الفولاذ المقاوم للصدأ 402: الخصائص والتطبيقات الرئيسية
شارك
Table Of Content
Table Of Content
الفولاذ المقاوم للصدأ 402 يصنف كنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، المعروف بشكل أساسي بارتفاع محتواه من الكروم والنيكل. يتميز هذا الدرجة بمقاومته الممتازة للتآكل، وقابلية تشكيل جيدة، وقوة عالية، مما يجعله مناسباً لمجموعة متنوعة من التطبيقات في صناعات مثل السيارات، والطيران، ومعالجة الغذاء. تشمل العناصر الرئيسية في سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ 402 الكروم (Cr)، والنيكل (Ni)، والحديد (Fe)، حيث يعتبر الكروم الأكثر أهمية لتعزيز مقاومة التآكل ويساهم النيكل في قوته ومرونته.
نظرة شاملة
أهم خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ 402 تشمل مقاومته العالية للأكسدة والتآكل، وخاصة في البيئات القليلة التآكل. كما أنه يُظهر خصائص ميكانيكية جيدة، بما في ذلك القوة والمرونة، التي تعتبر ضرورية للتطبيقات الهيكلية. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أنه على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ 402 يوفر العديد من المزايا، إلا أنه لديه أيضًا قيود. على سبيل المثال، قد لا يعمل بشكل جيد في البيئات الحامضية الشديدة أو الغنية بالكلور مقارنةً مع درجات الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى، مثل 304 أو 316.
المزايا:
- مقاومة ممتازة للتآكل في البيئات المعتدلة
- خصائص ميكانيكية جيدة، بما في ذلك القوة والمرونة
- مقاومة للحرارة العالية
القيود:
- أداء متدني في البيئات الحامضية العالية أو الغنية بالكلور
- قابلية لحام أقل مقارنة ببعض درجات الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى
تاريخيًا، تم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 402 في التطبيقات التي تتطلب مزيجًا من القوة ومقاومة التآكل، مثل تصنيع مكونات السيارات والمعدات الصناعية. إن موقعه في السوق قوي، خاصة في القطاعات التي تعطي الأولوية للمتانة ومقاومة التآكل.
أسماء بديلة، معايير، ونظائر
| منظمة المعايير | التسمية/الدرجة | الدولة/المنطقة الأصلية | ملاحظات/تعليقات |
|---|---|---|---|
| UNS | S40200 | الولايات المتحدة الأمريكية | الأقرب مكافئ لـ AISI 402 |
| AISI/SAE | 402 | الولايات المتحدة الأمريكية | اختلافات تركيبية طفيفة يجب الانتباه إليها |
| ASTM | A240 | الولايات المتحدة الأمريكية | مواصفات قياسية لألواح الفولاذ المقاوم للصدأ |
| EN | 1.4006 | أوروبا | درجة مكافئة في المعايير الأوروبية |
| JIS | SUS 402 | اليابان | خصائص مشابهة مع اختلافات بسيطة |
تسلط الجدول أعلاه الضوء على المعايير المختلفة والتسميات المرتبطة بالفولاذ المقاوم للصدأ 402. وتجدر الإشارة إلى أنه في حين أن درجات مثل AISI 304 و316 تستخدم بشكل أكثر شيوعًا، فإن 402 يقدم مزايا محددة في بعض التطبيقات، لا سيما حيث تكون مقاومة التآكل المعتادة كافية.
الخصائص الرئيسية
التكوين الكيميائي
| عنصر (الرمز والاسم) | نطاق النسبة (%) |
|---|---|
| Cr (الكروم) | 11.5 - 13.5 |
| Ni (النيكل) | 0.5 - 2.0 |
| Fe (الحديد) | الرصيد |
| C (الكربون) | 0.03 كحد أقصى |
| Mn (المنغنيز) | 1.0 كحد أقصى |
| Si (السيليكون) | 1.0 كحد أقصى |
الدور الرئيسي للكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ 402 هو تعزيز مقاومته للتآكل، بينما يساهم النيكل في قوته ومرونته. يساعد المحتوى المنخفض من الكربون على منع ترسيب الكاربيد، الذي يمكن أن يؤدي إلى تآكل داخل الحبيبات. تم تضمين المنغنيز والسيليكون لتحسين القوة العامة للفولاذ وقابلية العمل.
