تاريخ تطور عالم الفولاذ المقاوم للصدأ

الفترة الزمنية من الاختراع إلى التطبيق الصناعي الفعلي للفولاذ المقاوم للصدأ هي حوالي عشر سنوات: من عام 1904 إلى عام 1906، أجرى الفرنسي جوليه لأول مرة بحثًا أساسيًا رائدًا حول الخواص المعدنية والميكانيكية لسبائك الحديد والكروم والنيكل؛ ومن عام 1907 إلى عام 1911، اكتشف الفرنسي بورتفين وجيسن البريطاني مقاومة التآكل لسبائك Fe-Cr وFe-Cr-Ni وأكملا أعمال جيليه البحثية؛ ومن عام 1908 إلى عام 1911، كشف مونارتز الألماني عن مبدأ مقاومة التآكل للصلب واقترح مفاهيم التخميل مثل محتوى الكروم الحرج، ودور الكربون وتأثير المفتاح، وما إلى ذلك.

وسرعان ما تم تأكيد القيمة العملية للفولاذ المقاوم للصدأ في أوروبا والولايات المتحدة، كما ظهرت درجات الفولاذ المقاوم للصدأ الصناعية واحدة تلو الأخرى: 1912 ~ 1914، اخترع بريرلي الفولاذ المقاوم للصدأ المارتينسيتي الذي يحتوي على 12-13٪ كروم وحصل على براءة اختراع: 1911 -1914، اخترع الأمريكيون الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد الذي يحتوي على 14-16% كروم، 0.07%~0.15% سي؛ اخترع الألمان مورير وشتراوس الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الذي يحتوي على 1.0% سي، 15-20% ص، <20% ني، منذ ذلك الحين ومن ثم، تم تطوير الفولاذ المقاوم للصدأ 18-8 الشهير (0.1%C-18%Cr-8%Ni) على هذا الأساس.

في التطبيقات العملية، وجد أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عالي الكربون يعاني من مشاكل خطيرة في التآكل بين الحبيبات. بعد ذلك، اقترح باين نظرية نقص الكروم في التآكل بين الحبيبات، وفي أوائل الثلاثينيات، استنادًا إلى الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 18-8، قام بتطوير Handa، الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المثبت بالفضة، وهما AISI321 وAISI347. خلال نفس الفترة، تم أيضًا اختراع الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج من الفريت الأوستنيتي، وتم اقتراح مفهوم الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون (Cs0.03%). ومع ذلك، نظرًا للمعدات المعدنية والمستوى التكنولوجي في ذلك الوقت، كان من الممكن لا يمكن تطبيقها في الصناعة. في وقت مبكر من عام 1934، اخترعت شركة فولوغ الأمريكية الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بالترسيب، وفي الأربعينيات والخمسينيات من القرن العشرين، بدأ استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بالمارتنسيت وشبه الأوستنيتي في الصناعات العسكرية والمدنية. تعتمد هذه السلسلة على الإنتاج الناجح للفولاذ المقاوم للصدأ W بواسطة شركة U.S. Steel. بالإضافة إلى ذلك، من أجل الحفاظ على عناصر النيكل، تم اختراع الفولاذ المقاوم للصدأ Cr-Ni-Mn-N، وهو الفولاذ من سلسلة AISI200 في الولايات المتحدة، باستخدام المنجنيز بدلاً من النيكل.

بعد الحرب العالمية الثانية، حفز تطور صناعة الأسمدة وصناعة الوقود النووي بشكل كبير تطوير الفولاذ المقاوم للصدأ، ونظرًا لظهور صناعة الفولاذ الأكسجيني، بدأ تسويق الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون للغاية في عام 1947. في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي، تم تطوير الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الأداء مع مقاومة ممتازة للتآكل. في أواخر الستينيات من القرن العشرين، ظهر الفولاذ المقاوم للصدأ الماراجينج، والفولاذ المقاوم للصدأ TRIP (اللدونة المحفزة بالتحول)، والفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي عالي النقاء مع C+N <150 جزء في المليون واحدًا تلو الآخر. في العقدين الماضيين، تأثرت صناعة المعالجة الكيميائية بالعديد من حوادث تلف التآكل المحلية، وقد اعتمدت بشكل مستمر محفزات جديدة وعمليات جديدة. وعلى أساس تلك الموجودة، طورت مقاومة التآكل الإجهادي، ومقاومة التآكل، ومقاومة تآكل الشقوق، مقاومة التعب للتآكل، وما إلى ذلك. الفولاذ المقاوم للصدأ الخاص، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج، والفولاذ المقاوم للصدأ عالي التيتانيوم، والفولاذ المقاوم للصدأ عالي السيليكون، وما إلى ذلك. من أجل تلبية احتياجات التشكيل بالسحب العميق وتشكيل الرصيف البارد، تم تطوير أنواع خاصة من الفولاذ المقاوم للصدأ التي يسهل تشكيلها. في الوقت الحاضر، يتم أيضًا تحسين سلسلة درجة الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل مستمر. منذ أواخر الستينيات، وصلت معدات التكرير المختلفة ومعدات الصب المستمر لإنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ إلى مرحلة الإنتاج، وتم الانتهاء من التحول من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المثبت بالزنك إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي منخفض الكربون ومنخفض الكربون للغاية في جميع أنحاء العالم. وصل مستوى إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ إلى مستوى جديد.

