هل يتأثر أداء ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ بدرجة الحرارة؟

أداءألواح من الفولاذ المقاوم للصدأيتأثر بالفعل بدرجة الحرارة، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة. تؤثر التغيرات في درجات الحرارة على الخواص الميكانيكية ومقاومة التآكل والبنية الدقيقة للفولاذ المقاوم للصدأ. وفيما يلي بعض الجوانب الرئيسية لتأثير درجة الحرارة على أداءألواح من الفولاذ المقاوم للصدأ:

1. التغيرات في القوة والصلابة:

فقدان القوة عند درجات الحرارة المرتفعة: تنخفض قوة الشد وقوة الخضوع والصلابة للفولاذ المقاوم للصدأ مع زيادة درجة الحرارة. بشكل عام، تبدأ قوة الفولاذ المقاوم للصدأ في الانخفاض تدريجيًا عندما تتجاوز 300-400 درجة مئوية. تنخفض القوة بشكل ملحوظ عندما تتجاوز درجة الحرارة 800 درجة مئوية، خاصة عندما تتعرض المادة لدرجات حرارة عالية لفترة طويلة، وقد تفقد المادة بعضًا من قدرتها على التحمل.

زيادة الهشاشة عند درجات الحرارة المنخفضة: في درجات الحرارة المنخفضة جدًا، قد تصبح بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر هشاشة، مما يؤدي إلى انخفاض في صلابة المادة للكسر.

2. التغيرات في مقاومة التآكل:

زيادة التآكل عند درجات الحرارة المرتفعة: تقل مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة. عندما ترتفع درجة الحرارة، قد يتلف فيلم التخميل الواقي المتكون على سطح الفولاذ، مما يتسبب في تعرض الفولاذ المقاوم للصدأ للوسائط المسببة للتآكل، وبالتالي تقليل مقاومته للتآكل. يتسارع معدل الأكسدة السطحية خاصة عند درجة حرارة أعلى من 400 درجة مئوية.

الأكسدة في درجات الحرارة العالية: عند درجات الحرارة المرتفعة، قد تتشكل طبقة أكسيد على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ. على الرغم من أنه يمكن أن يوفر بعض الحماية، إلا أن درجات الحرارة المرتفعة بشكل مفرط ستزيد من تفاعل الأكسدة وتجعل طبقة الأكسيد غير مستقرة، مما سيؤثر على مقاومة الفولاذ للتآكل.

3. الزحف والتعب الحراري :

الزحف: عندما يتعرض الفولاذ المقاوم للصدأ لدرجات حرارة عالية لفترة طويلة، فإنه قد يزحف، أي تشوه بطيء ومستمر تحت الحمل المستمر. هذا التشوه مهم بشكل خاص في درجات الحرارة المرتفعة، خاصة في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة التي تزيد عن 1000 درجة مئوية.

التعب الحراري: التغيرات المتكررة في درجات الحرارة يمكن أن تسبب التعب الحراري في الفولاذ المقاوم للصدأ. هذا التغير في درجة الحرارة يمكن أن يسبب تشققات في البنية الدقيقة داخل المادة، مما يؤثر بدوره على أدائها.

4. مرحلة التحول والتغيرات المجهرية:

انخفاض استقرار الطور الأوستنيتي: عند درجات الحرارة المرتفعة، خاصة فوق 800 درجة مئوية، قد تتغير البنية المجهرية للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. قد تصبح حبيبات الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ خشنة، مما يؤدي إلى انخفاض في صلابته، وحتى في درجات الحرارة المرتفعة للغاية، قد تتحول مرحلة الأوستنيت.

خشونة الحبوب: عند درجات الحرارة المرتفعة، خاصة فوق 800 درجة مئوية، قد تخشن حبيبات الفولاذ تدريجياً. يمكن أن يؤدي خشونة الحبوب إلى تدهور الخواص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ، خاصة في ظل ظروف التحميل ذات درجات الحرارة العالية.

5. التوصيل الحراري والتمدد الحراري:

تغيرات التوصيل الحراري: تتغير الموصلية الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ مع زيادة درجة الحرارة. عند درجات الحرارة المرتفعة، قد تزيد الموصلية الحرارية، ولكن مع ارتفاع درجة الحرارة أكثر، قد تحدث تغييرات أكثر تعقيدًا.

التمدد الحراري: يتمدد الفولاذ المقاوم للصدأ مع ارتفاع درجة الحرارة. الأنواع المختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ لها معاملات تمدد حراري مختلفة. قد يؤدي التمدد الحراري عند درجات الحرارة المرتفعة إلى تشوه هيكلي وتركيز الإجهاد.

باختصار خصائصألواح من الفولاذ المقاوم للصدأسوف تتغير في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، وخاصة التغيرات في القوة والصلابة ومقاومة التآكل والبنية المجهرية. تعتمد درجة التأثير المحددة على نوع الفولاذ المقاوم للصدأ ونطاق درجة الحرارة. بشكل عام، عندما تتجاوز درجة الحرارة 300-400 درجة مئوية، تبدأ القوة في الانخفاض، وعندما تتجاوز 600 درجة مئوية، تنخفض مقاومة التآكل، وعندما تتجاوز 800 درجة مئوية، يحدث تدهور كبير في الأداء. لذلك، في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، من الضروري اختيار مواد الفولاذ المقاوم للصدأ ذات مقاومة أفضل لدرجات الحرارة العالية، مثل 310S، 253MA وغيرها من سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة خصيصًا في بيئات درجات الحرارة العالية.