الخصائص الميكانيكية
| الخاصية | الحالة/الحرارة | درجة حرارة الاختبار | القيمة/النطاق النموذجي (المتري) | القيمة/النطاق النموذجي (الإمبراطوري) | المعيار المرجعي لطريقة الاختبار |
|---|---|---|---|---|---|
| قوة الشد | مخمد | درجة حرارة الغرفة | 520 - 750 ميغاباسكال | 75 - 109 ksi | ASTM E8 |
| قوة الخضوع (0.2% انحراف) | مخمد | درجة حرارة الغرفة | 205 - 310 ميغاباسكال | 30 - 45 ksi | ASTM E8 |
| التمدد | مخمد | درجة حرارة الغرفة | 40 - 50% | 40 - 50% | ASTM E8 |
| الصلابة (روكويل ب) | مخمد | درجة حرارة الغرفة | 80 - 90 HRB | 80 - 90 HRB | ASTM E18 |
| قوة الصدمة | مخمد | -20°C (-4°F) | 40 جول | 29.5 قدم-رطل | ASTM E23 |
تجعل الخصائص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ 402 مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قوة ومرونة جيدة. تشير قوة الشد وقوة الخضوع إلى أنه يمكنه تحمل أحمال كبيرة، بينما تظهر نسبة التمدد أنه يمكن تشويهه دون كسر، وهو أمر حاسم لعمليات التشكيل.
الخصائص الفيزيائية
| الخاصية | الحالة/درجة الحرارة | القيمة (المتري) | القيمة (الإمبراطوري) |
|---|---|---|---|
| الكثافة | درجة حرارة الغرفة | 7.8 جرام/سم³ | 0.282 رطل/بوصة³ |
| درجة انصهار | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
| الناقلية الحرارية | درجة حرارة الغرفة | 25 واط/م·ك | 14.5 وحدة حرارية بريطانية·بوصة/ساعة·قدم²·°F |
| السعة الحرارية النوعية | درجة حرارة الغرفة | 500 جول/كغ·ك | 0.12 وحدة حرارية بريطانية/رطل·°F |
| المقاومة الكهربائية | درجة حرارة الغرفة | 0.73 ميكرواوم·م | 0.00000073 أوم·م |
| معامل التمدد الحراري | درجة حرارة الغرفة | 16.5 × 10⁻⁶/ك | 9.2 × 10⁻⁶/°F |
تشير الكثافة ودرجة انصهار الفولاذ المقاوم للصدأ 402 إلى متانته، بينما تعتبر الناقلية الحرارية والسعة الحرارية النوعية مهمة للتطبيقات التي تت involve heat transfer. المقاومة الكهربائية منخفضة نسبيًا، مما يجعله مناسبًا لبعض التطبيقات الكهربائية.
مقاومة التآكل
| المادة المسببة للتآكل | التركيز (%) | درجة الحرارة (°C/°F) | تصنيف المقاومة | ملاحظات |
|---|---|---|---|---|
| الكلوريدات | 3 - 10 | 20 - 60 / 68 - 140 | مقبول | خطر تآكل النقاط |
| حمض الكبريتيك | 10 - 30 | 20 - 40 / 68 - 104 | سيئ | غير موصى به |
| حمض الأسيتيك | 5 - 20 | 20 - 60 / 68 - 140 | جيد | مقاومة متوسطة |
| جوي | - | - | ممتاز | مقاومة جيدة |
يظهر الفولاذ المقاوم للصدأ 402 مقاومة جيدة للتآكل الجوي ومقاومة متوسطة لبعض الأحماض. ومع ذلك، فإنه عرضة لتآكل النقاط في بيئات الكلوريد، مما يعتبر اعتبارًا حيويًا للتطبيقات في البيئات الساحلية أو البحرية. مقارنةً بالدرجات مثل 304 و316، فإن أداء 402 في البيئات شديدة التآكل أدنى بشكل ملحوظ، لا سيما في الظروف الغنية بالكلوريد.
مقاومة الحرارة
| الخاصية/الحد | درجة الحرارة (°C) | درجة الحرارة (°F) | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| أقصى درجة حرارة خدمة مستمرة | 800 °C | 1472 °F | مناسب للحرارة العالية |
| أقصى درجة حرارة خدمة متقطعة | 900 °C | 1652 °F | تعرض قصير الأمد |
| درجة حرارة التعرق | 1000 °C | 1832 °F | خطر الأكسدة |
عند درجات حرارة مرتفعة، يحتفظ الفولاذ المقاوم للصدأ 402 بقوته ومقاومته للأكسدة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تت involve heat. ومع ذلك، فإن التعرض المطول لدرجات الحرارة فوق 800 °C يمكن أن يؤدي إلى تسبب الأكسدة، مما قد يضعف سلامته الهيكلية.
خصائص التصنيع
قابلية اللحام
| عملية اللحام | معدن التعبئة الموصى به (تصنيف AWS) | الغاز/الفلور النموذجي | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| TIG | ER 308L | أرجون | يُوصى بالتسخين المسبق |
| MIG | ER 308L | خليط أرجون + CO2 | قد تكون هناك حاجة لمعالجة حرارية بعد اللحام |
يمكن لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 402 باستخدام تقنيات قياسية، ولكن يُوصى بالتسخين المسبق والمعالجة الحرارية بعد اللحام لتقليل خطر الكسر. اختيار معدن التعبئة أمر حاسم لضمان التوافق والحفاظ على مقاومة التآكل.
