إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ

يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومة عالية للتآكل ومتانة طويلة الأمد واحتياجات صيانة بسيطة في ظروف متنوعة. يساعدنا فهم كيفية تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ في تقدير قيمته وتنوعه في التطبيقات اليومية. دعنا نستكشف كيفية تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ خطوة بخطوة.

من ماذا يتكون الفولاذ المقاوم للصدأ؟

يتم تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ من مزيج من المواد الخام، ويختلف التركيب الدقيق اعتمادًا على عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ. 

فيما يلي جدول يوضح المكونات الأساسية للفولاذ المقاوم للصدأ:

• يمكن إضافة النيتروجين والتيتانيوم والنحاس وعناصر أخرى لتحقيق خصائص محددة مثل زيادة القوة أو تحسين قابلية اللحام.

كيف يتم تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ؟

تتضمن عملية إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ عدة خطوات متسلسلة. وتعتبر كل مرحلة حاسمة لتحقيق الجودة والخصائص المطلوبة للمنتج النهائي.

تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ

1. الصهر والصب

يتم تحميل المواد الخام مثل خام الحديد والكروم والنيكل وعناصر أخرى في فرن القوس الكهربائي. يقوم الفرن بتسخين الخليط إلى حوالي 1600 درجة مئوية. بمجرد ذوبانها، تتحد هذه المواد لتكوين الفولاذ المقاوم للصدأ المنصهر.

2. إزالة الكربنة

• إزالة الكربنة من الأرجون والأكسجين (AOD)

انقل الفولاذ المنصهر إلى وعاء AOD. يتم حقن غازي الأكسجين والأرجون. يزيل الأكسجين الكربون الزائد عن طريق تكوين غاز أول أكسيد الكربون. يخفف الأرجون خليط الغاز للتحكم في معدل التفاعل. 

يتم استخدام AOD في معظم التطبيقات.

• إزالة الكربنة بالأكسجين تحت التفريغ (VOD)

انقل الفولاذ المنصهر إلى حجرة مفرغة من الهواء. يتم حقن الأكسجين للتفاعل مع الكربون، مكونًا غاز أول أكسيد الكربون، والذي يتم إزالته تحت ضغط منخفض. 

يتم استخدام VOD عندما تكون هناك حاجة إلى محتوى منخفض للغاية من الكربون للفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة مثل 304L.

• من خلال خفض محتوى الكربون، يقوم المصنعون بإنشاء الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون مثل 304L و316L. وقد تحسنت قابلية اللحام لهذه الفولاذات وقللت من خطر التآكل.

3. ضبط التكوين

يتم إضافة عناصر إضافية مثل النيكل والموليبدينوم والنيتروجين لتعزيز القوة والمرونة ومقاومة التآكل، اعتمادًا على درجة الفولاذ المطلوبة. تذوب هذه العناصر في الفولاذ المنصهر، مما يغير خصائصه.

4. صب

انقل الفولاذ المنصهر إلى قالب حيث سيتصلب. يبرد الفولاذ ولكنه يظل عند درجة حرارة أعلى من 1200 درجة مئوية أثناء الصب. يحدد الشكل الناتج أثناء الصب شكل المنتج النهائي، مثل الألواح أو القضبان.

• الألواح: تستخدم لصنع الصفائح والألواح.
• الكتل: تستخدم لإنتاج القضبان والأسلاك.
• الأزهار: تستخدم للأشكال الهيكلية.

معالجة الفولاذ المقاوم للصدأ

1. تشكيل

• الدرفلة الساخنة

يتم إعادة تسخين أشكال الفولاذ شبه النهائية إلى حوالي 1200 درجة مئوية وتمريرها عبر بكرات. يتم تقليل السُمك وتشكيل الفولاذ إلى ألواح أو صفائح أو لفائف أو قضبان أو أسلاك.

