ستانلس ستيل

حنفيات ومغاسل من ستانلس ستيل

يتم استخدام ستانلس ستيل فى المعدات الصناعية لما يكون مهم تكون المعدات متينة وسهلة التنظيف.

  ستانلس ستيل ، المعروف كمان باسم ستانلس ستيل (إينوكس )، والفولاذ المقاوم للتآكل ( CRES )، وستانلس ستيل ، هو سبيكة من الحديد مقاومة للصدأ والتآكل . وفيه الحديد مع الكروم وعناصر تانيه زى الموليبدينوم والكربون والنيكل والنيتروجين وذلك حسب استخدامه المحدد وتكلفته. تنتج مقاومة ستانلس ستيل للتآكل عن محتوى الكروم بنسبة 10.5% أو اكتر اللى يشكل فيلم سلبى يمكنه حماية المادة والشفاء الذاتى فى وجود الأكسجين. : 3 تعتبر خصائص السبائك، زى اللمعان والمقاومة للتآكل، مفيدة فى تطبيقات كتير . ممكن لف ستانلس ستيل لصفائح ، و ألواح، وقضبان، و أسلاك، و أنابيب. ممكن استخدامها فى أدوات الطهى ، و أدوات المائدة ، والأدوات الجراحية ، والأجهزة الرئيسية ، والمركبات، ومواد البناء فى المبانى الكبيرة، والمعدات الصناعية (على سبيل المثال، فى مصانع الورق ، والمصانع الكيميائية ، ومعالجة الميه )، وخزانات وصهاريج التخزين للمواد الكيميائية والمنتجات الغذائية. بعض الدرجات مناسبة كمان للتشكيل والصب .

قابلية التنظيف البيولوجى للستانلس ستيلتتفوق على الألومنيوم والنحاس، وقابلية التنظيف البيولوجى للزجاج. إن قابلية التنظيف والقوة ومقاومة التآكل دفعت لاستخدام ستانلس ستيل فى مصانع الأدوية وتجهيز الأغذية. الأنواع المختلفة من ستانلس ستيل بتتمييز برقم AISI مكون من 3 أرقام. تسرد المواصفة ISO 15510 التركيبات الكيميائية للستانلس ستيل حسب للمواصفات الموجودة فى معايير ISO و ASTM و EN و JIS و GB فى جدول تبادل مفيد.

صفات

مقاومة التآكل

رغم أن الستانلس ستيل بيصدى ، ده يؤثر بس على الطبقات الخارجية القليلة من الذرات، حيث يعمل محتواه من الكروم على حماية الطبقات العميقة من الأكسدة.كمان إضافة النيتروجين تعمل على تحسين مقاومة التآكل النقطى وزيادة القوة الميكانيكية. وبالتالي، هناك الكتير من درجات الستانلس ستيل مع محتوى متفاوت من الكروم والموليبدينوم لتناسب البيئة اللى لازم يتحملها السبائك. ممكن زيادة مقاومة التآكل بالوسايل اللى بعد كده :

• زيادة محتوى الكروم لاكتر من 11٪
• إضافة النيكل بنسبة لا تقل عن 8%
• إضافة الموليبدينوم (الذى يعمل كمان على تحسين مقاومة التآكل النقطى )

قوة

النوع الاكتر شيوع من الستانلس ستيل، 304، له قوة شد حوالى 210 ميجا باسكال (30000 (psi) فى الحالة الملدّنة. ممكن تقويته عن طريق العمل البارد بقوة توصل ل1,050 ميجا باسكال (153000 (psi) فى الحالة الصلبة الكاملة. أقوى أنواع الستانلس ستيل المتوفرة بشكل شائع هيا سبائك التصلب بالترسيب زى 17-4 PH وCustom 465. ممكن معالجتها حرارى للحصول على قوى شد توصل ل1,730 ميجا باسكال (251000 رطل/بوصة مربعة) .

نقطة الانصهار

نقطة انصهار الستانلس ستيل قريبة من نقطة انصهار الفولاذ العادي، و أعلى بكتير من نقاط انصهار الألومنيوم أو النحاس. زى ما هو الحال مع معظم السبائك، يتم التعبير عن نقطة انصهار الستانلس ستيل فى شكل مجموعة من درجات الحرارة، مش درجة حرارة واحدة. يتراوح نطاق درجة الحرارة ده من قالب:حول اعتمادًا على الاتساق المحدد للسبائك المعنية.

الموصلية

الستانلس ستيل زى الفولاذ ، يعتبر موصل رديئًا نسبى للكهرباء، مع موصلية كهربائية أقل بكتير من النحاس. على وجه الخصوص، تنشأ مقاومة التلامس غير الكهربائية (ECR) للستانلس ستيل نتيجة لطبقة الأكسيد الواقية الكثيفة وتحد من وظيفتها فى التطبيقات كموصلات كهربائية. تميل سبائك النحاس والموصلات المطلية بالنيكل لإظهار قيم ECR أقل هيا مواد مفضلة لمثل دى التطبيقات. بس، يتم استخدام موصلات الستانلس ستيل فى المواقف اللى يفرض فيها ECR معايير تصميم أقل وتكون مقاومة التآكل مطلوبة، على سبيل المثال فى درجات الحرارة العالية والبيئات المؤكسدة.

المغناطيسية

الستانلس ستيل المارتنسيتى والثنائى والفريتى مغناطيسى ، الستانلس ستيل الأوستنيتى فى العاده ما يكون غير مغناطيسي. يرجع مغناطيسية الفولاذ الفريتى لبنيته البلورية المكعبة ذات مركز الجسم ، حيث يتم ترتيب ذرات الحديد فى مكعبات (بحيث فيه ذرة حديد واحدة فى كل زاوية) وذرة حديد إضافية فى المركز. دى الذرة الحديدية المركزية مسؤولة عن الخصائص المغناطيسية للفولاذ الفريتي.  الترتيب ده كمان يحد من كمية الكربون اللى ممكن للفولاذ امتصاصها لحوالى 0.025%. تم تطوير درجات ذات مجال قسرى منخفض للصمامات الكهربائية المستخدمة فى الأجهزة المنزلية و أنظمة الحقن فى محركات الاحتراق الداخلي. تتطلب بعض التطبيقات مواد غير مغناطيسية، زى التصوير بالرنين المغناطيسى .  ممكن جعل الستانلس ستيل الأوستنيتى ، اللى فى العاده ما يكون غير مغناطيسى ، مغناطيسى قليل بالتصلب بالعمل . فى بعض الأحيان، إذا تم ثنى الفولاذ الأوستنيتى أو قطعه، يحدث المغناطيسية على طول حافة الستانلس ستيل لأن البنية البلورية تعيد ترتيب نفسها.

النفاذية المغناطيسية لبعض درجات الستانلس ستيل الأوستنيتى بعد التلدين لمدة ساعتين عند 1050 درجةقالب:Spacesدرجة مئوية

الصف EN	1.4307	1.4301	1.4404	1.4435
النفاذية المغناطيسية، μ	1.056	1.011	1.100	1.000

التآكل

التآكل ، اللى يتسما ساعات اللحام البارد، هو شكل من أشكال التآكل الشديد الناتج عن المادة اللاصقة، اللى ممكن أن يحدث لما تكون سطحان معدنيان فى حركة نسبية لبعضهما البعض و تحت ضغط شديد. تعتبر أدوات التثبيت المصنوعة من الستانلس ستيل الأوستنيتى عرضة بشكل خاص لتآكل الخيوط، رغم ان السبائك التانيه اللى تولد ذاتى طبقة سطحية واقية من الأكسيد، زى الألومنيوم والتيتانيوم، معرضة كمان لده التآكل. تحت تأثير انزلاق بقوة تلامس عالية، ممكن تشويه ده الأكسيد، وكسره، و إزالته من أجزاء المكون،و ده يوصل لكشف المعدن التفاعلى العاري. لما يكون السطحان مصنوعان من نفس المادة، ممكن لهذه الأسطح المكشوفة أن تندمج بسهولة. قد يؤدى فصل السطحين لتمزق السطح وحتى التعطل الكامل للمكونات المعدنية أو أدوات التثبيت. ممكن التخفيف من التآكل عن طريق استخدام مواد مختلفة (البرونز مقابل الستانلس ستيل) أو استخدام أنواع مختلفة من الستانلس ستيل (المارتنسيتى مقابل الأوستينيتى). و ذلك، ممكن تشحيم الوصلات الملولبة لتوفير طبقة بين الجزأين ومنع التآكل. أظهر النيترونيك 60، المصنوع عن طريق السبائك الانتقائية مع المنجنيز والسيليكون والنيتروجين، ميل أقل للتلف.

