Mae gwrthiant cyrydiad dur gwrthstaen yn amrywio yn ôl gradd
A barnu yn ôl yr enw, fe allech chi dybio nad yw dur gwrthstaen byth yn staenio - ond byddech chi'n anghywir.
Mae dur gwrthstaen yn staenio'n llai hawdd na metelau eraill sy'n seiliedig ar haearn, ond nid yw'n “ddi-staen” yn llythrennol. Yn union fel dur safonol, gall olion bysedd gael eu marcio gan olion bysedd a saim, datblygu lliw, ac yn y pen draw rhwd. Y gwahaniaeth yw gwytnwch. Gall dur gwrthstaen wrthsefyll llawer mwy o amser a cham-drin cyn dangos arwyddion o draul.
Mae gan bob dur yr un cyfansoddiad haearn a charbon sylfaenol, ond mae dur gwrthstaen hefyd yn cynnwys dos iach o gromiwm - yr aloi sy'n rhoi ei wrthwynebiad cyrydiad enwog i ddur gwrthstaen.
A dyma lle mae pethau'n mynd yn gymhleth. Mae sawl gradd o dan y botel dur gwrthstaen, pob un â chyfansoddiad aloi ychydig yn wahanol, ac felly nodweddion corfforol ychydig yn wahanol.
Rhaid i ddur gwrthstaen gynnwys cromiwm o leiaf 10.5 y cant. Yn dibynnu ar y radd, gall gynnwys lefelau cromiwm llawer uwch, a chynhwysion aloi ychwanegol fel molybdenwm, nicel, titaniwm, alwminiwm, copr, nitrogen, ffosfforws a seleniwm.
Y ddwy radd dur gwrthstaen mwyaf cyffredin yw 304 a 316. Y gwahaniaeth allweddol yw ychwanegu molybdenwm, aloi sy'n gwella ymwrthedd cyrydiad yn sylweddol, yn enwedig ar gyfer amgylcheddau mwy agored i halen neu glorid. Mae 316 o ddur gwrthstaen yn cynnwys molybdenwm, ond nid yw 304.
Ar gyfer dodrefn awyr agored fel rheiliau a bolardiau, mae dur gwrthstaen yn ddeunydd delfrydol sy'n gwrthsefyll cyrydiad, ond dim ond os yw'r radd yn briodol ar gyfer ei amgylchedd y bydd yn gwrthsefyll amlygiad tymor hir. Mae 304 yn ddewis economaidd ac ymarferol ar gyfer y mwyafrif o amgylcheddau, ond nid oes ganddo wrthwynebiad clorid o 316. Mae'r pwynt pris ychydig yn uwch o 316 yn werth chweil mewn ardaloedd sydd â datguddiad clorid uchel, yn enwedig yr arfordir a ffyrdd hallt iawn. Mae gan bob cais am ddur gwrthstaen ei ofynion unigryw ei hun ac mae angen dur gwrthstaen arno sy'n cyflawni'r dasg.
PRESENOLDEB GOHEBIAETH NATURIOL
Mae cyrydiad yn ffenomen naturiol. Mae elfennau pur bob amser yn adweithio gyda'r amgylchedd cyfagos, a dyna pam mae cyn lleied o elfennau i'w cael yn naturiol yn eu ffurf bur. Nid yw haearn yn eithriad.
Mewn amodau gwlyb neu laith mae haearn yn adweithio gyda'r ocsigen sydd mewn dŵr i fformiron ocsid, a elwir hefyd yn rhwd. Mae'r ocsid coch coch yn dirywio'n hawdd - gan amlygu mwy o ddeunydd i gyrydiad. Mae duroedd haearn a charbon safonol yn agored iawn i'r math hwn o gyrydiad.
Mae gan ddur gwrthstaen y gallu cynhenid i ffurfio haen oddefol sy'n atal cyrydiad. Y gyfrinach?
Cromiwm.
Mae'r cromiwm a geir ym mhob dur gwrthstaen yn adweithio'n gyflym ag amgylcheddau ocsigen, yn debyg iawn i haearn. Y gwahaniaeth, fodd bynnag, yw mai dim ond haen fân iawn o gromiwm fydd yn ocsideiddio (yn aml dim ond ychydig foleciwlau mewn trwch). Yn wahanol i ocsid haearn fflach ac ansefydlog, mae cromiwm ocsid yn wydn iawn ac yn adweithiol. Mae'n glynu wrth arwynebau dur gwrthstaen ac ni fydd yn trosglwyddo nac yn ymateb ymhellach gyda deunyddiau eraill. Mae hefyd yn hunan-adnewyddu - os caiff ei dynnu neu ei ddifrodi, bydd mwy o gromiwm yn adweithio ag ocsigen i ailgyflenwi'r rhwystr. Po uchaf yw'r cynnwys cromiwm, y cyflymaf y mae'r rhwystr yn ei atgyweirio ei hun.
Ar ôl ocsidio, neu basio, mae dur gwrthstaen fel arfer yn rhydu ar gyfradd isel iawn o lai na 0.002 modfedd y flwyddyn. Pan gaiff ei gadw yn ei gyflwr gorau, mae dur gwrthstaen yn cynnig arwynebau glân a llachar sy'n ddelfrydol ar gyfer llawer o ddyluniadau adeiladau a thirwedd.
304 DUR ARDAL
304 o ddur gwrthstaen yw'r ffurf fwyaf cyffredin o ddur gwrthstaen a ddefnyddir ledled y byd, yn bennaf oherwydd ei wrthwynebiad a'i werth cyrydiad rhagorol. Mae'n cynnwys rhwng 16 a 24 y cant cromiwm a hyd at 35 y cant o nicel, yn ogystal â symiau bach o garbon a manganîs.
