مقالات، مقالات استنلس استیل
تاثیر مولیبدن در فولاد و استنلس استیل
شهریور
در این مقاله قصد داریم به بررسی تاثیر مولیبدن در استیل بپردازیم. در ابتدا بهتر است استیل را بشناسیم و سپس به تاثیر مولیبدن بر خواص استیل بپردازیم. استیل یک آلیاژ پایه آهن است که حاوی مقادیری از عناصر آلیاژی مختلف است. گریدهای مختلفی از استیل وجود دارد که بر اساس میزان عناصر آلیاژی طبقه بندی می‌شوند. گریدهای سری 300 و 400 از شناخته شده‌ترین استیل‌های موجود در بازار هستند. در بین این گریدها، استیل 316، 304، 420، 410 از جمله گریدهای پرکاربرد استیل هستند. در این استیل‌ها مقادیر مختلفی از عناصر آلیاژی و در بخی عنصر مولیبدن وجود دارد که باعث پدید آمدن ویژگی‌های متفاوتی می‌شود.
این عناصر آلیاژی ویژگی‌های مختلفی به استیل می‌دهد. مقاومت در برابر خوردگی، استحکام بالا، قابلیت تحمل دماهای بالا و … از ویژگی‌هایی هستند که عناصر آلیاژی مختلف باعث پدید آمدن آنها می‌شود. یکی از این عناصر آلیاژی مولیبدن است. که در ادامه به بررسی ویژگی‌های حاصل از وجود مولیبدن و تاثیر مولیبدن در فولاد می‌پردازیم.
مولیبدن از عناصر آلیاژی تاثیرگذار
مولیبدن چیست؟
مولیبدن یکی از عناصر جدول تناوبی است که عدد اتمی آن 42 می‌باشد. این عنصر به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود و به صورت اکسید‌های مختلف در مواد معدنی یافت می‌شود. دمای ذوب این فلز بسیار بالاست و در دمایی در حدود 2700 درجه سانتی گراد ذوب می‌شود. به همین دلیل برای استفاده در فولاد سازی به صورت پودر خاکستری تولید می‌شود. و برای اضافه به ذوب در اغلب موارد از فرومولیبدن استفاده می‌شود تا راحت‌تر در در مذاب حل شود.
در جهان، حدود 86 درصد از مولیبدن در صنایع متالورژی و بقیه آن در سایر مواد شیمیایی مصرف می‌شود. به دلیل تاثیر مولیبدن بر استیل حدود 25 درصد از استفاده جهانی این عنصر در ساختار فولادهای ضد زنگ مصرف می‌شود. در ادامه به بررسی تاثیر مولیبدن بر خواص فولاد می‌پردازیم.
تاثیر مولیبدن در استنلس استیل
تاثیر مولیبدن در استیل
تاثیر مولیبدن در استیل بسیار مهم است. برخی از آلیاژهای استیل حدود 0.25 تا 8 درصد مولیبدن در ساختار خود دارند. تاثیر مولیبدن در استنلس استیل به خواص مکانیکی فولاد بازمی‌گردد. همچنین از نظر ریزساختار، تاثیر مولیبدن در استیل، در تشکیل ریز ساختار ریزدانه بسیار چشمگیر است. در ادامه به بررسی برخی از موارد تاثیر مولیبدن بر استنلس استیل می‌پردازیم:
- مولیبدن می‌تواند باعث بهبود استحکام و مقاومت خزشی می‌شود. . مولیبدن با تشکیل فاز‌های ثانویه در فولادهای فریتی مارتنزیتی و آستنیتی استحکام آنها را افزایش می‌دهد.
- تاثیر مولیبدن در استیل را می‌توان در مقاومت آن در برابر خوردگی نیز مشاهده کرد. مولیبدن مقاومت در برابر خوردگی موضعی و خوردگی حفره‌ای را زیاد می‌کند. این یکی از مهمترین تاثیرات مولیبدن در استنلس استیل است.
- تاثیر مولیبدن در استیل در قابلیت جوشکاری آن نیز مشهود است. علت آن نیز، سرعت بخشیدن به تشکیل ساختار ریزدانه در حوضچه جوش است. مولیبدن باعث تسریع تشکیل دانه‌های ریز می‌شود و بدین ترتیب می‌تواند اثر مطلوبی بر قابلیت جوشکاری استیل داشته باشد.
- تاثیر مولیبدن در استیل در عملیات حرارتی نیز مشاهده می‌شود. بدین گونه که وجود مقادیری از مولیبدن باعث کاهش تردی تمپر می‌شود. در برخی موارد پس از عملیات حرارتی تمپر استیل دچار تردی می‌شود. این تردی می‌تواند باعث شکستن آنها در اثر ضربه شود. مولیبدن با کاهش این اثر تاثیر بسیار مطلوبی بر خواص فولاد پس از عملیات حرارتی می‌گذارد.