كثافة

كثافة الستانلس ستيل من 7.5 to 8.0 جرام/سم اعتمادا على السبيكة.

تاريخ

إعلان، كما ظهر فى عدد سنة 1915 من جورنال نيو يورك تايمز ، عن تطوير الستانلس ستيل فى شيفيلد بانجلترا

اختراع الستانلس ستيل جه بعد سلسلة من التطورات العلمية، من سنة 1798 لما اتعرض الكروم لأول مرة على الأكاديمية الفرنسية بلويس فوكلين . فى أوائل القرن التسعتاشر، لاحظ العلما البريطانيين جيمس ستودارت، ومايكل فاراداى ، وروبرت مالييت مقاومة سبائك الكروم والحديد ("فولاذ الكروم") للعوامل المؤكسدة . اكتشف روبرت بنسن مقاومة الكروم للأحماض القوية. ممكن تم التعرف على مقاومة التآكل لسبائك الحديد والكروم لأول مرة سنة 1821 على ايد بيير بيرتييه ، اللى لاحظ مقاومتها ضد هجوم بعض الأحماض واقترح استخدامها فى أدوات المائدة. فى اربعينات القرن التسعتاشر، كان مصنعو الصلب فى شيفيلد البريطانية بعدين شركة كروب الألمانية ينتجون الصلب الكروم، بعدين استخدمته الشركة الألمانية فى صناعة المدافع فى خمسينات القرن التسعتاشر. سنة 1861، حصل روبرت فورستر موشيت على براءة اختراع على الفولاذ الكروم فى بريطانيا.

الأحداث دى وصلت لأول إنتاج أمريكى للصلب المحتوى على الكروم بJ. Baur من مصنع Chrome Steel Works فى بروكلين لبناء الجسور. تم إصدار براءة اختراع امريكانيه للمنتج سنة 1869. : 2261  بعد كده الاعتراف بمقاومة سبائك الكروم للتآكل على ايد الإنجليزيين جون تى وودز وجون كلارك، اللى لاحظا نطاقات الكروم من 5 ل30٪، مع إضافة التنغستن و"الكربون المتوسط". سعوا لتحقيق القيمة التجارية للابتكار ببراءة اختراع بريطانية لـ "سبائك مقاومة للطقس".: 261, 11  العلما اللى أجرو أبحاث حوالين تآكل الفولاذ فى النصف التانى من القرن التسعتاشر ماهتموش بكمية الكربون الموجودة فى الفولاذ السبائكى اللى كانو يختبرونه لحد سنة 1898 لما لاحظ أدولف كارنو و إي. جوتال أن الفولاذ الكرومى يقاوم الأكسدة بالأحماض بشكل احسن كلما قل محتوى الكربون فيه.

فى أواخر تسعينيات القرن التسعتاشر كمان ، الكيميائى الألمانى هانز جولدشميت طور عملية حرارية ألومنيومية ( ثيرمايت ) لإنتاج الكروم الخالى من الكربون. بين 1904 و1911، باحثين كتير ، و بالخصوص ليون جيليه من فرنسا، صنعو سبائك تعتبر اليوم من الستانلس ستيل. سنة 1908، شركة Friedrich Krupp Germaniawerft فى إيسن بنت اليخت الشراعى Germania اللى وزنه 366 طن اللى يتميز بهيكل من الفولاذ المطلى بالكروم والنيكل، فى ألمانيا. سنة 1911،فيليب مونارتز قدم تقرير عن العلاقة بين محتوى الكروم و مقاومة التآكل. فى 17 اكتوبر 1912، مهندسا شركة كروب بينو شتراوس و إدوارد مورير حصلو على براءة اختراع باسم نيروستا للستانلس ستيل الأوستنيتى المعروف اليوم باسم 18/8 أو نوع AISI 304. كان فيه تطورات مماثلة تجرى فى امريكا، كان كريستيان دانتسيزن من شركة جنرال إلكتريك وفريدريك بيكيت (1875-1942) فى شركة يونيون كاربايد بيصنعو الستانلس ستيل الفريتي. سنة 1912، إلوود هاينز قدم طلب للحصول على براءة اختراع امريكانيه على سبيكة من الستانلس ستيل المارتنسيتي، اللى لم يتم منحها لحد سنة 1919.

هارى برييرلى

نصب تذكارى لهارى برييرلى فى معمل أبحاث براون فيرث السابق فى شيفيلد ، انجلترا

هارى برييرلى من معمل براون فيرث للأبحاث فى شيفيلد بانجلترا وقت البحث عن سبيكة مقاومة للتآكل لبراميل البنادق سنة 1913، اكتشف سبيكة من الستانلس ستيل المارتنسيتى ، والمعروفة اليوم باسم AISI من النوع 420، وقام بعد كده بتصنيعها. اتعلن عن الاكتشاف بعد سنتين فى مقالة صحفية فى جورنال نيو يورك تايمز فى يناير 1915. تم تسويق المعدن بعدين تحت العلامة التجارية "Staybrite" بشركة Firth Vickers فى انجلترا وتم استخدامه فى مظلة المدخل الجديدة لفندق سافوى فى لندن سنة 1929. تقدم برييرلى بطلب للحصول على براءة اختراع امريكانيه خلال سنة 1915، لكنه اكتشف أن هاينز كان قد سجل واحدة بالفعل. قام برييرلى وهاينز بتجميع التمويل اللازم، ومع مجموعة من المستثمرين، شكلوا شركة الستانلس ستيل الأمريكية، ومقرها فى بيتسبرغ ، بنسلفانيا. : 360 

فولاذ لا يصدأ

برييرلى فى البداية أطلق على سبائكته الجديدة اسم "Rustless steel". اتباع السبائك فى امريكا تحت أسماء تجارية مختلفة زى "Allegheny metal" و "Nirosta steel". لحد جوه صناعة المعادن، ظل الاسم غير مستقر؛ ف سنة 1921، أطلقت عليه واحده من المجلات التجارية اسم "الفولاذ غير القابل للصدأ". تعاون برييرلى مع واحد من مصنعى أدوات الترابيزه المحليين، اللى أطلقوا عليه اسم "الستانلس ستيل". لحد سنة 1932، واصلت شركة فورد موتور تسمية السبائك "Rustless steel" فى المواد الترويجية للعربيات.

سنة 1929، قبل الكساد الأعظم، تم تصنيع وبيع اكتر من 25000 طن من الستانلس ستيل فى امريكا   كل سنه.

سمحت التطورات التكنولوجية الكبرى فى الخمسينات والستينات من القرن العشرين بإنتاج كميات كبيرة بتكلفة معقولة:

• عملية AOD ( إزالة الكربنة بالأرجون والأكسجين )، لإزالة الكربون والكبريت
• الصب المستمر والدرفلة الساخنة
• مطحنة Z ، أو مطحنة الدرفلة الباردة Sendzimir
• عملية Creusot-Loire Uddeholm (CLU) والعمليات ذات الصلة اللى تستخدم البخار بدل بعض أو كل الأرجون

أنواع

يتم تصنيف الستانلس ستيل 5 عائلات رئيسية تتميز فى المقام الاولانى ببنيتها البلورية :

• الأوستنيتي
• الفريتية
• مارتنسيتي
• دوبلكس
• تصلب الترسيب

الأوستنيتى

الستانلس ستيل الأوستنيتى هو اكبر عيلة من الستانلس ستيل، يشكل حوالى تلتين إنتاج الستانلس ستيل بالكامل. إنها تمتلك بنية مجهرية أوستنيتية، هيا بنية بلورية مكعبة ذات وجه مركزى . يتم تحقيق دى البنية الدقيقة عن طريق خلط الفولاذ مع كمية كافية من النيكل أو المنجنيز أو النيتروجين للحفاظ على بنية دقيقة أوستنيتية فى كل درجات الحرارة، بدايه من المنطقة المبردة لنقطة الانصهار. وبالتالي، الستانلس ستيل الأوستنيتى مش ممكن تصلده عن طريق المعالجة الحرارية لأنه يمتلك نفس البنية الدقيقة فى كل درجات الحرارة. بس، "درجة حرارة التشكيل هيا عامل أساسى لمنتجات الستانلس ستيل الأوستنيتى غير المستقر (M-ASS) لاستيعاب البنى الدقيقة والأداء الميكانيكى المبرد. ... تُستخدم الستانلس ستيل الأوستنيتى غير المستقر (M-ASSs) على نطاق واسع فى تصنيع أوعية الضغط المبردة (CPVs)، نظر لمتانتها المبردة العالية، ومرونتها، وقوتها، ومقاومتها للتآكل، واقتصادها."

