نیکل به عنوان یک عنصر آلیاژی کلیدی، خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی فولادها را به طور چشمگیری بهبود می‌بخشد.

این عنصر با پایدارسازی فاز آستنیت، چقرمگی و قابلیت تغییر شکل فولادها را افزایش می‌دهد.

فولادهای نیکل‌دار در ایران عمدتاً شامل فولادهای کم‌آلیاژ، چکش‌خوار، ضد خوردگی و ضدزنگ می‌شوند.

مهم‌ترین گروه، فولادهای ضدزنگ هستند که خود به انواع آستنیتی (سری ۳۰۰ مانند ۳۰۴ و ۳۱۶)، فریتی، مارتنزیتی، دوپلکس (۲۲۰۵) و رسوب سخت‌شونده (۱۷-۴PH) تقسیم می‌شوند.

در صنایع ایران، این فولادها نقش حیاتی در بخش نفت، گاز و پتروشیمی (لوله‌ها و مخازن)، غذایی و دارویی (تجهیزات فرآوری)، نیروگاهی و دریایی ایفا می‌کنند.

تولید داخلی عمدتاً بر ورق‌های ضدزنگ پایه ۳۰۴ و ۳۱۶ متمرکز است،

اما با چالش‌هایی مانند وابستگی به واردات نیکل و محدودیت‌های فناوری روبروست.

آینده این صنعت در گرو توسعه فولادهای دوپلکس با نیکل کمتر، گسترش بازیافت و افزایش عمق فرآوری داخلی است.

آستنیت-Austenite-آهن فاز-گاما‌‌-gamma-phase iron (γ-Fe)-دگر شکلی فلزی غیر مغناطیسی

آستنیت یا آهن فاز – گاما یک دگر شکلی فلزی و غیر مغناطیسی از آهن یا محلول جامد از آهن و یک ماده آلیاژی دیگر است.

در فولادهای کربنی آستنیت در بالای نقطه یوتکتوئید که دارای دمای 727.5 درجه سانتی گراد است، یافت می شود.

آستنیتی کردن به معنای حرارت دادن آهن یا آلیاژهای پایه آهن. تا رسیدن به دمای تغییر ساختار کریستالی از فریت به آستنیت می باشد.

در این دما ساختار کریستالی بازتر آستنیت قابلیت جذب کربن از کاربید آهن در فولاد را دارد. یک فرآیند ناقص آستنیتی کردن باعث می شود.

مقدار کربید حل نشده در ساختار رسوب کند. برای بعضی از آهنها، آلیاژهای پایه آهن و فولادها، کربید ممکن است

در مرحله آستنیتی کردن ظاهر شود. که به آن آستنیتی کردن دوفازی می گویند.

فولاد ضد زنگ به‌عنوان یکی از مصالح راهبردی در صنعت نفت و گاز، نقش مهمی در افزایش ایمنی، دوام و عملکرد تجهیزات ایفا می‌نماید. این آلیاژ با ترکیبی از عناصر کروم، نیکل و مولیبدن، مقاومت بالایی در برابر خوردگی، فشارهای شدید و دماهای بالا دارد.

گریدهای مختلف فولاد ضد زنگ نظیر 304L، 316L، 321، داپلکس و سوپر داپلکس، بسته به نوع سیال و شرایط عملیاتی انتخاب می‌شوند.

مقاطع متنوعی از جمله لوله‌ها، ورق‌ها، میلگردها و فلنج‌ها در ساخت تجهیزات فرآیندی، خطوط انتقال و سازه‌های دریایی کاربرد دارند.

روش‌های تولید شامل نورد، جوشکاری و ماشین‌کاری دقیق بوده و استانداردهای بین‌المللی مانند ASTM، ASME و API در طراحی رعایت می‌گردند.

شرکت‌های ایرانی و بین‌المللی با تولید گریدهای تخصصی، نیازهای پروژه‌های پالایشگاهی، فراساحلی و زیرزمینی را تأمین می‌نمایند. انتخاب صحیح فولاد ضد زنگ موجب کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش بهره‌وری بلندمدت در صنعت انرژی می‌شود.

اتصال غیر همسان فولاد A387-Gr.11 و فولاد A240-TP.316-فروش ورق

فولادی.ارزیابی ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیر همسان فولاد A387-Gr11 و فولاد A240-TP.316.