- مولیبدن در استیل باعث پایداری فاز فریت شده و خاصیت کاربید زایی دارد. با حدود 3 درصد مولیبدن، ساختار فریت در تمام دماها پایدار می‌شود. این تاثیر مولیبدن در استیل باعث بهبود قابلیت چکش خواری خواهد شد.
- تاثیر مولیبدن در استیل در تغییراتی که در ریزساختار بسیار مشهود است. مولیبدن باعث تشکیل سمانتیت با آهن و کربن می‌شود. مولیبدن می‌تواند بر پایداری فاز فریت اثر بخش باشد که باعث بهبود پایداری کاربید و در نتیجه بهبود استحکام فولاد می‌شود.
کاربرد استیل حاوی مولیبدن در صنایع دریایی
حال که به بررسی تاثیر مولیبدن در استیل پرداختیم، باید بدانیم در چه گریدهایی از استیل از مولیبدن استفاده می‌شود و چه مقادیری از آن برای ویژگی‌های گفته شده مناسب است.
میزان مولیبدن در استیل
با توجه به گستردگی تاثیر مولیبدن بر خواص استیل، نیاز است تا میزان مورد نیاز برای هر کاربرد را بدانیم. بعضی گریدهای فولادهای ضد زنگ حدود 0.5 تا 4 درصد مولیبدن دارند. با افزودن حدود 0.5 تا 1.5 درصد از مولیبدن استحکام استیل در دماهای بالا حفظ می‌شود.
مولیبدن در فولادهای کم کربن با استحکام بالا در محدوده 0.05 تا 0.25 درصد به کار می‌رود و سبب بهبود چقرمگی و افزایش استحکام می‌شود.
مولیبدن را می‌توان برای میکروآلیاژی کردن فولادها به کار برد. هدف از میکروآلیاژی کردن استیل، جلوگیری از تشکیل فاز پرلیت در ریزساختار فلز است. همچنین تاثیر مولیبدن در استیل در کاهش اندازه نواحی پرلیت و تشکیل کاربیدهای لایه‌ای ریز می‌باشد.
تاثیر دیگر مولیبدن در استیل برای یکنواختی توزیع سختی در مقاطع ضخیم می‌باشد. برای این منظور مقداری حدود 0.15 از این عنصر را اضافه می‌کنند تا سختی در تمامی مقطع یکسان شود. همچنین میزان حدود 0.25 مولیبدن در فولادهای مارتنزیتی باعث افزایش سختی در هنگام تمپر کردن فولاد می‌شود و برای کاهاش استحکام در تمپر باید دمای تمپر را افزایش داد.
چه گریدهایی از استیل از مولیبدن استفاده می‌کنند؟
به دلیل تاثیر مولیبدن در استیل، از مولیبدن در بسیاری از گریدهای تخصصی‌تر استفاده می‌شود. گریدهایی که از مولیبدن استفاده می‌کنند ویژگی‌های بسیار خوبی دارند که آنها را بری استفاده‌های صنعتی و مهم بسیار مناسب می‌کند. در ادامه برخی از آنها را به اختصار برای شما معرفی می‌کنیم:
- فولادهای ضد زنگ فریتی
- فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی و رسوب سخت شونده
- فولاد ضد زنگ داپلکس (دوبلکس)
- فولاد ضد زنگ آستنیتی
- گریدهای کروم-نیکل
مواد اولیه استیل حاوی مولیبدن مثل گرید 316
از رایج‌ترین گریدهایی که حدود 2 تا 3 درصد مولیبدن دارند، می‌توان به استنلس استیل 316 و 316L اشاره کرد. استیل گرید 316 مقاومت بسیار خوبی به خودگی در محیط‌های کلریدی و ساحلی دارد. مقاومت به خوردگی حفره‌ای این آلیاژ عالیست و برای استفاده در صنایع دریایی و سازهای ساحلی بسیار مورد توجه است. از دیگر آلیاژهای حاوی عنصر مولیبدن می‌توان به 317 و 329 از خانواده آستنیتی، 440 و 422 از خانواده مارتنزیتی، 434، 436 و 444 از خانواده استیل فریتی و 2205 از فولادهای ضدزنگ داپلکس اشاره کرد.
سخن آخر
بررسی تاثیر مولیبدن در استیل دید ما را نسبت به انتخاب مناسب آلیاژ براساس نیاز فنی بازتر می‌کند، چرا که مولیبدن می‌تواند ویژگی‌های بسیار خوبی به استیل بدهد و آن را برای استفاده در کاربردهای خاص در شرایط محیطی سخت و حتی در دمای بالا مناسب کند. همانطور که گفته شد بیشتر میزان تولید مولیبدن در جهان صرف آلیاژ سازی می‌شود. گریدهای مختلفی از استیل هستند که در ساختار خود مولیبدن دارند و مشهورترین آنها فولاد ضد زنگ 316 است. همچنین اشاره کردیم که میزان مولیبدن موجود در ساختار استیل حدود 0.5 تا 4 درصد است. مولیبدن را می‌توان یکی از عناصر مهم دانست که میزان کمی از آن تفاوت‌های چشم‌گیری در خواص آلیاژ حاصل می‌کند.
