 310S استقرار المرحلة عند بعض درجات الحرارة، بينما يمكن أن يشجع الموليبدينوم في 316 تشكيل السيغما تحت ظروف معينة. تقلل المعالجة الحرارية المناسبة واختيار المتغيرات منخفضة الكربون أو المستقرة من الحساسية.
- تتم معالجة الحرارة الميكانيكية (الدرفلة، التشكيل) تليها معالجة حرارية مناسبة ستنتج أوستنيت ناعم الحبيبات في كلا السبيكتين؛ يزيد العمل البارد من القوة ولكنه يزيد أيضًا من الصلابة ويقلل من الليونة.
4. الخصائص الميكانيكية
نطاقات الخصائص النموذجية عند درجة حرارة الغرفة (ملاحظة: القيم الفعلية تعتمد على شكل المنتج، السماكة، والمورد):
| الخاصية | 316 (نطاق المعالجة الحرارية النموذجي) | 310S (نطاق المعالجة الحرارية النموذجي) |
|---|---|---|
| قوة الشد (ميغاباسكال) | ~480–650 | ~550–750 |
| قوة العائد 0.2% (ميغاباسكال) | ~170–310 | ~200–350 |
| التمدد (%) | ~40–60 | ~30–50 |
| صلابة التأثير (شاري V-notch) | جيدة عمومًا، كسر ليّن عند درجة حرارة الغرفة | جيدة ولكن أقل قليلاً من 316 عند درجات الحرارة المنخفضة |
| الصلابة (HB أو HRC) | صلابة برينيل المعالجة الحرارية النموذجية ~150–200 | صلابة برينيل المعالجة الحرارية النموذجية ~160–220 |
التفسير: - يظهر 310S عمومًا قوة شد وعائد أعلى في الحالة المعالجة حراريًا بسبب السبائك الأثقل وتقوية المحلول الأكبر (محتوى أعلى من الكروم والنيكل). - يظهر 316 عمومًا ليونة أعلى ويميل إلى أن يكون أكثر صلابة عند درجات حرارة الغرفة ودرجات الحرارة المنخفضة، مدعومًا بمحتوى النيكل الخاص به ومساهمة أقل من تقوية المحلول الصلب من الكروم. - لم يتم تصميم أي من الدرجتين للحصول على صلابة عالية في الحالة المعالجة حراريًا؛ يزيد العمل البارد من القوة على حساب الليونة.
5. قابلية اللحام
تعتبر الفولاذات المقاومة للصدأ الأوستنيتية من بين أكثر عائلات الفولاذ المقاوم للصدأ قابلية للحام، لكن الاختلافات تهم في الممارسة العملية.
- العوامل:
- مستوى الكربون، العناصر المتبقية، ومحتوى السبيكة تؤثر على قابلية التشقق الساخن، وضع التصلب، ومقاومة التآكل بعد اللحام.
- نظرًا لأن كلاهما أوستنيتي، فإن خطر التحول المارتنسيت والتشقق المرتبط بالصلابة منخفض.
- المؤشرات المفيدة:
- معادلة الكربون لقابلية اللحام العامة:
$$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ تشير القيم الأعلى إلى زيادة الصلابة وإمكانية التشقق في الفولاذات الفريتية؛ بالنسبة للأوستنيتيين، يتم استخدام هذه المعادلة نوعيًا لمقارنة تأثيرات السبائك. - معامل اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ:
$$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$ تشير القيم الأكبر لـ $P_{cm}$ إلى زيادة الميل نحو ظواهر التشقق بين الحبيبات أثناء اللحام. - التفسير النوعي:
- يستفيد 316 من الموليبدينوم لمقاومة التآكل ولكنه يمتلك CE/Pcm معتدل بشكل عام؛ يلحم بسهولة مع المعادن المالئة القياسية (مثل 316/316L أو 309 للوصلات غير المتشابهة) ويظهر ليونة جيدة في مناطق اللحام. يقلل استخدام الدرجات منخفضة الكربون أو المستقرة من الحساسية.
- يلحم 310S بشكل جيد في العديد من الظروف، لكن محتواه الأعلى من السبيكة يمكن أن يزيد من قابلية التشقق أثناء التصلب ويجعل اختيار المالئ وممارسات ما قبل/ما بعد اللحام أكثر أهمية، خاصةً للأقسام الثقيلة واللحامات متعددة الممرات. تعتبر المواد المالئة 310/310L أو 309 للوصلات غير المتشابهة الشائعة.
- نادراً ما تكون هناك حاجة للتسخين المسبق لأي من الدرجتين لأسباب معدنية، لكن الانتباه إلى إدخال الحرارة، ودرجة حرارة الممر، وكيمياء المالئ مهم للتحكم في التشوه وتجنب ترسيب مرحلة السيغما.