Y ffurf fwyaf cyffredin o 304 o ddur gwrthstaen yw 18-8, neu 18/8, dur gwrthstaen, sy'n cynnwys cromiwm 18 y cant ac nicel 8 y cant.
Gall 304 wrthsefyll cyrydiad o'r mwyafrif o asidau ocsideiddiol. Mae'r gwydnwch hwnnw'n gwneud 304 yn hawdd ei lanweithio, ac felly'n ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau cegin a bwyd. Mae hefyd yn gyffredin mewn adeiladau, addurniadau a dodrefn safle.
Mae gan 304 o ddur gwrthstaen un gwendid: mae'n agored i gyrydiad o doddiannau clorid, neu o amgylcheddau halwynog fel yr arfordir. Gall ïonau clorid greu ardaloedd cyrydiad lleol, o'r enw “pitting,” a all ledaenu o dan rwystrau cromiwm amddiffynnol i gyfaddawdu strwythurau mewnol. Gall toddiannau sydd â chyn lleied â 25 ppm o sodiwm clorid ddechrau cael effaith gyrydol.
316 DUR STAINLESS
Gradd 316 yw'r ffurf ail-fwyaf cyffredin o ddur gwrthstaen. Mae ganddo bron yr un priodweddau ffisegol a mecanyddol â 304 o ddur gwrthstaen ac mae'n cynnwys colur deunydd tebyg. Y gwahaniaeth allweddol yw bod 316 o ddur gwrthstaen yn ymgorffori tua 2 i 3 y cant o folybdenwm. Mae'r ychwanegiad yn cynyddu ymwrthedd cyrydiad, yn enwedig yn erbyn cloridau a thoddyddion diwydiannol eraill.
Defnyddir 316 o ddur gwrthstaen yn gyffredin mewn llawer o gymwysiadau diwydiannol sy'n cynnwys prosesu cemegolion, yn ogystal ag amgylcheddau halwynog uchel fel rhanbarthau arfordirol ac ardaloedd awyr agored lle mae halwynau dadrewi yn gyffredin. Oherwydd ei rinweddau nad ydynt yn adweithiol, defnyddir 316 o ddur gwrthstaen hefyd wrth weithgynhyrchu offer llawfeddygol meddygol.
Gall graddau amgen 300 cyfres gynnwys hyd at 7 y cant o folybdenwm. Maent yn darparu ymwrthedd clorid hyd yn oed yn well, ond dim ond ar gyfer amodau amlygiad diwydiannol neu grynodiad uchel y mae angen gwrthiant trwm o'r fath.
CEISIADAU VERSATILE
Mae dur gwrthstaen 304 a 316 (yn ogystal â graddau 300 cyfres eraill) yn defnyddio nicel i gynnal cyfansoddiad austenitig ar dymheredd is. Mae duroedd austenitig yn sicrhau cydbwysedd amlbwrpas o gryfder, ymarferoldeb a gwrthsefyll cyrydiad, gan eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer nodweddion pensaernïol awyr agored, offeryniaeth lawfeddygol, ac offer prosesu bwyd.
Gellir gweld llawer iawn o ddur gwrthstaen a gynhyrchir heddiw (yn enwedig 316 o ddur gwrthstaen) mewn cynhyrchion sy'n gysylltiedig â'r diwydiannau bwyd a diod. Mae dur gwrthstaen i'w gael yn gyffredin mewn ceginau masnachol a gweithfeydd prosesu bwyd gan ei fod yn diwallu amrywiaeth o anghenion:
- Gellir ei ffurfio a'i ffugio'n hawdd i siapiau sydd eu hangen i gynhyrchu amrywiaeth o offer a pheiriannau, megis byrddau coginio, cwfliau awyru, tanciau a hopranau.
- Mae ar gael mewn ystod eang o orffeniadau addurniadol a sgleinio.
- Gall wrthsefyll amodau sioc a sgraffiniol a geir mewn ceginau neu weithfeydd prosesu bwyd.
- Gellir ei lanhau'n hawdd a gall wrthsefyll golchi dro ar ôl tro gyda'r nifer o gemegau a glanedyddion a ddefnyddir i fodloni gofynion iechyd y cyhoedd.
- Nid yw'n ymateb i'r alcalïau a'r asidau a geir mewn llaeth, bwydydd wedi'u coginio, llysiau ac ychwanegion bwyd.
Mae buddion eithaf dur gwrthstaen yn cynnwys bywyd gwasanaeth hir a fydd yn cadw gorffeniad deniadol, glân. Mae cost cynnal a chadw isel yn derbyn gofal a glanhau dur gwrthstaen yn briodol.
FFYNONELLAU
· Deunyddiau AZO. “Dur Di-staen - Gradd 316 (UNS S31600)“.
· Cymdeithas Datblygu Dur Di-staen Awstralia. “304: Y Lle i Ddechrau“.
· Cymdeithas Datblygu Dur Di-staen Awstralia. “316: Y Cam Cyntaf i Fyny“.
· Gweithgynhyrchu AJ. “304 vs 316 Di-staen“.
· Cudd, Roger A. ac Arthur H. Tuthill. “Steels Di-staen: Cyflwyniad i'w Gwrthiant Meteleg a Chydredd“. Glanweithdra Llaeth, Bwyd ac Amgylcheddol, cyf. 20, na. 7. Gorffennaf 2000.
· Fforwm Rhyngwladol Dur Di-staen. “Cyflwyniad i Ddur Di-staen“.
