خوردگی و اهمیت آن

خوردگی آسیب وارد شده به فلز در اثر واکنش با محیط است. هر فلزی تحت یک مکانیسم خاص خورده می‌شود. که تا حدی متفاوت از مواد دیگر است.

خوردگی فرآیندی طبیعی برای فلزات است. که باعث واکنش آن‌ها با محیط اطرافشان می‌شود تا ترکیبات پایدارتری تشکیل دهند [1].

نسبت به ویژگی‌های محیط، فرآیند خوردگی به دو دسته‌ی خوردگی شیمیایی و الکتروشیمیایی تقسیم می‌شود.

فرآیند خوردگی شیمیایی فرآیندی است که طی آن فلز با غیر الکترولیت (یک مایع یا گاز) واکنش می‌دهد. به عنوان مثال اکسیداسیون در هوا با دمای بالا. خوردگی اغلب فلزات در دمای اتاق و در محیط‌های آبی صورت می‌گیرد. و ماهیت الکتروشیمیایی دارد.

فرآیند خوردگی الکتروشیمیایی فرآیندی است که در آن فلز در الکترولیت اکسیدی و تشکیل کاتیون‌های فلزی می‌دهد (معادله 1-1). این الکترون‌ها توسط واکنش احیا مثل احیای آب یا اکسیژن مصرف می‌شوند (معادلات 1-2 و 1-3). هر دو واکنش الکتروشیمیایی اکسیداسیون و احیا برای رخ دهی خوردگی ضروری است [2].

پوشش‌های محافظتی با ایزوله کردن فلز بستر مانع تماس آن با محیط خورنده شده. و از آن محافظت می‌کنند [7,6] عملکرد حفاظتی پوشش‌ها به چهار روش کلی صورت می‌گیرد:

1-پوشش‌های سدی که مانع تماس فلز و محیط خورنده می‌شوند. این پوشش‌ها با مقاومت بالای خود باعث کاهش انتقال جریان بین نواحی آندی و کاتدی می‌شوند.

یا با از بین بری نفوذ اکسیژن و ممانعت از انجام واکنش کاتدی از فلز بستر محافظت می‌کنند [4].

2-پوشش‌های فداشونده که خورده شده و از فلز بستر به صورت کاتدی محافظت می‌کنند، مانند رنگدانه‌های غنی از روی.

3-پوشش‌های بازدارنده که واکنش الکترود را کند می‌کنند.

4-پوشش‌های مقاومتی الکتریکی که مانع تشکیل پیل خوردگی الکتروشیمیایی می‌شوند، مانند رنگ‌ها [1].

پوشش‌ها از دیدگاه جنس به سه دسته پوشش‌های آلی، معدنی و فلزی تقسیم می‌شوند.

بررسی اثر دما و غلظت الکترولیت در فرآیند الکتروپولیش بر مقاومت به خوردگی آلیاژ اینکونل 718

بهبود مقاومت به خوردگی توسط فرآیند الکتروپولیش یکی از راه‌های مهم در فرآیند اصلاح سطح می‌باشد.

در این تحقیق اثر دو متغیر غلظت اسید پرکلریک و دمای حمام بر فرآیند الکتروپولیش. و تأثیر آن بر مقاومت به خوردگی آلیاژ اینکونل 718 بررسی شد. جهت بررسی ریزساختار و کیفیت زبری سطح، قبل و بعد از الکتروپولیش به ترتیب از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون زبرسنجی سطح استفاده شد.

جهت تعیین محدوده ولتاژ و جریان الکتروپولیش منحنی‌های I-V به کار گیری شد. نتایج نشان داد دست‌یابی به سطحی یکنواخت و عاری از حفرات تنها در شرایطی حاصل می‌شود.

که ترکیب الکترولیت حاوی 20 درصد حجمی اسید پرکلریک و دمای حمام برابر 15 درجه سانتی‌گراد باشد. تحت شرایط مذکور سرعت الکتروپولیش در مرزدانه‌ها و درون دانه‌ها به یکدیگر نزدیک می‌شود و منجر به ایجاد سطحی صاف و یکنواخت می‌گردد.