6. التآكل وحماية السطح
- سلوك الفولاذ المقاوم للصدأ:
- يساعد استخدام PREN (عدد مقاومة التآكل النقطي) في مقارنة مقاومة التآكل المحلي:
$$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$- يرفع محتوى الموليبدينوم في 316 PREN مقارنة بـ 310S، مما يمنح 316 مقاومة أفضل للتآكل النقطي والتآكل في الشقوق في البيئات التي تحتوي على كلوريد.
- يفتقر 310S إلى الموليبدينوم، لذا فإن PREN مدفوع بشكل رئيسي بمحتوى الكروم الأعلى - مقاومة جيدة للتآكل العام والأكسدة ولكن مقاومة أقل للتآكل النقطي مقارنة بالدرجات التي تحتوي على الموليبدينوم.
- مقاومة الأكسدة عند درجات الحرارة العالية:
- يتفوق 310S في مقاومة الأكسدة ومقاومة التقشر عند درجات الحرارة المرتفعة (مثل العمل في الأفران، مكونات العادم) بسبب محتوى الكروم والنيكل الأعلى.
- عندما لا يتم استخدام الحماية المقاومة للصدأ:
- بالنسبة للفولاذات غير المقاومة للصدأ، تكون الحماية عبر الجلفنة، الطلاء، أو الطلاءات. لا ينطبق ذلك عند مقارنة هذين السبيكتين المقاومين للصدأ، باستثناء حيث يتم استخدام علاجات السطح (التمرير، النقع) لاستعادة الفيلم السالب بعد التصنيع.
- توضيح: PREN له معنى عند مقارنة مقاومة التآكل النقطي بين الفولاذات المقاومة للصدأ؛ لا ينطبق على آليات التآكل العامة مثل الهجوم الحمضي المتجانس أو الأكسدة عند درجات الحرارة العالية.
7. التصنيع، قابلية التشغيل، وقابلية التشكيل
- التشكيل والانحناء:
- يعتبر 316 عمومًا أسهل في التشكيل والانحناء بسبب ليونته الأفضل قليلاً ومعدل العمل الصلب الأقل.
- يكون 310S أكثر مقاومة للتشكيل والارتداد بسبب قوته الأعلى وميوله الأقوى للعمل الصلب.
- قابلية التشغيل:
- تعمل كلا الدرجتين بشكل أسوأ من الفولاذات الكربونية. يعتبر 316 عمومًا أسهل قليلاً في التشغيل من 310S؛ كلاهما يتطلب إعدادات صلبة، أدوات حادة، وتغييرات متكررة في الأدوات. استخدام أدوات كربيد ذات تغذية عالية وزاوية إيجابية مع تبريد بالفيض شائع.
- إنهاء السطح:
- كلاهما يتم صقله وإنهاؤه بشكل جيد؛ يقلل التقشر الأقل في 316 عند درجات الحرارة المعتدلة من صعوبة تحقيق إنهاء متسق بعد اللحام.
- ملاحظة التصنيع:
- بالنسبة للمكونات ذات درجات الحرارة العالية (310S)، يجب أن تأخذ خطط التشغيل والمعالجة الحرارية في الاعتبار التشوه والتقشر.
8. التطبيقات النموذجية
| 316 — الاستخدامات النموذجية | 310S — الاستخدامات النموذجية |
|---|---|
| معدات معالجة العمليات الكيميائية التي تتعامل مع الكلوريدات (المضخات، الصمامات، الأنابيب، المبادلات الحرارية) | مكونات الأفران ذات درجات الحرارة العالية، الأنابيب الشعاعية، بطانات المحارق، المداخن |
| تركيبات بحرية وساحلية، خدمة مياه البحر (حيث تكون مقاومة التآكل النقطي مطلوبة) | بطانات الأفران، أدوات المعالجة الحرارية، صواني واقية عند درجات حرارة مرتفعة |
| الأجهزة الطبية ومعدات معالجة الطعام (316L للحام) | مكونات غاز العادم والمداخن، قنوات البتروكيماويات ذات درجات الحرارة العالية |
| خزانات الطعام والمشروبات، معدات الصيدلة | مكونات معرضة للأكسدة ذات درجات الحرارة العالية أو التقشر |
مبررات الاختيار: - اختر 316 للبيئات التي تكون فيها مقاومة التآكل النقطي الناتجة عن الكلوريد، وتآكل الشقوق، وقابلية اللحام مع الاحتفاظ بمقاومة التآكل هي القضايا الرئيسية. - اختر 310S عندما تكون درجة حرارة التشغيل، مقاومة الأكسدة، أو مقاومة الزحف عند درجات الحرارة المرتفعة هي المتطلبات التصميمية السائدة.
9. التكلفة والتوافر
- التكلفة:
- يعتبر 310S عمومًا أكثر تكلفة من 316 على أساس كل كيلوغرام بسبب محتوى النيكل الأعلى بشكل كبير ومحتوى الكروم الأعلى.
