دراسة تأثير طلاء سبيكة 304 AISI بدرجات الحرارة العالية على مقاومتها للكلال

الملخص AR

في هذا البحث، تم دراسة تأثير الطلاء بالألمنيوم والكروم و بطريقة السمنتة و ما يرافقها من درجات الحرارة العالية على مقاومة الكلال لسبيكة أو ستينايتية نوع 304 AISI،إذ أن أهمية هذين الطلائين تكمن في كونهما يستخدمان صناعيا لمقاومة التآكل في درجات الحرارة و في الظروف البيئية شديدة القساوة مثل التأكسد و التكبرت.

لقد أثبتت النتائج أن مقاومة الكلال لهذه السبيكة يتراجع قليلا بعد طلائها بالألمنيوم بدرجة حرارية 1000°C بسبب تكون أطوار حديد-ألمنيوم غنية بالألمنيوم و قليلة المطيلية على السطح، إلا أن هذه الأطوار تتحول إلى أطوار من الحديد-ألمنيوم غنية بالحديد أو المتوازنة (أكثر مطيلية) بعد المعاملة الحرارية للطلاء بدرجة 1050°C مما يؤدي إلى تحسن مقاومة الكلال.

بينما ثبت أن الطلاء بالكروم بنفس الدرجة يؤدي إلى تراجع مقاومة الكلال بشكل ملحوظ بسبب تكون أطوار المحاليل الصلبة لعناصر السييكة على السطح خاصة FeCr, NiCr و هما من الأطوار الصلدة ولكنها هشة، إلا أن إعادة انتشار الكروم نحو عمق السبيكة بعد المعاملة الحرارية بدرجة 1050C و تناقص تركيزه عند السطح يسمح بتكون أطوار المحاليل المحبة لعناصر السبيكة بتركيز أعلى للحديد وأكثر مطيلية مما يؤدي إلى تحسن محسوس في عمر الكلال، وعموما و في كلا النوعين من الطلاءات فأن أساس السبيكة الأوستينايتية يتحول إلى الطور الفيرايتي إما بسبب استنفاد النيكل من السبيكة لتكوين الأطوار السطحية كما هو الحال في طلاء الألمنيوم أو زيادة تركيز الكروم في أساس السبيكة كما هو الحال في طلاء الكروم الذي يسهم أيضا في ترسيب وفرة من كاربيدات الكروم بين حبيبات السبيكة فتجعل السبيكة أكثر هشاشة كما توفر ممرات سهلة لانتشار التشقق عند فحص الكلال.

كما أثبتت نتائج البحث أن أفضل أداء لمقاومة الكلال يمكن الحصول عليه هو بمعاملة السبيكة غير المطلية بدرجة 1050°C وتبريدها ببطء داخل الفرن إلى درجة حرارة الغرفة لنحصل على طور اوستينايتي منفرد.