حداقل زبری سطح بعد از الکتروپولیش در شرایط بهینه 0/026μm به دست آمد. نتایج حاصل از آزمون پلاریزاسیون تافل در محلول 0.5M H2SO4+0.01M KSCN نشان داد. الکتروپولیش موجب کاهش چگالی جریان خوردگی و نجیب‌تر شدگی پتانسیل خوردگی در آلیاژ گردید.

نمونه الکتروپولیشی در شرایط بهینه بیشترین مقاومت به خوردگی را از خود نشان داد. دلیل افزایش مقاومت به خوردگی در اثر الکتروپولیش به تشکیل لایه اکسیدی یکنواخت و ریزساختار عاری از حفرات در سطح نسبت دهی شد.

پاتیل ریخته گری-انواع پاتیل انتقال مواد مذاب-فروش فولاد آلیاژی-قیمت فولاد آلیاژی

پاتیل ظرفی است با پوشش نسوز که فلز گداخته از کوره در آن ریخته و به وسیلۀ آن به قالب‌ها منتقل می‌شود.

در ریخته‌گری پس از آنکه قالب‌ها کاملاً مستحکم شد و درجه حرارت پیش٬گرم هم به اندازه لازم رسید نوبت به مرحله بار ریزی است.

تخلیۀ مذاب از کوره یا پاتیل در قالب را بار ریزی یا مذاب ریزی می‌نامند. مرسوم‌ترین روش بارریزی تخلیه ثقلی مذاب توسط پاتیل است. گاه نیروی ثقل برای پر کردن قالب کافی نیست و علاوه بر آن از نیروی گریز از مرکز هم استفاده می‌شود.

پاتیل‌های Ladles مخصوص ریخته‌گری دارای اندازه‌های متفاوتی است و از 20 کیلوگرم تا 3000 تن فلزات مذاب را می‌توانند در خود جای دهند.

برای ریخته‌گری مواد غیر فلزی نیز از بوته‌های آهنگری Crucibles سرامیکی برای حمل مذاب استفاده می‌کنند و به این بوته‌های آهنگری پاتیل Ladle نیز می‌گویند.

انـــواع پـــاتـیـل
پاتیل انتقال دهنده: در بسیاری از کارخانجات ذوب فلز ابتدا فلز را در کوره‌هایی ذوب می‌کنند. و سپس آن را به کوره‌های مخصوص انتقال می‌دهند و دمای آن را روی مقدار خاصی تنظیم می‌کنند. و در آن دما نگه می‌دارند. برای انتقال مذاب فلزات از کوره‌ای به کوره‌ی دیگر از این نوع پاتیل استفاده می‌شود.

پاتیل درمان Treatment ladle: برای انجام برخی فرآیندهای مربوط به فلزات مذاب، از پاتیل‌های مخصوصی استفاده می‌شود.

برای این منظور عناصر مختلف را در پاتیل درمان می‌ریزند و فلز مذاب را به آن می‌افزایند تا فرآیند انجام گردد.

پاتیل ریخته‌گری: از این پاتیل‌ها برای انتقال و ریختن فلزات در قالب ریخته‌گری استفاده می‌شود.

پاتیل‌ها اغلب برای اهداف خاصی مانند افزودن آلیاژ به فلز مذاب طراحی می‌شوند.

پاتیل‌ها همچنین ممکن است دارای شاخه‌های مختلف باشند که در پایه قرار دارند. بنابراین گازهای بی اثر میتوانند از طریق پاتیل حباب زده شوند تا روش‌های آلیاژی یا عملیات فلزی را بهبود بخشند.

عنصر کروم-کرومیوم-آلیاژ کروم-Chromium-فروش فولاد کروم دار-قیمت فولاد آلیاژی

کروم (Chromium) یک عنصر شیمیایی با نماد Cr و عدد اتمی 24 است.

