Yn y gymdeithas fodern, mae dur gwrthstaen bron ym mhobman yn ein bywyd bob dydd. Nid yw'r ymadrodd “dur gwrthstaen” yn cyfeirio at fath penodol o ddur gwrthstaen, ond grŵp o aloion haearn sy'n cynnwys o leiaf oddeutu 11% o gromiwm, sylwedd sy'n atal yr haearn rhag rhydu ac sydd hefyd yn darparu priodweddau sy'n gallu gwrthsefyll gwres. .
Cerrig milltir Hanes Dur Di-staen
· Tua 4000 CC
Yr hen Eifftiaid a Sumeriaid oedd y rhai cyntaf i wneud offer gan gynnwys cyllyll, driliau ynghyd â gwahanol arfau fel cleddyfau, dagrau, gwaywffyn, a maces allan o fetel haearn. Fodd bynnag, cafwyd y rhan fwyaf o'r deunyddiau crai a ddefnyddiasant o feteorynnau yn hytrach na gwythïen haearn.
· Yng Nghanol y 1af Mileniwm CC
Mae dur Wootz, sy'n tarddu o Dde India ac yna'n allforio yn fyd-eang, yn ddur crucible wedi'i nodweddu gan gynnwys carbon uchel (tua 1.5-2%). Credir bod y dur wedi cael ei ddefnyddio i ffugio cleddyfau Damascus Dwyreiniol yr honnir eu bod yn torri hyd yn oed rhwygiadau rhwyllen. Nawr, gelwir dur Wootz yn chwedlonol India, oherwydd mae'n sefyll fel cofeb i draddodiad Indiaidd gogoneddus.
· Tua 300 CC (Brenhinllin Qin)
Darganfuwyd Byddin Terracotta gyntaf ym 1974 gan ffermwyr lleol yn Sir Lintong, y tu allan i Xi'an, Shanxi, China. Nawr, mae mwy na 2000 o ffigurau wedi'u datgelu gydag arfau sydd wedi'u cadw'n dda. Mae rhai astudiaethau'n dangos mai'r rheswm pam y canfyddir bod yr arfau hyn wedi'u cadw'n dda yw bod cromiwm ychwanegol wedi'i ychwanegu yn ystod y llif prosesu i greu cynhyrchion sy'n gwrthsefyll cyrydiad.
· Yn Degawd Cyntaf yr 20fed Ganrif
Er 1904, cyhoeddodd y peiriannydd Ffrengig Leon Alexandre Guillet adroddiadau ar aloion metel wedi'u gwneud â nicel, manganîs, cromiwm, a thwngsten yn ogystal â bronau a phres, y mae pob un ohonynt yn perthyn i'r categori o ddur gwrthstaen heddiw.
Ym 1907, adeiladwyd y stôf drydan fasnachol gyntaf yn yr Unol Daleithiau. Ac yn awr, mae darnau mawr o ddur gwrthstaen yn cael eu cynhyrchu mewn stofiau trydan.
Ym 1909, rhoddodd y metelegydd Ffrengig Albert Marcel Portevin ffigurau manwl gywir ar wrthwynebiad cemegol duroedd crôm tymherus i adweithyddion ocsideiddiol fel asid nitrig ac asid picric.
· Harry Brearley - Tad Dur Di-staen
Gellir olrhain dyfeisio a chymhwyso dur gwrthstaen yn ôl i'r Ail Ryfel Byd. Bryd hynny, roedd arwynebau mewnol casgenni gwn yn gwisgo allan yn hawdd, gan arwain at lawer o broblemau ymarferol eraill. Gofynnwyd i Harry Brearley, metelegydd o Loegr, ymchwilio i ddur newydd a allai wrthsefyll yr erydiad a achosir gan dymheredd uchel yn well. Ar ôl astudio gwahanol fathau o ddur, darganfu Brearley aloi dur gwrthstaen martensitig, a darganfu hefyd, trwy ychwanegu cromiwm at haearn tawdd, y byddem yn cael metel nad oedd yn rhydu.
Aelodau Teulu Dur Di-staen
Dur Di-staen Austenitig
Dur gwrthstaen austenitig yw'r math a ddefnyddir fwyaf, gan ffurfio tua dwy ran o dair o'r holl gynhyrchu dur gwrthstaen. Mae'n cynnwys haearn, carbon (0.1%), cromiwm (18%), nicel (8-25%), a mân aloion eraill, gydag austenite (ciwbig wyneb-ganolog) fel ei brif strwythur crisialog. Defnyddir dur gwrthstaen austenitig ar gyfer cynhyrchion diwydiannol, trafnidiaeth a phensaernïol yn seiliedig yn bennaf ar eu gwrthiant cyrydiad ond hefyd am eu ffurf, eu cryfder, a'u priodweddau ar dymheredd eithafol. Efallai eich bod wedi clywed 316 a 304 o ddur gwrthstaen, y ddau ohonynt yn austenitig.
Dur Di-staen Ferritig
Mae gan ddur di-staen ferritig ficrostrwythur ferrite fel dur carbon, sy'n strwythur grisial ciwbig sy'n canolbwyntio ar y corff, ac mae'n cynnwys cromiwm 10.5-27% gydag ychydig iawn o nicel, os o gwbl. Y prif wahaniaeth rhwng dur gwrthstaen austenitig a ferritig yw bod y cyntaf yn cynnwys strwythur crisialog, tra bod yr olaf yn cynnwys crynodiad uwch o gromiwm. Oherwydd yr ychwanegiad cromiwm, ni ellir caledu'r dur hwn trwy driniaeth wres, a dim ond ychydig yn anodd ei galedu trwy rolio oer.
Dur Di-staen Martensitic
Yn cynnwys 11.5-18% cromiwm ynghyd â 1.2% o garbon a nicel, nodweddir dur gwrthstaen martensitig gan ei gryfder, ei wrthwynebiad cyrydiad, a'i wydnwch mewn amodau sy'n cael eu trin â gwres. Mae strwythur crisialog dur gwrthstaen martensitig yn martensite, sy'n cael ei ffurfio mewn duroedd carbon trwy i'r ffurf austenite o haearn oeri yn gyflym ar gyfradd mor uchel fel nad oes gan atomau carbon amser i ymledu allan o'r strwythur grisial mewn symiau digon mawr i ffurfio cementite. Defnyddir dur gwrthstaen martensitig yn aml pan fo caledwch yn hollbwysig, fel cyllyll a ffyrc, offer llawfeddygol, a dwyn.
Dur Di-staen Duplex
Mae'r gair “dwplecs” yn golygu cael dwy brif elfen neu ran gyda'i gilydd, felly'r rheswm pam rydyn ni'n ei enwi'n ddur di-staen deublyg yw bod gan y dur hwn ficrostrwythur cymysg o austenite a ferrite, gan ddarparu gwell ymwrthedd i gyrydiad straen clorid a chorydiad pitsio clorid a cryfder uwch na dur gwrthstaen austenitig safonol. Heddiw, mae'r dur hwn fel arfer yn cael ei gymhwyso yn y diwydiant olew a nwy, cyfnewidwyr gwres, offer prosesu cemegol, boeleri a llongau pwysau.