• الدرفلة الباردة

قم بتدوير الفولاذ في درجة حرارة الغرفة. يمكن تحقيق أبعاد دقيقة وتحسين تشطيب السطح. يزيد الفولاذ من قوته من خلال التصلب بالإجهاد.

• الدرفلة الساخنة مناسبة أكثر للصلب الأوستينيتي والفريتي والصلب المزدوج. الدرفلة الباردة مثالية للصلب الأوستينيتي والصلب المارتنسيتي، خاصة عندما يكون التشطيب السطحي والأبعاد الدقيقة أمرًا مهمًا.

2. المعالجة الحرارية

• التلدين

الفولاذ المطبق: الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والفريتي والفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج.

يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة تتراوح بين 1040 درجة مئوية و1120 درجة مئوية ثم يتم تبريده ببطء لتخفيف الضغوط وتحسين قابلية الشد. تعمل هذه العملية على تليين الفولاذ وزيادة قابليته للتشكيل ومقاومته للتآكل.

• إخماد

الفولاذ المطبق: الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والفولاذ المزدوج.

يتم تسخينه إلى درجات حرارة عالية، ثم يتم تبريده بسرعة (إخماده) لمنع تكوين كربيدات الكروم. يعمل الإخماد على تعزيز مقاومة التآكل ويمنع التآكل بين الحبيبات.

• التلطيف

الفولاذ المناسب: الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي مثل 410 و 420.

أعد تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة تتراوح بين 200 درجة مئوية و600 درجة مئوية. يمكن أن يؤدي هذا إلى تقليل الهشاشة والحفاظ على الصلابة. تُستخدم هذه العملية لموازنة الصلابة والمتانة.

• تصلب الترسيب

الفولاذ المطبق: الفولاذ المقاوم للصدأ المقسى بالترسيب مثل 17-4PH.

بعد معالجة المحلول، يتم تعتيق الفولاذ (يتم تسخينه إلى حوالي 480 درجة مئوية إلى 620 درجة مئوية). تعمل هذه العملية على تعزيز الخصائص الميكانيكية دون المساس بمقاومة التآكل. 

3. إزالة الترسبات

بعد المعالجة الحرارية، غالبًا ما يُغطى الفولاذ المقاوم للصدأ بطبقة من أكسيد الحديد. تعمل عملية إزالة الترسبات على إزالة هذه الطبقة باستخدام التخليل أو الطرق الميكانيكية مثل التنظيف بالرمل. تضمن هذه العملية سطحًا نظيفًا لمزيد من المعالجة والتشطيب.

تشطيب الفولاذ المقاوم للصدأ

في صناعة الصلب، تعتبر عمليات التشطيب بالغة الأهمية لتحسين جودة السطح والمظهر والأداء للمنتج النهائي. وتضمن هذه الأساليب أن يفي الصلب بمعايير محددة للتطبيقات التي تتطلب الدقة والمتانة. وتشمل طرق التشطيب الشائعة ما يلي:

• الطحن والتلميع

تعمل عملية الطحن على إزالة عيوب السطح، مثل الخدوش أو الحواف الخشنة، ويتم ذلك غالبًا باستخدام أدوات كاشطة أو عجلات الطحن.

يؤدي التلميع إلى الحصول على سطح أملس وعاكس. ويمكن تنفيذ هذه العملية باستخدام درجات مختلفة من المواد الكاشطة للحصول على ملمس يشبه المرآة.

• تنظيف الأسنان بالفرشاة

تخلق هذه الطريقة لمسة نهائية ساتانية أو غير لامعة على سطح الفولاذ باستخدام فرش كاشطة. تُستخدم هذه الطريقة عادةً في تطبيقات مثل الأجهزة، حيث يُفضل الحصول على لمسة نهائية ناعمة ولكن غير عاكسة.