این عنصر اولین عنصر در گروه 6 است. کروم یک فلز واسطه است که رنگی خاکستری، و سطحی براق دارد، و سخت و شکننده است.

کروم افزودنی اصلی در تولید فولاد زنگ‌نزن است که باعث خاصیت ضدخوردگی آن می‌شود. همچنین کروم به عنوان فلزی که دارای خاصیت جلاپذیری بالا بوده. و در مقابل کدر شدن نیز مقاومت بسیار خوبی دارد از اهمیت فراوانی برخوردار است.

کروم صیقل‌کاری شده تقریباً 70% از طیف مرئی و تقریباً 90% از نور مادون قرمز را منعکس می‌کند. نام این عنصر از کلمه یونانی χρῶμα، chrōma به معنی رنگ گرفته شده است. زیرا بسیاری از ترکیبات کروم به شدت رنگی هستند.

آلیاژ فِروکروم به صورت تجاری از طریق واکنش‌های سیلیکوترمی یا آلومینوترمی کرومیت تولید می‌شود. و فلز کروم با فرآیندهای پخت (roasting) و سنگ شویی و سپس کاهش کربن و آلومینیوم تولید می‌شود.

فلز کروم از نظر مقاومت در برابر خوردگی و سختی بالا از ارزش بالایی برخوردار است. یک پیشرفت عمده در تولید فولاد کشف این بود که می‌توان با افزودن کروم فلزی. به فولاد آن را شدیداً در برابر خوردگی و تغییر رنگ مقاوم کرد، و فولاد زنگ نزن تولید نمود. تولید فولاد زنگ‌نزن و آبکاری کروم در کنار هم حدود 85% از مصرف تجاری کروم را تشکیل می‌دهند.

کاربردها عنصر کروم
در متالورژی برای مقاوم سازی در مقابل پوسیدگی و در براقی نهائی:

بعنوان یک جزء در آلیاژها: بطور مثال در فولاد ضدزنگ

در آبکاری با کروم

در آلومینیوم آنادایز

بعنوان یک کتالیزور

از کرومیت برای ساخت قالب‌های پخت آجر استفاده می‌شود.

نمک‌های کروم باعث سبز شدن رنگ شیشه می‌شود.

کرومات‌ها و اکسیدها در رنگ مو و رنگ‌های معمولی به کار می‌روند.

دی کرومات پتاسیم یک معرف شیمیایی است که در تمیز کردن ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی و به عنوان یک عامل تیترات مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این عنصر همچنین به صورت دندانه (بطور مثال، عامل ثابت نگه دارنده) در رنگرزی بکار می‌رود.

دی اکسید کروم (CrO2) در تولید نوارهای مغناطیسی مصرف می‌شود.

این نوارها نسبت به نوارهای اکسید آهن دارای مقاومت در برابر میدانهای مغناطیسی بیشتری بوده، لذا کارایی بهتری دارند.

جهت ذوب کردن در پوشش کربن شبه الماس (DLC)

فولاد پرکاربرد صنعت پتروشیمی-فروش فولاد آلیاژی-فولاد ضد اکسید-فولاد مقاوم به حرارت

با توجه به رشد صنعت پتروشیمی در سراسر جهان، نیاز به مواد و تجهیزات مقاوم در برابر شرایط سخت و خشن. در این صنعت نیز افزایش پیدا کرده است.

یکی از موادی که در بسیاری از فرآیندهای صنعت پتروشیمی استفاده می‌شود، فولاد می‌باشد. فولاد به دلیل ویژگی‌های خاص از جمله مقاومت بالا در برابر فشار، حرارت، خوردگی و ضربه. به عنوان یکی از مواد ساختمانی پرکاربرد در صنعت پتروشیمی در نظر گرفته می‌شود.

انواع فولاد آلیاژی در صنعت پتروشیمی

فولادهای آلیاژی مقاوم در برابر اکسیداسیون: این نوع فولادها به خاطر مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون. و حرارت، برای استفاده در واحدهای پتروشیمی که در آنها دماهای بسیار بالا استفاده می‌شوند، مناسب هستند.