التشكيل البارد بالتبريد العميق للستانلس ستيل الأوستنيتى هو امتداد لدورة التسخين - التبريد - التلطيف ، حيث يتم خفض درجة الحرارة النهائية للمادة قبل الاستخدام الكامل لنطاق درجة حرارة التبريد العميق. ممكن أن يؤدى ده لإزالة الضغوط المتبقية وتحسين مقاومة التآكل.

المجموعات الفرعية من الستانلس ستيل الأوستنيتي، السلسلة 200 والسلسلة 300:

• سلسلة 200 سبائك الكروم والمنجنيز والنيكل اللى تعمل على تعظيم استخدام المنجنيز والنيتروجين لتقليل استخدام النيكل. بفضل إضافة النيتروجين ليها، فإنها تمتلك قوة خضوع أعلى بحوالى 50% من صفائح الستانلس ستيل من السلسلة 300.
  • ممكن تقوية النوع 201 بالعمل البارد.
  • النوع 202 هو الستانلس ستيل للأغراض العامة. يؤدى انخفاض محتوى النيكل وزيادة المنجنيز لضعف مقاومة التآكل.
• سلسلة 300 سبائك الكروم والنيكل اللى تحقق بنيتها الدقيقة الأوستنيتية بشكل حصرى بالتقريب عن طريق سبائك النيكل؛ وتشمل بعض الدرجات عالية السبائك بعض النيتروجين لتقليل متطلبات النيكل. سلسلة 300 هيا المجموعة الاكبر والاكتر استخدامًا.
  • النوع 304 : النوع الاكتر شيوع هو النوع 304، والمعروف كمان باسم 18/8 و18/10 لتكوينه من 18% كروم و8% أو 10% نيكل على التوالي.
  • النوع 316 : النوع التانى الاكتر شيوع من الستانلس ستيل الأوستنيتى هو النوع 316. توصل إضافة 2% من الموليبدينوم لتوفير مقاومة اكبر للأحماض والتآكل الموضعى الناجم عن أيونات الكلوريد. تحتوى الإصدارات منخفضة الكربون، زى 316L أو 304L، على محتوى كربون أقل من 0.03% وتستخدم لتجنب مشاكل التآكل الناتجة وقت اللحام.

الفريتية

الستانلس ستيل الفريتى تمتلك بنية مجهرية من الفرايت زى الفولاذ الكربوني، و هو بنية بلورية مكعبة مركزية الجسم ، وفيها ما بين 10.5% و27% من الكروم مع القليل اوى من النيكل أو بدونه. تتواجد دى التركيبة الدقيقة فى كل درجات الحرارة بسبب إضافة الكروم، و علشان كده فهى غير قابلة للتصلب عن طريق المعالجة الحرارية. مش ممكن تقويتها عن طريق العمل البارد بنفس الدرجة اللى يتم بيها تقويتها باستخدام الستانلس ستيل الأوستنيتي. إنهم مغناطيسيين. إن إضافة النيوبيوم (Nb) والتيتانيوم (Ti) والزركونيوم (Zr) للنوع 430 يسمح بتوفير قابلية اللحام الجيدة. وبسبب غياب النيكل بالتقريب ، فهى أقل تكلفة من الفولاذ الأوستنيتى وتوجد فى الكتير من المنتجات، اللى تشمل:

• أنابيب عادم العربيات (النوع 409 و 409 Cb قالب:ملا تستخدم فى أمريكا الشمالية؛ والأنواع المستقرة 439 و 441 تستخدم فى اوروبا)
• التطبيقات المعمارية والإنشائية (النوع 430، اللى فيه 17٪ كروم)
• مكونات البناء، زى خطافات الأردواز، والأسقف، وقنوات المداخن
• شفرات السكين
• ألواح الطاقة فى خلايا الوقود ذات الأكسيد الصلب تعمل عند درجات حرارة حوالى 700 درجة مئوية (1300 °F) (فيريتات عالية الكروم فيها 22% كروم)

مارتنسيتى

الستانلس ستيل المارتنسيتى ليها بنية بلورية رباعية الشكل مركزية الجسم، وتوفر مجموعة واسعة من الخصائص وتستخدم كفولاذ هندسى مقاوم للصدأ، وفولاذ أدوات مقاوم للصدأ، وفولاذ مقاوم للزحف . إنها مغناطيسية و مش مقاومة للتآكل زى الستانلس ستيل الفريتى والأوستنيت بسبب محتواها المنخفض من الكروم. تنقسم لأربع فئات (مع بعض التداخل):

• درجات Fe-Cr-C. كانت دى هيا الدرجات الأولى المستخدمة ولسه تستخدم على نطاق واسع فى التطبيقات الهندسية والمقاومة للتآكل.
• درجات Fe-Cr-Ni-C. يتم استبدال بعض الكربون بالنيكل. إنها توفر صلابة أعلى ومقاومة أعلى للتآكل. يتم استخدام الدرجة EN 1.4303 (درجة الصب CA6NM) مع 13٪ كروم و 4٪ نيكل لمعظم توربينات بيلتون وكابلان وفرانسيس فى محطات الطاقة الكهرومائية لأنها ليها خصائص صب جيدة وقابلية لحام جيدة ومقاومة جيدة لتآكل التجويف .
• درجات تصلب الترسيب. الدرجة EN 1.4542 (المعروفة كمان باسم 17-4 PH)، هيا الدرجة الاكتر شهرة، تجمع بين التصلب المارتنسيتى والتصلب بالترسيب . إنه يحقق قوة عالية ومتانة جيدة وبيستخدم فى مجال الطيران والفضاء و تطبيقات تانيه.
• درجات مقاومة للزحف. توصل الإضافات الصغيرة من النيوبيوم والفاناديوم والبورون والكوبالت لزيادة القوة ومقاومة الزحف لحد حوالى 650 درجة مئوية (1200 °ف) .

ممكن معالجة الستانلس ستيل المارتنسيتى بالحرارة لتوفير خصائص ميكانيكية أفضل. تتضمن المعالجة الحرارية فى العاده 3 خطوات:

1. الاستينيت، حيث يتم تسخين الفولاذ لدرجة حرارة تتراوح بين قالب:حول ، اعتمادًا على الدرجة. يحتوى الأوستينيت الناتج على بنية بلورية مكعبة ذات وجه مركزي.
2. إخماد . يتحول الأوستينيت لمارتنسيت، و هو بنية بلورية رباعية الشكل ذات جسم صلب. يعتبر المارتنسيت المطفأ صلب اوى وهشًا اوى بالنسبة لمعظم التطبيقات. قد تبقى بعض الأوستينيت المتبقية.
3. التلطيف. يتم تسخين المارتنسيت لحوالى 500 درجة مئوية (930 °F) ، يتم حفظها فى درجة حرارة، بعدين يتم تبريدها بالهواء. توصل درجات الحرارة المرتفعة للتلطيف لتقليل قوة الخضوع وقوة الشد القصوى لكن تزيد من الاستطالة ومقاومة التأثير.