لقد تطورت صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ في بلدي في وقت متأخر نسبياً، حيث لم يبدأ الإنتاج الصناعي إلا في عام 1952. تم استخدام أفران القوس الكهربائي لإنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ بكميات كبيرة فقط بعد عام 1949. قبل ذلك، تم إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع Cr13 لأول مرة، وبعد إتقان تكنولوجيا الإنتاج، تم تصنيع الفولاذ الأوستنيتي من نوع Cr-Ni من نوع 18-8، مثل 1Cr18Ni9Ti. تم إنتاجه بكميات كبيرة في عام 1952. في وقت لاحق، من أجل تطوير الصناعة الكيميائية المحلية، بدأت في إنتاج 1Cr18Ni12Mo2Ti و1Cr18Ni12Mo3Ti التي تحتوي على Mo2%-3%. في الوقت نفسه، من أجل الحفاظ على عنصر النيكل الثمين، بدأ تقليد 1Cr17Mn6Ni5N و1r18Mn8NiN، اللذين تم استبدالهما بـ Mn وN، في عام 1959. تمت إضافة Mo2%-3% إلى الفولاذ AISI 204 في عام 1958، و1Cr18Mn10Ni5Mo3N ( 204+Mo) تم تطويره لمعدات إنتاج اليوريا ذات الدورة الكاملة لتحل محل 1Cr18Ni12Mo2Ti

من أواخر الخمسينيات إلى أوائل الستينيات، بدأ الإنتاج التجريبي الصناعي للفولاذ المقاوم للصدأ الخالي من الفريت مثل 1Cr17Ti، و1r17Mo2Ti، و1Cr25Mo3Ti، وبدأت الأبحاث على الفولاذ المقاوم للصدأ عالي السيليكون 1Cr17Ni14Si4ALTi (أي ما يعادل العلامة التجارية السوفيتية 3M654) المقاومة للتآكل. تآكل حمض النيتريك المدخن، هذا النوع من الفولاذ هو في الواقع فولاذ مقاوم للصدأ مزدوج a+V. ابتداءً من الستينيات، نظرًا لاحتياجات تطوير الصناعات الكيميائية المحلية والفضاء والطيران والطاقة الذرية وغيرها من الصناعات واعتماد تكنولوجيا صناعة الصلب بالأكسجين في الفرن الكهربائي، ظهر عدد كبير من أنواع الفولاذ الجديدة، مثل 17-4PH، 17 -7PH، PH15-7Mo وغيرها من الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بالترسيب، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون للغاية 00Cr18Ni10، 00Cr18Ni14Mo2، 00Cr18Ni14Mo3 مع Cs0.03% والفولاذ المقاوم للصدأ C-Mn-N الخالي من النيكل 1Cr18Mn14Mo2N (A4) تم تطويره بنجاح وضعت في الإنتاج. منذ السبعينيات، ومن أجل حل مشكلة التآكل الناتج عن إجهاد الكلوريد للفولاذ 18-8 Cr-Ni في صناعات الطاقة الكيميائية والذرية، تم تطوير بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج a+VCr-Ni وإنتاجها وتطبيقها رسميًا. هناك 1Cr21Ni5Ti، 00Cr26Ni6Ti، 00Cr26Ni7Mo2Ti. 00Cr18Ni5Mo3Si2 و00Cr18Ni6Mo3SiNb. 00Cr18Ni6Mo3Si2Nb عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ مزدوج a+v يحتوي على N وNb تم تطويره لحل مشكلة أن الصف السويدي 3RE60 عرضة للطور الواحد. هيكل الفريت بعد اللحام، مما أدى إلى انخفاض في مقاومة التآكل والمتانة.