• تخليل

اغمر الفولاذ في حمام حمضي، وهو عادة مزيج من حمض النيتريك وحمض الهيدروفلوريك، لإزالة طبقة الأكسيد الناتجة عن المعالجة الحرارية أو الدرفلة الساخنة. تعمل هذه العملية على استعادة سطح الفولاذ وتعزيز مقاومته للتآكل.

• التلميع الكهربائي

استخدم حمامًا كهروكيميائيًا لإزالة طبقة رقيقة من سطح المادة. تعمل هذه العملية على تحسين مظهر الفولاذ وتقليل الخشونة الدقيقة وتحسين مقاومة التآكل

• التخميل

استخدم محلولًا حامضيًا لتنظيف سطح الفولاذ المقاوم للصدأ عن طريق إزالة الحديد الحر والشوائب. تعمل هذه العملية على تعزيز تكوين طبقة أكسيد الكروم الواقية، وتحسين مقاومة التآكل

• طلاء

يمكن أن يعزز هذا من متانة الفولاذ المقاوم للصدأ ومقاومته للتآكل أو جاذبيته الجمالية. الطلاء بالمسحوق والجلفنة والطلاء بالطلاء هي طرق شائعة. توفر الطلاءات المختلفة مستويات مختلفة من الحماية أو التشطيب الزخرفي.

تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ

• قطع

يتم قطع الفولاذ إلى أحجام وأشكال محددة باستخدام طرق مثل القص أو النشر أو تقنيات القطع بالليزر. الدقة في هذه الخطوة ضرورية لتلبية مواصفات المنتج.

قراءة ذات صلة

كيفية قطع الفولاذ المقاوم للصدأ؟

• اللحام

تضمن تقنيات مثل TIG أو MIG أو اللحام بالمقاومة مفاصل قوية ومقاومة للتآكل.

ضبط الجودة

من خلال اختبارات مختلفة، يتحقق المصنعون من تركيبة المادة وقوتها وسلامتها. في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ، تتضمن مرحلة مراقبة الجودة عادةً الخطوات التالية:

• التحليل الكيميائي

ويضمن هذا أن التركيب الكيميائي للمادة يطابق المواصفات، ويؤكد وجود المزيج الصحيح من العناصر مثل الكروم والنيكل.

• الاختبارات الميكانيكية

يتم إجراء الاختبارات للتحقق من قوة الشد والصلابة والمرونة للفولاذ المقاوم للصدأ، لضمان أنه يلبي معايير الأداء الميكانيكي.

• الاختبارات غير المدمرة (NDT)

تكتشف الطرق بالموجات فوق الصوتية والتصوير الإشعاعي العيوب الداخلية دون الإضرار بالمادة.

منتجات الفولاذ المقاوم للصدأ

أوراق

• تُعد صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ قطعًا رقيقة ومسطحة من الفولاذ، تُستخدم عادةً في التطبيقات التي تتطلب درجة عالية من مقاومة التآكل وسطحًا أملسًا ومتساويًا.
• تبلغ سماكة هذه الألواح عادة أقل من 6 مم، ويمكن دحرجتها إما على الساخن أو على البارد، حيث توفر الدحرجة الباردة جودة سطح وقوة أفضل.

أطباق

• تعتبر الألواح أكثر سمكًا من الصفائح، وهي مصممة للتطبيقات الصناعية الأكثر صعوبة.
• تكون الألواح في أغلب الأحيان أكثر سمكًا من 6 مم وتوفر قوة فائقة للتطبيقات الحاملة للأحمال.

الملفات

• ملفات الفولاذ المقاوم للصدأ هي عبارة عن شرائح طويلة متواصلة من الفولاذ ملفوفة على شكل لفائف لسهولة النقل والتخزين.
• يمكن أن تكون الملفات مدلفنة على الساخن أو البارد، وتأتي بأحجام وسمك مختلفة.