استبدال بعض الكربون فى الستانلس ستيل المارتنسيتى بالنيتروجين هو تطور حديث.  يتم زيادة قابلية ذوبان النيتروجين المحدودة بعملية تنقية الخبث الكهربائى تحت الضغط (PESR)، حيث يتم الصهر تحت ضغط عالى من النيتروجين. تم التوصل لفولاذ فيه ما يوصل ل0.4% من النيتروجين،و ده يوصل لصلابة وقوة أعلى ومقاومة أعلى للتآكل. علشان PESR مكلف، فقد تم تحقيق محتوى نيتروجين أقل ولكنه مهم باستخدام عملية AOD القياسية.

دوبلكس

الستانلس ستيل المزدوج فيها بنية دقيقة مختلطة من الأوستينيت والفيرايت، وتكون النسبة المثالية مزيج بنسبة 50:50، رغم ان السبائك التجارية ممكن يكون ليها نسب 40:60. إنها تتميز بمحتوى أعلى من الكروم (19-32%) والموليبدينوم (حتى 5%) ومحتوى أقل من النيكل من الستانلس ستيل الأوستنيتي. تتمتع الستانلس ستيل المزدوج بقوة خضوع اكبر بحوالى ضعف قوة خضوع الستانلس ستيل الأوستنيتي. يوفر تركيبها الدقيق المختلط مقاومة محسنة للتشققات التآكلية الناتجة عن إجهاد الكلوريد بالمقارنة مع أنواع الستانلس ستيل الأوستنيتى 304 و 316. تنقسم درجات الدوبلكس فى العاده ل3 مجموعات فرعية بناء على مقاومتها للتآكل: الدوبلكس الهزيل، والدوبلكس القياسي، والدوبلكس الفائق. يتم تحقيق خصائص الستانلس ستيل المزدوج بمحتوى سبيكة أقل بشكل عام من الدرجات الفائقة الأوستينيتية ذات الأداء المماثل، ده يخللى استخدامها فعال حسب التكلفة للكتير من التطبيقات. كانت صناعة اللب والورق من أوائل الصناعات اللى استخدمت الستانلس ستيل المزدوج على نطاق واسع. اليوم، بقت صناعة البترول والغاز اكبر مستخدم و دفعت نحو الحصول على درجات اكتر مقاومة للتآكل،و ده اتسبب فى تطوير درجات دوبلكس فائقة ودوبلكس مفرط. فى الفتره الاخيره، تم تطوير دوبلكس مائل أقل تكلفة (وأقل مقاومة للتآكل قليلاً)، وذلك بشكل أساسى للتطبيقات الهيكلية فى البناء والتشييد (قضبان التسليح الخرسانية، والألواح الخاصة بالكباري، والأعمال الساحلية) و فى صناعة الميه .

تصلب الترسيب

الستانلس ستيل المتصلب بالترسيب ليها مقاومة للتآكل مماثلة للأصناف الأوستنيتية، لكن ممكن تقويتها بالترسيب لقوى أعلى من الدرجات المارتنستية التانيه. هناك 3 أنواع من الستانلس ستيل المقسى بالترسيب:

• المارتنسيتى 17-4 PH (AISI 630 EN 1.4542) فيه حوالى 17% كروم، 4% ني، 4% نحاس، و0.3% ملحوظة.

معالجة المحلول عند حوالى قالب:حول متبوع بالتبريدو ده يوصل لبنية مارتنسيتية مرنة نسبى. علاج الشيخوخة اللاحق عند قالب:حول يترسب مراحل غنية بالنيوبيوم والنحاس اللى تزيد من القوة لحد اكتر من 1,000 ميجا باسكال (150000 قوة الخضوع . يتم استخدام ده المستوى المتميز من القوة فى التطبيقات عالية التقنية زى الطيران (فى العاده بعد إعادة الصهر لإزالة الشوائب غير المعدنية،و ده يزيد من عمر التعب). ميزة تانيه كبيرة لده الفولاذ هيا أن الشيخوخة، على عكس معالجات التلطيف، تتم عند درجة حرارة ممكن تطبيقها على الأجزاء النهائية (بالتقريب ) دون تشويه أو تغير فى اللون.

• شبه الأوستنيتى 17-7 PH (AISI 631 EN 1.4568) فيه حوالى 17٪ كروم، و 7.2٪ نيكل، و 1.2٪ ألمنيوم.

المعالجة الحرارية النموذجية تتضمن معالجة المحلول والتبريد . فى المرحله دى، يبقى الهيكل أوستنيتى. يتم بعد كده الحصول على التحول المارتنسيتى إما عن طريق المعالجة بالتبريد عند قالب:حول أو عن طريق العمل البارد الشديد (اكتر من 70% تشوه، فى العاده عن طريق الدرفلة الباردة أو سحب الأسلاك). التقدم فى السن عند قالب:حول — اللى توصل لترسيب الطور البينى المعدنى Ni ₃ Al — يتم إجراؤها زى ما هو موضح أعلاه على الأجزاء شبه النهائية. مستويات إجهاد العائد أعلى من 1400قالب:Spacesثم يتم الوصول لMPa.

• الأوستنيتى A286 (ASTM 660 EN 1.4980) فيه حوالى Cr 15%، Ni 25%، Ti 2.1%، Mo 1.2%، V 1.3%، وB 0.005%.

يظل الهيكل أوستنيتى فى كل درجات الحرارة.

المعالجة الحرارية النموذجية تتضمن معالجة المحلول والتبريد، بعدها عملية التعتيق عند قالب:حول . يؤدى التقدم فى السن لترسب Ni ₃ Ti وزيادة قوة الخضوع لحوالى 650 ميجا باسكال (94000 (رطل/بوصة مربعة) فى درجة حرارة الغرفة. على عكس الدرجات المذكورة أعلاه، تظل الخصائص الميكانيكية ومقاومة الزحف لده الفولاذ جيدة اوى فى درجات حرارة توصل ل700 درجة مئوية (1300 °ف) . نتيجة لذلك، يتم تصنيف A286 على أنه سبيكة فائقة تعتمد على الحديد، تستخدم فى المحركات النفاثة، والتوربينات الغازية، و أجزاء التوربينات.

الدرجات

يتم التعرف على اكتر من 150 درجة من الستانلس ستيل، منها 15 درجة هيا الاكتر استخدام على نطاق واسع. يتم استخدام الكتير من أنظمة التصنيف، بما فيها درجات الفولاذ US SAE . تم تطوير نظام الترقيم الموحد للمعادن والسبائك (UNS) على ايد ASTM سنة 1970. اعتمدت اوروبا المعيار EN 10088.

مقاومة التآكل

يقاوم الستانلس ستيل (الصف السفلى) التآكل الناتج عن الميه المالحة بشكل احسن من سبائك الألومنيوم والبرونز (الصف العلوى) أو سبائك النحاس والنيكل (الصف الأوسط).

عكس الفولاذ الكربونى ، لا يتعرض الستانلس ستيل للتآكل المنتظم عند تعرضه للبيئات الرطبة. يصدأ الفولاذ الكربونى غير المحمى بسهولة عند تعرضه لمزيج من الهواء والرطوبة. الطبقة السطحية المكونة من أكسيد الحديد تكون مسامية وهشة. و ذلك، وبما أن أكسيد الحديد يشغل حجم اكبر من الفولاذ الأصلي، دى الطبقة تتمدد وتميل لالتقشر والتساقط،و ده يعرض الفولاذ الأساسى لمزيد من الهجوم. وبالمقارنة، تحتوى الستانلس ستيل على كمية كافية من الكروم لتخضع للتخميل ، وتشكل تلقائى طبقة رقيقة مجهرية من أكسيد الكروم الخامل عن طريق التفاعل مع الأكسجين فى الهواء وحتى كمية صغيرة من الأكسجين المذاب فى الماء. يمنع ده الفيلم السلبى المزيد من التآكل عن طريق منع انتشار الأكسجين لسطح الفولاذ و علشان كده يمنع انتشار التآكل لالجزء الاكبر من المعدن. ده الفيلم قادر على تعديل نفسه، لحد لما يتم خدشه أو إزعاجه مؤقت بسبب ظروف تتجاوز مقاومة التآكل الكامنة فى دى الدرجة.