اتصال غیر همسان فولاد های فریتی کم آلیاژ به فولادهای زنگ نزن آستنیتی. در دهه های گذشته به صورت وسیع در صنایع به کارگیری شد.

در تحقیق حاضر، دو فولاد زنگ نزن آستنیتی A240-TP.316 و فولاد کم آلیاژ فریتی A387-GR11. توسط جوشکاری قوسی تنگستن تحت گاز محافظ با دو جریان ثابت و پالسی.

و با استفاده از دو نوع فلر پر کننده ی ER309Lو ERNiCr-3 به هم جوش داده شدند.در دهه های گذشته، اتصال دهی نا هم جنس فولادهای فریتی کم آلیاژ به فولادهای زنگ نزن آستنیتی. به صورت گسترده ای در مولدهای بخار،

مبدل های حرارتی و تجهیزات لوله کشی در نیروگاه ها. پالایشگاه ها و صنایع پتروشیمی به کار رفته است. برای مثال، در نیروگاه های با سوخت فسیلی، لوله های مرحله ی پیش گرم دیگ های بخار از جنس فولاد کم آلیاژ هستند.

و لوله های بخش فوق گرمایش به دلیل دما و فشار کاری بسیار بالا، از جنس فولاد زنگ نزن انتخاب می شوند.

این انتخاب، سبب صرفه جویی چشم گیر در هزینه ها خواهد شد. این اتصال،

به آسانی با اغلب روش های مرسوم به خصوص جوشکاری قوسی تنگستن تحت گاز محافظ (GTAW). و جوشکاری قوسی الکترود روپوش دار (SMAW) تولید شده است.

مورد دیگر برای کاربرد این نوع اتصال، روکش کاری فولادهای کربنی یا کم آلیاژ با فولادهای زنگ نزن آستنیتی یا آلیاژهای پایه نیکل است.

با این روش، می توان مقاومت به خوردگی مخزن های از جنس فولاد کربنی. را به صرف کم ترین هزینه تا میزان قابل توجهی بهبود داد.

فولاد ماشین سازی – فولاد خودروسازی-صنایع ماشین سازی یکی از مهمترین و بزرگترین صنایع موجود در دنیا به شمار می رود.

از کاربردی ترین مواد اولیه در صنعت ماشین سازی می توان به انواع فولاد اشاره کرد. فولادها با توجه به امکان آلیاژی بودن، دارای تنوع بسیار زیادی هستند.

دلیل استفاده از فولاد در خودرو-برای طراحی چارچوب ماشین از فولاد استفاده میشود آنها به تحمل در برابر فشار شدید ناشی از خودرو کمک می کنند.

نوع فولادی که در اینجا استفاده می شود با ید بسیار قوی و با بهترین کیفیت باشد. و استفاندارد های مطلوب وسیله نقلیه مورد نظر را برآورده کند. باید از مقاومت کششی بالایی برخوردار بوده و در مقابل فشار نیروی فوق العاده مقاومت کند.

به طور مشابه، فولاد در ساخت قاب دوچرخه هم استفاده می شود. استفاده از فولاد در تولید دوچرخه باعث افزودن استحکام عالی و ایمنی داخلی به آن می شود.

همچنین در صنعت حمل و نقل خصوصی و عمومی به میزان زیادی به عرضه فولاد بستگی دارد. بدنه های اتوبوس اغلب از فولاد با کیفیت بالا ساخته می شوند
زیرا باعث افزایش وزن و قدرت به اتوبوس می شود.

و همچنین توانایی تحمل فشار شدید در جاده را دارد. لوله های اگزوز در اتومبیل ها نقش اساسی دارند و جنس آنها فولادی است. شفت های پروانه در واسیل نقلیه بیشتر فولادی هستند زیرا به موادی احتیاج دارید که دارای استحکام چرخشی بالایی باشند.

خوردگی و اهمیت آن

خوردگی آسیب وارد شده به فلز در اثر واکنش با محیط است. هر فلزی تحت یک مکانیسم خاص خورده می‌شود. که تا حدی متفاوت از مواد دیگر است.

خوردگی فرآیندی طبیعی برای فلزات است. که باعث واکنش آن‌ها با محیط اطرافشان می‌شود تا ترکیبات پایدارتری تشکیل دهند [1]. نسبت به ویژگی‌های محیط، فرآیند خوردگی به دو دسته‌ی خوردگی شیمیایی و الکتروشیمیایی تقسیم می‌شود.