همچنین می‌توانند در برابر آسیب ناشی از اکسیداسیون و افت فشار مقاومت کنند و عمر طولانی‌تری داشته باشند.

فولادهای آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی: در صنعت پتروشیمی، خوردگی می‌تواند باعث آسیب به تجهیزات و ایجاد خطرات جدی برای کارکنان و محیط زیست شود.

استفاده از فولادهای آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی، بعنوان مثال فولادهای استنلس استیل. می‌تواند این خطرات را به حداقل برساند و عمر مفید تجهیزات را افزایش دهد.

فولاد کربنی-فولاد مقاوم به حرارت-فولاد ضدسایش-فولاد ضد خوردگی

کربن زدایی چیست؟ انواع کربن زدایی در فولاد-کربن زدایی جزئی-کربن زدایی کلی

کربن‌ زدایی (decarbonization) مخالف روند کربوریزاسیون است. به عبارتی کاهش مقدار کربن ماده.

کربن‌زدایی نسبت به کاربردی که فلز در آن استفاده می‌شود، می‌تواند مطلوب یا نامطلوب باشد.

بنابراین این فرایند، فرآیندی است که هم می‌تواند به صورت عمدی در یکی از مراحل فرایند تولید استفاده شود.

هم به عنوان عارضه جانبی یک فرایند اتفاق افتاده باشد (مانند نورد کردن). که باید از آن جلوگیری کرد یا اثرش را معکوس کرد (مانند مرحله کاربورسازی).

مکانیسم فرایند کربن‌زدایی را می‌توان با سه رویداد متمایز توصیف نمود.

واکنش در سطح فولاد

انتشار بینابینی اتم‌های کربن

انحلال کاربیدها در فولاد

از جمله ویژگی‌های کربن‌زدایی افزایش نسبی فریت (هیدروکسین آهن) و کاهش مقدار کاربید یا لایه‌های پرلیت در فولادهای هایپریوتکتوئیدی آنیل شده کروی است.

آلیاژهای هایپریوتکتوئیدی آلیاژهایی هستند که غلظت املاح در آنها بیشتر از یوتکتوئید است.

در فولاد، چنین آلیاژهایی درصد کربن کمتری دارند. آلیاژهای هایپریوتکتوئید در برابر خوردگی مقاوم هستند.

کربن زدایی مجموع کربن‌زدایی جزئی و کامل است. کربن‌زدایی کامل مربوط به ناحیه‌ای است که تقریباً تمام محتوای کربن آن حذف می‌گردد.

کربن‌زدایی جزئی مرتبط با ناحیه‌ای است که در آن کاهش محتوای کربن اتفاق افتاده اما هنوز میکروسکوپی. عمق کربن‌زدایی بر اساس تغییر در ریزساختار تعیین می‌شود (لوبر، 2001-2011). لایه‌های مرزی کربن‌زدایی شده (با عمق معمولی چند صدم تا دهم میلی‌متر) نرم هستند و ممکن است نیاز شود که برداشته شوند.

از آنجایی که مقدار اکسیژن در اتمسفر یا کوره‌های خلا کم است.

در نتیجه محتوای کربن داخل فلزات نمی‌توانند اکسیده شوند، بنابراین کربن‌زدایی در آنها کمتر اتفاق می‌افتد یا اصلاً اتفاق نمی‌افتد.

فولاد ضد زنگ

فولاد ضدزنگ حاوی مواد افزودنی است که قابلیت اکسیده شدن بالایی دارند. مانند کروم و مولیبدن، کربن‌زدایی چنین فولادهایی فقط در واکنش با هیدروژن خشک قابل انجام است.

هیدروژن خشک، برخلاف هیدروژن مرطوب که به گونه‌ای تولید می‌شود که دارای مقداری آب باشد، هیدروژن محتوای آبی ندارد. که باعث می‌شود نتوان از هیدروژن مرطوب در فرایند کربن زدایی فولادهای ضد زنگ استفاده کرد محتوای آبی موجود در آن است.