مقاومة الفيلم ده للتآكل تعتمد على التركيب الكيميائى للستانلس ستيل، و بالخصوص محتوى الكروم. من المعتاد التمييز بين 4 أشكال من التآكل: المنتظم، والموضعى (التآكل النقطى)، والجلفاني، وSCC (التشقق الناتج عن التآكل الإجهادى). ممكن أن يحدث أى من أشكال التآكل دى لما لا تكون درجة الستانلس ستيل مناسبة لبيئة العمل.

مُوحد

يحدث التآكل المنتظم فى بيئات شديدة العدوانية، وفى العاده ما تكون فى الأماكن اللى يتم فيها إنتاج المواد الكيميائية أو استخدامها بكثافة، زى صناعات اللب والورق. يتم مهاجمة السطح الكامل للفولاذ، ويتم التعبير عن التآكل بمعدل التآكل بالملم/السنة (فى العاده أقل من 0.1 (مم/سنة مقبولة فى زى دى الحالات). توفر جداول التآكل إرشادات. ده هو الحال لما يتعرض الستانلس ستيل لمحاليل حمضية أو قاعدية. يعتمد تآكل الستانلس ستيل على نوع وتركيز الحمض أو القاعدة ودرجة حرارة المحلول. من السهل فى العاده تجنب التآكل المنتظم بسبب بيانات التآكل المنشورة على نطاق واسع أو اختبارات التآكل المعملية اللى يتم إجراؤها بسهولة.

الستانلس ستيل مالوش حصانة كاملة ضد التآكل، زى ما هو موضح فى معدات تحلية الميه هذه.

يمكن تصنيف المحاليل الحمضية لفئتين عامتين: الأحماض المختزلة، زى حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك المخفف، والأحماض المؤكسدة ، زى حمض النيتريك وحمض الكبريتيك المركز. يؤدى زيادة محتوى الكروم والموليبدينوم لزيادة مقاومة الأحماض المختزلة فى حين يؤدى زيادة محتوى الكروم والسيليكون لزيادة مقاومة الأحماض المؤكسدة. يعد حمض الكبريتيك واحد من اكتر المواد الكيميائية الصناعية إنتاجًا. فى درجة حرارة الغرفة، يكون الستانلس ستيل من النوع 304 مقاوم لحمض بنسبة 3% بس، فى الوقت نفسه يكون النوع 316 مقاوم لحمض بنسبة 3% لحد قالب:حول و20% حمض فى درجة حرارة الغرفة. لذلك، نادر ما يتم استخدام النوع 304 SS فى التلامس مع حمض الكبريتيك. إن النوع 904L وسبائك 20 مقاومان لحمض الكبريتيك لحد فى تركيزات أعلى من درجة حرارة الغرفة. يتمتع حمض الكبريتيك المركز بخصائص مؤكسدة زى حمض النيتريك، و علشان كده الستانلس ستيل اللى فيه السيليكون مفيد كمان .  حمض الهيدروكلوريك يسبب أضرار لأى نوع من الستانلس ستيل و لازم تجنبه. : 118  كل أنواع الستانلس ستيل تقاوم هجوم حمض الفوسفوريك وحمض النيتريك فى درجة حرارة الغرفة. عند التركيزات العالية ودرجات الحرارة المرتفعة، هايحصل الهجوم، وستكون هناك حاجة لالستانلس ستيل ذى السبائك الأعلى. بشكل عام، تعتبر الأحماض العضوية أقل تآكل من الأحماض المعدنية زى حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك.

لا يتأثر الستانلس ستيل من النوع 304 والنوع 316 بالقواعد الضعيفة زى هيدروكسيد الأمونيوم ، لحد فى التركيزات العالية و فى درجات الحرارة العالية. من المرجح أن تتعرض نفس الدرجات المعرضة لقواعد أقوى زى هيدروكسيد الصوديوم بتركيزات عالية ودرجات حرارة عالية لبعض الحفر والتشقق. يؤدى زيادة محتوى الكروم والنيكل لزيادة المقاومة.

جميع الدرجات تقاوم الضرر الناتج عن الألدهيدات والأمينات ، إلا أنه فى الحالة الأخيرة يكون النوع 316 احسن من النوع 304؛ حيث يتسبب أسيتات السليلوز فى إتلاف النوع 304 الا اذا يتم الحفاظ على درجة الحرارة منخفضة. الدهون والأحماض الدهنية تؤثر بس على النوع 304 عند درجات حرارة أعلى من قالب:حول والنوع 316 SS أعلى من قالب:حول ، النوع 317 SS لا يتأثر فى كل درجات الحرارة. النوع 316L مطلوب لمعالجة اليوريا .  

موضعى

التآكل الموضعى ممكن أن يحدث بعدة طرق، على سبيل المثال التآكل النقطى وتآكل الشقوق . الهجمات الموضعية دى بشكل اكتر شيوع فى وجود أيونات الكلوريد . تتطلب مستويات الكلوريد العالية أنواع اكتر من الستانلس ستيل ذى السبائك العالية.

ممكن يكون صعب التنبؤ بالتآكل الموضعى لأنه بيعتمد على الكتير من العوامل، بما فيها:

• تركيز أيونات الكلوريد. لحد لما يكون تركيز محلول الكلوريد معروف ، فما زال من الممكن حدوث تآكل موضعى بشكل مش متوقع. ممكن أن تتركز أيونات الكلوريد بشكل غير متساوٍ فى مناطق معينة، زى الشقوق (على سبيل المثال تحت الحشيات) أو على الأسطح فى مساحات البخار بسبب التبخر والتكثيف.
• درجة الحرارة: ارتفاع درجة الحرارة يزيد من قابلية الإصابة.
• الحموضة: زيادة الحموضة توصل لزيادة القابلية للإصابة.
• الركود: الظروف الراكدة تزيد من قابلية الإصابة.
• الأنواع المؤكسدة: وجود الأنواع المؤكسدة، زى أيونات الحديديك والنحاس، يزيد من قابلية التعرض.

التآكل النقطى الشكل الاكتر شيوع للتآكل الموضعي. فى الغالب يتم التعبير عن مقاومة التآكل للستانلس ستيل للتآكل النقطى بPREN ، اللى يتم الحصول عليها بالصيغة:

$\text{PREN}=\mathrm{\%}\text{Cr}+3.3\cdot \mathrm{\%}\text{Mo}+16\cdot \mathrm{\%}\text{N}$ ,

المصطلحات تتوافق مع نسبة المحتويات حسب الكتلة من الكروم والموليبدينوم والنيتروجين فى الفولاذ. على سبيل المثال، إذا كان الفولاذ يتكون من 15% كروم %Cr يساوى 15.

كلما زادت قيمة PREN، كلما زادت مقاومة التآكل الحفري. وبالتالي، زيادة محتوى الكروم والموليبدينوم والنيتروجين يوفر مقاومة احسن للتآكل النقطي.

رغم أن PREN لبعض أنواع الفولاذ ممكن تكون كافية من الناحية النظرية لمقاومة التآكل النقطي، لكن التآكل فى الشقوق ممكن أن يحدث لما يؤدى التصميم السيئ لإنشاء مناطق محصورة (الصفائح المتداخلة، وواجهات صفيحة الغسالة، وما لذلك) أو لما تتشكل الرواسب على المادة. فى دى المناطق المحددة، قد لا يكون PREN مرتفع بما يكفى لظروف الخدمة. ممكن منع زى ده التآكل بالتصميم الجيد وتقنيات التصنيع واختيار السبائك وظروف التشغيل المناسبة بناء على تركيز المركبات النشطة الموجودة فى المحلول المسببة للتآكل ودرجة الحموضة وما لذلك.

ضغط

التشقق التآكلى الإجهادى (SCC) هو تشقق مفاجئ وفشل واحد من المكونات دون تشوه. قد يحدث ذلك عند توافر 3 شروط:

• الجزء يتعرض لإجهاد (بسبب الحمل المطبق أو الإجهاد المتبقى).
• البيئة عدوانية (مستوى الكلوريد مرتفع، درجة الحرارة أعلى من 50 ) ، وجود H ₂ S).
• الستانلس ستيل ليس مقاوم بدرجة كافية لـ SCC.