قابلية التشغيل
| معيار التشغيل | الفولاذ المقاوم للصدأ 402 | AISI 1212 | ملاحظات/نصائح |
|---|---|---|---|
| مؤشر قابلية التشغيل النسبي | 40 | 100 | يتطلب سرعات قطع أبطأ |
| سرعة القطع النموذجية (الدوران) | 30 م/دقيقة | 80 م/دقيقة | استخدم أدوات كربيد للحصول على أفضل النتائج |
يمكن أن يكون تشغيل الفولاذ المقاوم للصدأ 402 تحديًا بسبب قوته. تشمل الظروف المثلى استخدام أدوات كربيد وسرعات قطع أبطأ لمنع تآكل الأداة.
قابلية التشكيل
يظهر الفولاذ المقاوم للصدأ 402 قابلية تشكيل جيدة، مما يجعله مناسبًا لعمليات التشكيل الساخن والبارد. ومع ذلك، من الضروري مراعاة العمل المعزز، الذي يمكن أن يؤثر على مرونة المادة خلال عمليات التشكيل.
معالجة الحرارة
| عملية المعالجة | نطاق درجات الحرارة (°C/°F) | الوقت النموذجي للنقع | طريقة التبريد | الهدف الرئيسي / النتيجة المتوقعة |
|---|---|---|---|---|
| التسخين المسبق | 1050 - 1150 °C / 1922 - 2102 °F | 1 - 2 ساعة | هواء أو ماء | تحسين المرونة وتقليل الصلابة |
تعتبر عمليات المعالجة الحرارية مثل التسخين المسبق حيوية لتعزيز المرونة وتقليل صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ 402. خلال التخمير، تتحول البنية المجهرية، مما يؤدي إلى تحسين الخصائص الميكانيكية.
التطبيقات النموذجية والاستخدامات النهائية
| الصناعة/القطاع | مثال على التطبيق المحدد | الخصائص الرئيسية للفولاذ المستخدمة في هذا التطبيق | سبب الاختيار (بإيجاز) |
|---|---|---|---|
| الautomotive | أنظمة العادم | مقاومة التآكل، قوة الحرارة العالية | المتانة والأداء |
| الفضاء | مكونات المحرك | قوة عالية، مقاومة الحرارة | السلامة والموثوقية |
| معالجة الغذاء | المعدات والتجهيزات | مقاومة التآكل، سهولة التنظيف | الصحة والامتثال |
تشمل التطبيقات الأخرى:
- معدات معالجة المواد الكيميائية
- أدوات بحرية
- التطبيقات المعمارية
يتم اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ 402 للتطبيقات التي تتطلب توازنًا بين القوة ومقاومة التآكل، خاصةً في البيئات التي يُتوقع فيها التعرض للرطوبة أو المواد القليلة التآكل.
اعتبارات مهمة، ومعايير الاختيار، ورؤى إضافية
| الميزة/الخاصية | الفولاذ المقاوم للصدأ 402 | الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304 | الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 316 | ملاحظة إيجابية/سلبية أو ملاحظة تجارية قصيرة |
|---|---|---|---|---|
| الخاصية الميكانيكية الرئيسية | قوة متوسطة | قوة عالية | قوة عالية | 402 أقل قوة من 304 و316 |
| الجوانب الرئيسية للتآكل | مقبول في الكلوريدات | جيد في الكلوريدات | ممتاز في الكلوريدات | 316 يوفر مقاومة تآكل متفوقة |
| قابلية اللحام | متوسطة | جيدة | جيدة | 402 يحتاج إلى مزيد من العناية في اللحام |
| قابلية التشغيل | متوسطة | جيدة | متوسطة | 304 أسهل في التشغيل |
| قابلية التشكيل | جيدة | ممتازة | جيدة | 304 له قابلية تشكيل متفوقة |
التكلفة التقريبية النسبية
More from مواصفات الفولاذ وتطبيقاته الرئيسية - معجمView all مواصفات الفولاذ وتطبيقاته الرئيسية - معجم articles
1
/
من
8
🏭 Our Factory
▶
Click to expand
تواصل معنا
استفسار سريعMETAL ZENITH
شريكك الموثوق في تصنيع الصلب
أكثر من 20 سنة خبرة
50M+
طن مُسلَّم
1000+
شريك العلامة التجارية
95%
احتفاظ العملاء
ISO
جودة معتمدة
نقاط القوة الأساسية
✓
تصنيع الصلب عالي الجودة
✓
حلول التخصيص الكاملة
✓
شبكة سلسلة التوريد العالمية
✓
موقع استراتيجي في لياونينغ
اتصل بنا الآن
ISO 9001
ASTM
JIS
|