في الثمانينيات، تم تطوير وتقليد الجيل الثاني من الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج a+V الذي يحتوي على N لحل أضرار التآكل المحلي مثل تآكل الحفر وتآكل الشقوق للكلوريد، مثل 00Cr22Ni5Mo2N، و00Cr25Ni6M03N، و00Cr25N7Mo3WCuN، وما إلى ذلك، والتي لم تصنع فقط الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج في بلدي يتم تشكيل نظام الفولاذ المقاوم للصدأ، كما تتم دراسة هيكله وخصائصه بالإضافة إلى آلية عمل N في الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج بشكل متعمق.

منذ السبعينيات، يشمل التقدم المهم الآخر في أعمال أبحاث مواد الفولاذ المقاوم للصدأ في الصين ما يلي: تطوير الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة وفائق القوة واستخدامه في الإنتاج التجريبي الصناعي وتطبيقه، باستخدام أفران الحث الفراغي، والأفران الإلكترونية الفراغية و أفران مستهلكة مفرغة من الهواء لقد قمنا بتنقية وإنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي عالي النقاء 00Cr18Mo2 و00Cr26Mo1 و00Cr30Mo2 مع C+Ns150-250ppm؛ Mo عالي يحتوي على 24.5% Mo وMo عالي Cr-Ni فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي يحتوي على N، مثل 00Cr20Ni25Mo4 تم تطبيق .5Cu، 00Cr18Ni18Mo5(N)، 00r25Ni25Mo5N، وما إلى ذلك في مجالات الصناعة الكيميائية والبتروكيماويات والتطوير البحري.من حيث حل تآكل حمض النيتريك المركز والتآكل الحبيبي بالمحلول الصلب، 00Cr25Ni20Nb والعديد من السيليكون عالي الكربون المنخفض للغاية تم تطوير الفولاذ المقاوم للصدأ.

منذ الثمانينيات، تم تطوير درجتين من الفولاذ المقاوم للصدأ بدرجة اليوريا، 00Cr18Ni14Mo2 و00Cr25Ni22Mo2N، مع كربون منخفض للغاية ومراقبة صارمة لمحتوى الفوسفور وكمية الطور في الفولاذ. وقد تم تطوير ألواحهم وأنابيبهم وقضبانهم ومطروقاتهم يتم استخدام جميع مواد اللحام في صناعة اليوريا الكبيرة والمتوسطة الحجم، وتكون النتائج مرضية؛ نظرًا لأن بعض مصانع الصلب الخاصة قد قامت على التوالي ببناء معدات تكرير خارج الفرن لصهر الفولاذ المقاوم للصدأ، مثل AOD (فرن تكرير الأكسجين)، VOD (أفران التكرير الفراغي، وما إلى ذلك) وتشغيلها، مما يجعل صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ في الصين وصلت تكنولوجيا التكرير إلى مستوى جديد، فهي لا تجعل إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون ومنخفض الكربون أمرًا سهلاً فحسب، بل أيضًا كما يمكّن الفولاذ المقاوم للصدأ من تحقيق خفض كبير في التكلفة وزيادة الكفاءة. نظرًا لاحتواء الفولاذ النمساوي على 18-8 Cr-Ni، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ يعاني من سلسلة من أوجه القصور. في وقت مبكر من الستينيات، كانت الدول المتقدمة صناعيًا مثل الولايات المتحدة واليابان أدركت التحول من الفولاذ المقاوم للصدأ المحتوي على Ti إلى الاستخدام الواسع النطاق للفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون ومنخفض الكربون للغاية. ومع ذلك، نفذت الصين التحول بقوة فقط من عام 1985 إلى عام 1990. حقق الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون للغاية تقدمًا مرضيًا، على سبيل المثال، بحلول نهاية عام 1988، كان إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ 18-8 منخفض الكربون ومنخفض الكربون للغاية في الصين يمثل حوالي 10٪ من إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ في الصين. ترتبط ارتباطًا وثيقًا بإنتاج وتطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ، وبالمقارنة مع الدول المتقدمة (على سبيل المثال، يمثل الفولاذ المحتوي على 18-8 Cr-Ni في اليابان والولايات المتحدة ودول أخرى حوالي 1.5٪ فقط من إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ)، الفجوة لا تزال كبيرة. في الثمانينات، نفذت الصين التحكم في النيتروجين (N.05%-0.10%) وسبائك النيتروجين (N>0.10%) C-Ni الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. ويبين الاختبار أن N هو فائدة في الكروم - الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج. إنه عنصر صناعة السبائك فعال من حيث التكلفة. يمكن أن يؤدي التأثير المعزز لعنصر N إلى تقليل حساسية التآكل الحبيبي للفولاذ المقاوم للصدأ، وتحسين مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ، وخاصة تحسين مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ. الفولاذ المقاوم للصدأ.