تنشأ آلية SCC نتيجة التسلسل اللى بعد كده للأحداث:

1. يحدث التنقر.
2. الشقوق تبتدى من موقع بدء الحفرة.
3. تنتشر الشقوق بعد كده عبر المعدن فى وضع حبيبى أو بين الحبيبات.
4. يحدث الفشل.

التآكل الحفرى فى العاده ما يوصل لظهور أسطح قبيحة، و فى أسوأ الأحوال، لثقب الصفيحة المصنوعة من الستانلس ستيل، الفشل الناجم عن SCC ممكن أن يكون له نتايج وحشه. علشان كده فهو يعتبر شكل خاصاً من التآكل.

علشان SCC يتطلب استيفاء الكتير من الشروط، فممكن مواجهته بإجراءات سهلة نسبى، بما فيها:

• تقليل مستوى الإجهاد (توفر مواصفات البترول والغاز متطلبات لمستوى الإجهاد الأقصى فى البيئات اللى فيها H ₂ S).
• تقييم عدوانية البيئة (محتوى الكلوريد العالي، درجة الحرارة فوق 50 ) ، إلخ.
• اختيار النوع المناسب من الستانلس ستيل: الفائق الأوستنيتى زى الدرجة 904L أو الفائق دوبلكس ( الستانلس ستيل الفريتى والستانلس ستيل دوبلكس مقاوم اوى لـ SCC).

كلفانى

الجوز الموجود على اليسار ليس من الستانلس ستيل و هو صدئ ، على عكس الجوز الموجود على اليمين.

يشير التآكل الجلفانى (يُسمى كمان "تآكل المعادن غير المتشابهة") لالضرر التآكلى الناتج عن اقتران مادتين غير متشابهتين فى إلكتروليت تآكلي. الإلكتروليت الاكتر شيوع هو الماء، بدايه من الميه العذبة لميه البحر. لما يتشكل جوز جلفاني، يبقا واحد من المعادن فى الزوج هو الأنود ويتآكل بشكل أسرعو ده لو كان لوحده، فى الوقت نفسه يبقا المعدن التانى هو الكاثود ويتآكل بشكل أبطأو ده لو كان لوحده. يبقا الستانلس ستيل يعتبر الكاثود، بسبب امتلاكه لإمكانات قطبية اكتر إيجابية من الفولاذ الكربونى والألومنيوم على سبيل المثال،و ده يوصل لتسريع تآكل المعدن الأنودى. ومن الأمثلة على ذلك تآكل المسامير المصنوعة من الألومنيوم اللى تثبت صفائح الستانلس ستيل عند ملامستها للماء. تعتبر المساحات السطحية النسبية للأنود والكاثود مهمة فى تحديد معدل التآكل. فى المثال أعلاه، تكون مساحة سطح المسامير صغيرة مقارنة بمساحة صفائح الستانلس ستيل،و ده يوصل لالتآكل السريع. بس، إذا تم استخدام مثبتات الستانلس ستيل لتجميع صفائح الألومنيوم، التآكل الجلفانى ها يكون أبطأ بكتير لأن كثافة التيار الجلفانى على سطح الألومنيوم هاتكون أصغر بكتير حسب الحجم. إن ال غلط الشائع هو تجميع ألواح الستانلس ستيل باستخدام مثبتات الفولاذ الكربوني؛ ف استخدام الستانلس ستيل لتثبيت ألواح الفولاذ الكربونى أمر مقبول فى العاده، العكس غير مقبول. إن توفير العزل الكهربائى بين المعادن المختلفة، حيثما أمكن، يعد فعال فى منع النوع ده من التآكل.

درجة حرارة عالية

عند درجات الحرارة المرتفعة، تتفاعل كل المعادن مع الغازات الساخنة. الخليط الغازى الاكتر شيوع ذو درجة الحرارة المرتفعة هو الهواء، حيث بيعتبرالأكسجين المكون الاكتر تفاعل. لتجنب التآكل فى الهواء، يقتصر الفولاذ الكربونى على حوالى قالب:حول . تزيد مقاومة الأكسدة فى الستانلس ستيل بإضافة الكروم والسيليكون والألومنيوم. توصل الإضافات الصغيرة من السيريوم والإتريوم لزيادة التصاق طبقة الأكسيد على السطح. تظل إضافة الكروم الطريقة الاكتر شيوع لزيادة مقاومة التآكل فى درجات الحرارة العالية فى الستانلس ستيل؛ حيث يتفاعل الكروم مع الأكسجين لتكوين مقياس أكسيد الكروم،و ده يقلل من انتشار الأكسجين فى المادة. يوفر الحد الأدنى من الكروم بنسبة 10.5% فى الستانلس ستيل مقاومة توصل لحوالى قالب:حول ، فى الوقت نفسه يوفر 16% من الكروم مقاومة توصل لحوالى قالب:حول . النوع 304، و هو النوع الاكتر شيوع من الستانلس ستيل اللى فيه 18% من الكروم، مقاوم لما يقرب من قالب:حول . كما تهاجم غازات تانيه، زى تانى أكسيد الكبريت ، وكبريتيد الهيدروجين ، و أول أكسيد الكربون ، والكلور ، الستانلس ستيل. تعتمد مقاومة الغازات التانيه على نوع الغاز ودرجة الحرارة ومحتوى السبائك فى الستانلس ستيل. مع إضافة ما يوصل ل5% من الألومنيوم، اتصمم الدرجات الحديدية Fe-Cr-Al لمقاومة الكهرباء ومقاومة الأكسدة فى درجات الحرارة المرتفعة. تشمل دى السبائك الكانثال ، اللى يتم إنتاجه على شكل أسلاك أو شرائط.

التشطيبات القياسية

316L الستانلس ستيل، مع لمسة نهائية غير مصقولة

يمكن تطبيق تشطيبات المطاحن القياسية على الستانلس ستيل المدلفن المسطح مباشرة بالأسطوانات والمواد الكاشطة الميكانيكية. يتم الاول دحرجة الفولاذ حسب الحجم والسمك، بعدين يتم تلدينه لتغيير خصائص المادة النهائية. يتم إزالة أى أكسدة تتكون على السطح ( مقياس الطاحونة ) عن طريق التخليل ، وياتعمل طبقة التخميل على السطح. ومن الممكن بعد كده تطبيق اللمسة النهائية لتحقيق المظهر الجمالى المطلوب.

يتم استخدام التسميات اللى بعد كده فى امريكا لوصف تشطيبات الستانلس ستيل حسب لمعيار ASTM A480/A480M-18 (DIN):

• رقم 0: ألواح سميكة مدلفنة على الساخن ومُلَدَّنة
• رقم 1 (1د): مدرفل على الساخن ومُحَمَّد ومُخَمَّد
• رقم 2D (2D): مدرفل على البارد، مملح، مخلل ومخمد
• رقم 2ب (2ب): نفس ما سبق مع مرور إضافى عبر بكرات مصقولة للغاية
• رقم 2BA (2R): مُلَدَّن ساطع (BA أو 2R) زى ما هو مذكور أعلاه بعدين مُلَدَّن ساطع فى ظل ظروف جوية خالية من الأكسجين
• رقم 3 (G-2G:) طبقة نهائية كاشطة خشنة يتم تطبيقها ميكانيكى
• رقم 4 (1J-2J): لمسة نهائية مصقولة
• رقم 5: لمسة نهائية من الساتان
• رقم 6 (1K-2K): لمسة نهائية غير لامعة (مصقولة لكن اكتر سلاسة من رقم 4)
• رقم 7 (1P-2P): لمسة نهائية عاكسة
• رقم 8: لمسة نهائية مرآة
• رقم 9: تشطيب خرزي
• رقم 10: التشطيب الملون بالحرارة – يوفر مجموعة واسعة من الأسطح المصقولة كهربائى والملونة بالحرارة