- يكون 316 عادةً أقل تكلفة وغالبًا ما يتوفر في مجموعة واسعة من أشكال المنتجات السلع.
- التوافر حسب شكل المنتج:
- 316: توفر واسع في الألواح، الأوراق، الأنابيب، الأنابيب، القضبان، المسامير، واختيار واسع من المتغيرات المعالجة باردة ومنخفضة الكربون (316L).
- 310S: متوفر في الأوراق، الألواح، وأشكال خاصة ذات درجات حرارة عالية، ولكن أقل شيوعًا في المسامير السلع أو الأشكال منخفضة التكلفة.
- إرشادات الشراء: للمشاريع ذات الحجم الكبير حيث لا تكون مقاومة درجات الحرارة العالية مطلوبة، قد يقدم 316 تكلفة إجمالية أفضل وأمان إمداد. بالنسبة للمكونات الخاصة ذات درجات الحرارة العالية، يكون توافر 310S عادةً كافيًا ولكن يجب توقع أوقات التسليم وبدلات التكلفة.
10. الملخص والتوصية
| السمة | 316 | 310S |
|---|---|---|
| قابلية اللحام | جيدة جدًا؛ حساسية منخفضة مع 316L أو الدرجات المستقرة | جيدة ولكن تتطلب مزيدًا من الانتباه لاختيار المالئ وإدخال الحرارة |
| القوة – المتانة (درجة حرارة الغرفة) | متانة جيدة، قوة معتدلة | قوة أعلى عند درجات الحرارة العالية، قوة أعلى قليلاً عند درجة حرارة الغرفة، ليونة أقل |
| مقاومة التآكل (الكلوريد/التآكل النقطي) | مقاومة ممتازة للتآكل النقطي والشقوق بسبب الموليبدينوم | مقاومة ممتازة للأكسدة عند درجات الحرارة العالية بسبب الكروم/النيكل العالي |
| التكلفة | أقل (متوفر على نطاق واسع) | أعلى (محتوى سبيكة أعلى) |
التوصية: - اختر 316 (أو 316L) إذا كانت احتياجاتك الأساسية هي مقاومة التآكل النقطي الناتج عن الكلوريد، وقابلية اللحام الممتازة مع الاحتفاظ بالأداء المقاوم للتآكل، والليونة الجيدة والمتانة، وتكلفة المواد الأقل أو التوريد الواسع. حالات الاستخدام النموذجية: البحرية، معالجة المواد الكيميائية، خزانات الطعام/الصيدلة والأنابيب. - اختر 310S إذا كانت احتياجاتك الأساسية هي مقاومة الأكسدة طويلة الأمد عند درجات الحرارة العالية، مقاومة التقشر، أو الخدمة عند درجات الحرارة المرتفعة حيث تكون مقاومة الزحف والاستقرار الحراري حاسمة. حالات الاستخدام النموذجية: مكونات الأفران، الأنابيب الشعاعية، أدوات الأفران، وقنوات درجات الحرارة العالية.
ملاحظة نهائية: كلا السبيكتين من الأفضل تحديدهما بشكل صريح مع شكل المنتج، والتشطيب، وأي متطلبات معالجة حرارية أو استقرار بعد اللحام. استشر موردي المواد ومواصفات إجراءات اللحام (WPS) لاختيار سبيكة المالئ، وممارسات ما قبل/ما بعد اللحام، وحدود درجات الحرارة الخاصة بالتطبيق لتجنب تشكيل مرحلة السيغما، والحساسية، والفشل المبكر.
1 تعليق
Em 2025, o Stake Casino se consolidou como uma das plataformas preferidas para apostadores do Brasil. Para comecar a jogar com seguranca, basta usar o acesso oficial disponivel aqui — [url=https://stakeoz.com/br/]Jogue blackjack e roleta ao vivo com dealers reais no Stake Casino Brasil[/url]
. Com uma enorme variedade de opcoes, experiencia fluida e assistencia dedicada, o Stake conquista milhares de usuarios.
“Explore milhares de caca-niqueis de forma facil!”
Registro no Stake Brasil | Crie sua Conta em Poucos Minutos
A criacao de conta no Stake e rapido. Voce podem comecar a apostar em pouco tempo. Basta entrar na plataforma usando o acesso confiavel, clicar em “Registrar”, inserir as informacoes e ativar a conta. Depois disso, realize um deposito e comece a jogar.
“Cadastre-se em menos de 1 minuto e ative sua oferta!”
Bonus no Stake para jogadores BR | Vantagens Incriveis
Os premios iniciais sao um dos motivos para jogar. Quem se cadastra podem impulsionar os fundos antes de fazer a primeira aposta. Entre as vantagens estao bonus de primeiro deposito, rodadas gratis e o clube de recompensas.
“Dobramos seu primeiro deposito para testar a plataforma!”