فرآیند خوردگی شیمیایی فرآیندی است که طی آن فلز با غیر الکترولیت (یک مایع یا گاز) واکنش می‌دهد. به عنوان مثال اکسیداسیون در هوا با دمای بالا. خوردگی اغلب فلزات در دمای اتاق و در محیط‌های آبی صورت می‌گیرد. و ماهیت الکتروشیمیایی دارد.

فرآیند خوردگی الکتروشیمیایی فرآیندی است که در آن فلز در الکترولیت اکسیدی و تشکیل کاتیون‌های فلزی می‌دهد (معادله 1-1). این الکترون‌ها توسط واکنش احیا مثل احیای آب یا اکسیژن مصرف می‌شوند (معادلات 1-2 و 1-3). هر دو واکنش الکتروشیمیایی اکسیداسیون و احیا برای رخ دهی خوردگی ضروری است [2].

پوشش‌های محافظتی با ایزوله کردن فلز بستر مانع تماس آن با محیط خورنده شده. و از آن محافظت می‌کنند [7,6] عملکرد حفاظتی پوشش‌ها به چهار روش کلی صورت می‌گیرد:

1-پوشش‌های سدی که مانع تماس فلز و محیط خورنده می‌شوند. این پوشش‌ها با مقاومت بالای خود باعث کاهش انتقال جریان بین نواحی آندی و کاتدی می‌شوند.

یا با از بین بری نفوذ اکسیژن و ممانعت از انجام واکنش کاتدی از فلز بستر محافظت می‌کنند [4].

2-پوشش‌های فداشونده که خورده شده و از فلز بستر به صورت کاتدی محافظت می‌کنند، مانند رنگدانه‌های غنی از روی.

3-پوشش‌های بازدارنده که واکنش الکترود را کند می‌کنند.

4-پوشش‌های مقاومتی الکتریکی که مانع تشکیل پیل خوردگی الکتروشیمیایی می‌شوند، مانند رنگ‌ها [1].

پوشش‌ها از دیدگاه جنس به سه دسته پوشش‌های آلی، معدنی و فلزی تقسیم می‌شوند.

بررسی اثر دما و غلظت الکترولیت در فرآیند الکتروپولیش بر مقاومت به خوردگی آلیاژ اینکونل 718

بهبود مقاومت به خوردگی توسط فرآیند الکتروپولیش یکی از راه‌های مهم در فرآیند اصلاح سطح می‌باشد.

در این تحقیق اثر دو متغیر غلظت اسید پرکلریک و دمای حمام بر فرآیند الکتروپولیش. و تأثیر آن بر مقاومت به خوردگی آلیاژ اینکونل 718 بررسی شد.

جهت بررسی ریزساختار و کیفیت زبری سطح، قبل و بعد از الکتروپولیش به ترتیب از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون زبرسنجی سطح استفاده شد.

جهت تعیین محدوده ولتاژ و جریان الکتروپولیش منحنی‌های I-V به کار گیری شد. نتایج نشان داد

دست‌یابی به سطحی یکنواخت و عاری از حفرات تنها در شرایطی حاصل می‌شود. که ترکیب الکترولیت حاوی 20 درصد حجمی اسید پرکلریک و دمای حمام برابر 15 درجه سانتی‌گراد باشد.

تحت شرایط مذکور سرعت الکتروپولیش در مرزدانه‌ها و درون دانه‌ها به یکدیگر نزدیک می‌شود و منجر به ایجاد سطحی صاف و یکنواخت می‌گردد.

حداقل زبری سطح بعد از الکتروپولیش در شرایط بهینه 0/026μm به دست آمد. نتایج حاصل از آزمون پلاریزاسیون تافل در محلول 0.5M H2SO4+0.01M KSCN نشان داد.

الکتروپولیش موجب کاهش چگالی جریان خوردگی و نجیب‌تر شدگی پتانسیل خوردگی در آلیاژ گردید. نمونه الکتروپولیشی در شرایط بهینه بیشترین مقاومت به خوردگی را از خود نشان داد. دلیل افزایش مقاومت به خوردگی در اثر الکتروپولیش به تشکیل لایه اکسیدی یکنواخت و ریزساختار عاری از حفرات در سطح نسبت دهی شد.