اللحام

تتوفر مجموعة واسعة من عمليات الربط للستانلس ستيل، رغم ان اللحام هو الاكتر انتشار . سهولة عملية اللحام تعتمد لحد كبير على نوع الستانلس ستيل المستخدم. الستانلس ستيل الأوستنيتى هو الأسهل فى اللحام بالقوس الكهربائى ، مع خصائص لحام مماثلة لتلك الخاصة بالمعادن الأساسية (غير المعالجة الباردة). ممكن كمان لحام الستانلس ستيل المارتنسيتى بالقوس الكهربائي، لكن علشان المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) ومنطقة الانصهار (FZ) تشكلان مارتنسيت عند التبريد، ف لازم اتخاذ الاحتياطات اللازمة لتجنب تشقق اللحام. ممكن أن توصل ممارسات اللحام غير الصحيحة كمان لظهور تبلور السكر (تقشر الأكسيد) وصبغة الحرارة على الجانب الخلفى من اللحام. ممكن منع ذلك باستخدام غازات التطهير العكسي، ولوحات الدعم، والمواد المضافة. تكون المعالجة الحرارية بعد اللحام مطلوبة دايما بالتقريب فى الوقت نفسه يكون التسخين المسبق قبل اللحام ضرورى كمان فى بعض الحالات. يؤدى اللحام بالقوس الكهربائى للستانلس ستيل الفريتى من النوع 430 لنمو الحبوب فى المنطقة المتأثرة بالحرارة،و ده يوصل لهشاشة. تم الغلب دى المشكلة لحد كبير باستخدام درجات الفريت المستقرة، حيث تشكل النيوبيوم والتيتانيوم والزركونيوم رواسب تمنع نمو الحبوب. إن اللحام المزدوج للستانلس ستيل باستخدام القوس الكهربائى هو ممارسة شائعة لكن تتطلب التحكم الدقيق فى معلمات العملية. و إلا، يحدث ترسب للمراحل المعدنية غير المرغوب فيها،و ده يقلل من صلابة اللحامات.

عمليات اللحام بالقوس الكهربائى تتضمن :

• لحام القوس المعدنى بالغاز ، والمعروف كمان باسم لحام MIG/MAG
• لحام قوس التنغستن الغازى ، المعروف كمان باسم لحام غاز التنغستن الخامل (TIG)
• لحام القوس البلازمي
• لحام القوس الكهربائى المجوف
• لحام القوس المعدنى المحمى (القطب الكهربائى المغطى)
• اللحام بالقوس المغمور

طرق اللحام MIG وMAG وTIG من اكتر الطرق انتشار .

تشمل عمليات اللحام التانيه ما يلي:

• لحام المسامير
• لحام النقاط المقاومة
• لحام المقاومة
• اللحام الفوري
• لحام شعاع الليزر
• اللحام بالأكسجين والأسيتيلين

يمكن ربط الستانلس ستيل باستخدام مواد لاصقة زى السيليكون، والبوليمرات المعدلة بالسيليكون ، والإيبوكسى . كما يتم استخدام المواد اللاصقة المصنوعة من الأكريليك والبولى يوريثين فى بعض المواقف.

إنتاج

يتم إنتاج معظم الستانلس ستيل فى العالم بالعمليات اللى بعد كده :

• فرن القوس الكهربائى (EAF): يتم صهر خردة الستانلس ستيل، وخردة الحديد التانيه، والسبائك الحديدية (Fe Cr، Fe Ni، Fe Mo، Fe Si) مع بعض . يتم بعد كده سكب المعدن المنصهر فى م اوضه ونقله لعملية AOD (شوف أدناه).
• إزالة الكربون من الفولاذ المنصهر باستخدام الأرجون والأكسجين (AOD): يتم إزالة الكربون من الفولاذ المنصهر (عن طريق تحويله لغاز أول أكسيد الكربون ) وياتعمل تعديلات تركيبية تانيه لتحقيق التركيب الكيميائى المطلوب.
• الصب المستمر (CC): يتم تجميد المعدن المنصهر فى ألواح للمنتجات المسطحة (يبلغ المقطع النموذجى قالب:حول سمكها قالب:حول عرض) أو أزهار (تختلف الأقسام على نطاق واسع لكن قالب:حول هو الحجم المتوسط).
• الدرفلة الساخنة (HR): يتم إعادة تسخين الألواح والألواح فى الفرن بعدين يتم دحرجتها على الساخن. يؤدى الدرفلة الساخنة لتقليل سمك الألواح لإنتاج حوالى قالب:حول . من ناحية تانيه، يتم لف الأزهار على الساخن لقضبان، يتم قطعها لأطوال عند مخرج مطحنة الدرفلة، أو قضبان سلكية يتم لفها.
• يعتمد التشطيب البارد (CF) على نوع المنتج اللى يتم الانتهاء منه:
  • يتم نقع الملفات المدرفلة على الساخن فى محاليل حمضية لإزالة طبقة الأكسيد على السطح، بعدين يتم دحرجتها على البارد فى مطاحن الدرفلة Sendzimir ويتم تسخينها فى جو واقى لحد يتم الحصول على السمك المطلوب واللمسة النهائية للسطح. ويمكن إجراء عمليات تانيه زى التقطيع وتشكيل الأنابيب فى المرافق الموجودة فى المصب.
  • يتم تقويم القضبان المدرفلة على الساخن، بعدين يتم تصنيعها حسب للتسامح واللمسة النهائية المطلوبة.
  • يتم بعد كده معالجة ملفات قضبان الأسلاك لإنتاج قضبان ذات تشطيب بارد على كراسى الرسم، و أدوات التثبيت على آلات تصنيع البراغي، والأسلاك على آلات الرسم ذات المرور الواحد أو المتعدد.

يتم نشر أرقام إنتاج الستانلس ستيل فى العالم كل سنه بالمنتدى الدولى للستانلس ستيل. ومن أرقام الإنتاج فى الاتحاد الأوروبي، كانت ايطاليا وبلجيكا واسبانيا بارزة، فى حين لم تنتج كندا والمكسيك أى شيء. كانت الصين واليابان وكوريا الجنوبية وتايوان والهند و امريكا و إندونيسيا من كبار المنتجين فى حين أفادت روسيا عن إنتاج ضئيل.

World stainless steel production in flat and long products (metric tons, '000s)

Year! قالب:Verth! قالب:Verth! قالب:Verth! قالب:Verth! قالب:Verth	World
2021	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val
2020	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val
2019	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val
2018	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val
2017	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val
2016	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val
2015	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val
2014	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val
2013	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val	قالب:Val

توزيع الإنتاج حسب عائلات الستانلس ستيل سنة 2017:

• الستانلس ستيل الأوستنيتى Cr-Ni (يتسما كمان سلسلة 300، راجع قسم "الدرجات" أعلاه): 54%
• الستانلس ستيل الأوستنيتى Cr-Mn (يتسما كمان سلسلة 200): 21%
• الستانلس ستيل الفريتى والمارتنسيتى (يسمى كمان سلسلة 400): 23٪

التطبيقات

يتم استخدام الستانلس ستيل فى الكتير من المجالات بما فيها الهندسة المعمارية والفن والهندسة الكيميائية وتصنيع الأغذية والمشروبات والمركبات والطب والطاقة والأسلحة النارية.

تكلفة دورة الحياة

حسابات تكلفة دورة الحياة (LCC) تُستخدم لاختيار التصميم والمواد اللى ستؤدى لأقل تكلفة طول عمر المشروع، زى المبنى أو الجسر. الصيغة، فى شكل بسيط، هيا : 

$\text{LCC}=\text{AC}+\text{IC}+\sum _{n=1}^N\frac{\text{OC}}{(1+i{)}^n}+\sum _{n=1}^N\frac{\text{LP}}{(1+i{)}^n}+\sum _{n=1}^N\frac{\text{RC}}{(1+i{)}^n}$

LCC هيا تكلفة دورة الحياة الإجمالية، وAC هيا تكلفة الاستحواذ، وIC هيا تكلفة التثبيت، وOC هيا تكاليف التشغيل والصيانة، وLP هيا تكلفة فقدان الإنتاج بسبب التوقف عن العمل، وRC هيا تكلفة مواد الاستبدال. N هو العمر المخطط للمشروع، i هو سعر الفائدة، و n هي السنة اللى يحدث فيها OC أو LP أو RC معين. يتم استخدام معدل الفائدة (i) لتحويل النفقات من سنين مختلفة لقيمتها دلوقتى (وهى طريقة تستخدم على نطاق واسع على ايد البنوك وشركات التأمين) لحد ممكن إضافتها ومقارنتها بشكل عادل. استخدام صيغة المجموع ( $\sum$ ) يلتقط حقيقة أن النفقات على مدى عمر المشروع لازم تتراكم  بعد تصحيحها لسعر الفائدة. 