الحانات

• تأتي القضبان بأشكال مختلفة، مثل الدائرية، والمربعة، والسداسية. 
• يتم استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات الإنشائية والصناعية.
• توفر القضبان تنوعًا في الشكل وغالبًا ما يتم استخدامها عندما تكون هناك حاجة إلى خصائص أو أشكال ميكانيكية محددة.

الأسلاك

• الأسلاك المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن خيوط طويلة ورفيعة من الفولاذ. تُستخدم عادةً في التطبيقات التي تتطلب المرونة وقوة الشد.
• يعمل على تقوية المادة وتحسين تشطيب سطحها.

الأنابيب

• أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ هي أنابيب مجوفة تستخدم لنقل السوائل أو الغازات أو المواد الأخرى.
• تتوفر الأنابيب بأحجام مختلفة، ويتم تصنيعها عادةً عن طريق اللحام أو اللحامات اعتمادًا على التطبيق.

أنابيب

• مشابهة للأنابيب ولكنها غالبًا ما تكون أرق وتستخدم في تطبيقات أكثر دقة أو على نطاق أصغر.
• غالبًا ما تكون الأنابيب غير ملحومة أو ملحومة. ولها أشكال مختلفة، مثل الدائرية أو المربعة أو المستطيلة.

رقائق معدنية

• صفائح من الفولاذ المقاوم للصدأ رقيقة للغاية. تُستخدم عادةً في التطبيقات المتخصصة.
• تُستخدم الرقائق، التي يبلغ سمكها عادة أقل من 0.15 مم، في بيئات دقيقة وعالية الأداء.

الأقسام الهيكلية

• تشمل المقاطع الهيكلية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ العوارض والزوايا والقنوات. تُستخدم في مشاريع البناء والبنية التحتية.
• تتمتع هذه الأقسام بقوة تحمل الأحمال ويتم تصنيعها من خلال عمليات الدرفلة الساخنة.

كم من الوقت يستغرق تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ؟

يستغرق إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ في فرن القوس الكهربائي عادة من 8 إلى 12 ساعة. ويشمل هذا الوقت صهر المواد الخام وخطوات إضافية مثل إزالة الكربون والصب والتشكيل. ومع ذلك، فإن المعالجة الإضافية مثل المعالجة الحرارية والدرفلة والتشطيب يمكن أن تزيد من وقت الإنتاج الإجمالي.

ما الذي يجعل الفولاذ المقاوم للصدأ باهظ الثمن؟

يعد الفولاذ المقاوم للصدأ باهظ الثمن لأنه يحتوي على عناصر سبائكية عالية التكلفة مثل الكروم والنيكل وأحيانًا الموليبدينوم. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية الإنتاج التي تستهلك الكثير من الطاقة، مثل الصهر والتكرير، تزيد من التكلفة. كما أن الحاجة إلى مراقبة الجودة الصارمة وعمليات التشطيب مثل التلميع أو التلدين تزيد من السعر.

من أين يأتي معظم الفولاذ المقاوم للصدأ؟

ومن بين كبار المنتجين الصين، التي تمثل أكثر من نصف إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ في العالم. ومن بين كبار المنتجين الآخرين الهند واليابان وكوريا الجنوبية وبعض الدول الأوروبية مثل ألمانيا.

ملخص

يعد ضمان مراقبة الجودة في إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ أمرًا ضروريًا لضمان استيفاء المادة للمعايير المطلوبة. يساعد ذلك في الحفاظ على قوة الفولاذ ومقاومته للتآكل ومتانته. 

في Steel Pro Group، نفخر بتقديم مجموعة واسعة من منتجات الفولاذ المقاوم للصدأ عالية الجودة، بما في ذلك الألواح والقضبان والملفات والحلول المخصصة المصممة خصيصًا لتلبية احتياجاتك. يسعدنا مساعدتك - فلا تتردد في الاتصال بنا. قم بزيارة موقعنا أو تواصل معنا لمزيد من التفاصيل أو للحصول على عرض أسعار شخصي.