تطبيق LCC فى اختيار المواد

استخدام الستانلس ستيل فى المشاريع فى الغالب يوصل لقيم LCC أقل مقارنة بالمواد التانيه. فى الغالب يتم تعويض تكلفة الاستحواذ الأعلى (AC) لمكونات الستانلس ستيل بالتحسينات فى تكاليف التشغيل والصيانة، وانخفاض تكاليف فقدان الإنتاج (LP)، وارتفاع قيمة إعادة بيع مكونات الستانلس ستيل. تقتصر حسابات دورة حياة المنتج فى العاده على المشروع نفسه. بس، ممكن تكون هناك تكاليف تانيه قد يرغب أصحاب المصلحة فى المشروع فى النظر فيها:

• مش ممكن إغلاق المرافق العامة، زى محطات الطاقة، و إمدادات الميه ومعالجة ميه الصرف الصحي، والمستشفيات. ستتطلب أى صيانة تكاليف إضافية مرتبطة بالخدمة المستمرة.
• قد تحدث تكاليف مجتمعية مش مباشره (مع تداعيات سياسية محتملة) فى بعض المواقف زى إغلاق أو تقليل حركة المرور على الجسور، و إنشاء طوابير، وتأخير، وخسارة ساعات العمل للناس، وزيادة التلوث الناجم عن المركبات المتوقفة.

الاستدامة – إعادة التدوير و إعادة الاستخدام

متوسط البصمة الكربونية للستانلس ستيل (جميع الدرجات، كل البلاد) بحوالى 2.90 كجم من _ثاني أكسيد الكربون لكل كجم من الستانلس ستيل المنتج، منها 1.92 كجم هيا الانبعاثات من المواد الخام (Cr، Ni، Mo)؛ 0.54 كجم من الكهرباء والبخار، و0.44 كجم هيا انبعاثات مباشرة (أى من مصنع الستانلس ستيل). تجدر الإشارة لأن الستانلس ستيل المنتج فى البلاد اللى تستخدم مصادر أنظف للكهرباء (مثل فرنسا، اللى تستخدم الطاقة النووية) ها يكون له بصمة كربونية أقل. هاتكون بصمة _ثاني أكسيد الكربون فى الفريتات الخالية من النيكل أقل من الأوستينيتات اللى فيها 8% من النيكل أو اكتر. مش ضرورى أن تكون البصمة الكربونية هيا العامل الوحيد المتعلق بالاستدامة عند تحديد اختيار المواد:

• على مدار أى عمر منتج، ممكن للصيانة أو التعديلات أو نهاية العمر المبكرة (التقادم المخطط) أن تزيد من بصمته الإجمالية بما يتجاوز الاختلافات المادية الأولية. و ذلك، فقدان الخدمة (عادة بالنسبة للجسور) قد يوصل لتكاليف خفية كبيرة، زى الطوابير، و إهدار الوقود، وفقدان ساعات العمل.
• تختلف كمية المواد المستخدمة لتوفير خدمة معينة باختلاف الأداء، و بالخصوص مستوى القوة،و ده يسمح بإنشاء هياكل ومكونات أخف وزن.

الستانلس ستيل قابل لإعادة التدوير بنسبة 100%. يتكون متوسط حجم قطعة الستانلس ستيل من حوالى 60% من المواد المعاد تدويرها، حيث ييجى حوالى 40% منها من المنتجات اللى انتهى عمرها الافتراضي، فى الوقت نفسه ييجى 60% المتبقية من عمليات التصنيع. ما يمنع زيادة محتوى إعادة التدوير هو توفر خردة الستانلس ستيل، رغم معدل إعادة التدوير المرتفع للغاية. حسب لتقرير لجنة الموارد الدولية عن مخزونات المعادن فى المجتمع ، مخزون الستانلس ستيل المستخدم فى المجتمع يتراوح 80 to 180 كجم (180 ل400 رطل) فى البلاد الاكتر تقدما و 15 كجم (33 (lb) فى البلاد الأقل نمواً. هناك سوق ثانوى يقوم بإعادة تدوير الخردة القابلة للاستخدام فى الكتير من أسواق الستانلس ستيل. المنتج لفائف وصفائح وفراغات فى الغالب. يتم شراء دى المواد بأسعار أقل من السعر الأساسى وبيعها لالطوابع التجارية عالية الجودة ومصانع الصفائح المعدنية. قد تحتوى المادة على خدوش وحفر وانبعاجات لكن مصنوعة حسب للمواصفات دلوقتى . 

دورة الستانلس ستيل تبتدى بخردة الفولاذ الكربونى والمعادن الأولية والخَبَث. والخطوة اللى بعد كده هيا إنتاج المنتجات الفولاذية المدرفلة على الساخن والباردة فى مصانع الصلب. يتم إنتاج جزء من الخردة، اللى يتم إعادة استخدامها مباشرة فى ورشة الصهر. تصنيع المكونات هو الخطوة التالتة. يتم إنتاج بعض الخردة وتدخل فى حلقة إعادة التدوير. لا ينتج عن تجميع المنتجات النهائية واستخدامها أى خسارة مادية. الخطوة الرابعة هيا جمع الستانلس ستيل لإعادة تدويره فى نهاية عمر السلع (مثل أدوات المطبخ، ومصانع اللب والورق، أو أجزاء العربيات). وهذه هيا المرحلة الاكتر صعوبة فى إدخال الستانلس ستيل لحلقة إعادة التدوير، زى ما هو موضح فى الجدول أدناه:

الستانلس ستيل على نطاق النانو

تم إنتاج جسيمات نانوية من الستانلس ستيل فى المختبر. ممكن أن يكون لهذه المواد تطبيقات كمضافات للتطبيقات عالية الأداء. على سبيل المثال، ممكن لمعالجات الكبريتة والفوسفور والنترتة لإنتاج محفزات نانوية تعتمد على الستانلس ستيل أن تعزز الأداء التحفيزى الكهربائى للستانلس ستيل لتقسيم الماء .

هناك أبحاث واسعة النطاق تشير لاحتمال زيادة خطر الإصابة بالسرطان (سرطان الرئة بشكل خاص) نتيجة استنشاق الأبخرة وقت لحام الستانلس ستيل. يشتبه فى أن لحام الستانلس ستيلينتج أبخرة مسببة للسرطان من أكاسيد الكادميوم والنيكل والكروم. حسب لمجلس السرطان فى اوستراليا ، " سنة 2017، تم تصنيف كل أنواع أبخرة اللحام على أنها مادة مسرطنة من المجموعة 1. "

الستانلس ستيلبشكل عام خامل بيولوجى. بس، وقت الطهي، تتسرب كميات صغيرة من النيكل والكروم من أوانى الطهى الجديدة المصنوعة من الستانلس ستيلل الأطعمة شديدة الحموضة. ممكن أن بيساهم النيكل فى زيادة مخاطر الإصابة بالسرطان - و بالخصوص سرطان الرئة وسرطان الأنف . بس، لم يتم إثبات أى صلة بين أوانى الطهى المصنوعة من الستانلس ستيلوالسرطان.

شوف كمان

• الكوبالت والكروم
• هندسة التآكل
• أنابيب الستانلس ستيلالمموجة
• قائمة مواد الشفرة
• قائمة منتجى الصلب
• الألياف المعدنية
• نسبة بيلينج-بيدورث
• حمرة
• فولاذ مقاوم للعوامل الجوية
• تمثال بطرس الاكبر
• تمثال جنكيز خان للفروسيه
• نافورة يونيسفير
• نافورة الالتواء الدوار
• نافورة هارمونيا
• نافورة الاب و ابنه
• برج برودجيت
• برج هيرون
• برج جى بى مورجان تشيس
• برج هيرست (ناطحة سحاب فى امريكا)
• قوس النصر فى بغداد
• ادوات المطبخ

لينكات برانيه

 

• قالب:تصنيف كومونز مضمن
• The dictionary definition of stainless steel at Wiktionary