Зэвэрдэггүй ган нь ганц төрлийн материал биш, харин зэврэлтэнд тэсвэртэй гангийн бүлгийн нэр юм.
Олон шинжлэх ухааны нээлтүүдийн адил зэвэрдэггүй гангийн гарал үүсэл нь аз тохиолдлоор болсон нэгэн осол явдалтай холбоотой. 1913 онд Английн Шеффилд хотод Харри Бриарли бууны хоолойд ашиглах зориулалттай шинэ ган хайлшуудыг хөгжүүлэх судалгаа хийж байв. Тэрээр зарим дээжүүд нь зэврэхгүй, сийлэхэд хэцүү байгааг анзаарсан. Эдгээр хайлшууд ойролцоогоор 13% хром агуулж байв.
Эдгээр гангуудыг анх хутга, сэрээ, иртэй багаж үйлдвэрлэхэд ашиглаж, үүний ачаар Шеффилд хожомдоо дэлхийд алдартай болсон. Францад зэрэг явуулсан судалгаа, үйлдвэрлэлийн ажил нь анхны аустенит төрлийн зэвэрдэггүй гангуудыг хөгжүүлэхэд хүргэсэн.
Дэлхий даяар зэвэрдэггүй гангийн эрэлт жилд ойролцоогоор 5%-ээр өсч байна. Жил тутмын хэрэглээ одоо 20 сая тонноос давж, барилга угсралт болон гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл зэрэг салбаруудад өсч байна. Зэвэрдэггүй гангийн үзэмж, зэврэлтэнд тэсвэрлэх чадвар, бага засвар үйлчилгээний шаардлага болон бат бэх чанарыг ашиглах шинэ боломжуудыг тасралтгүй нээж байна. Зэвэрдэггүй ган нь ердийн зэрэглэлийн гангаас үнэтэй боловч зэврэлтэнд илүү тэсвэртэй, бага засвар үйлчилгээ шаарддаг бөгөөд будах болон бусад хамгаалалтын бүрээсийг шаарддаггүй. Эдгээр хүчин зүйлс нь ашиглалтын хугацаа болон амьдралын мөчлөгийн зардлыг харгалзан үзэхэд зэвэрдэггүй ганг эдийн засгийн хувьд илүү үр ашигтай болгодог.
Зэвэрдэггүй ган гэр бүлүүд
Халуун цагаан гангийн зэврэх эсэргүүцэл нь хромаар үүсдэг ч бусад шинж чанарыг сайжруулахын тулд бусад элементүүдийг нэмж оруулдаг. Эдгээр элементүүд гангийн бичил бүтэцийг өөрчилдөг.
Зэвэрдэггүй гангууд металлургийн бичил бүтэцээрээ гэр бүлүүдэд ангилагддаг. Бичил бүтэц нь тогтвортой фаз болох аустенит эсвэл ферит, эдгээр хоёрын “дуплекс” холимог, мартензит эсвэл тунасан бичил найрлага бүхий хатуужсан бүтэцээс бүрдэж болно.
Австенитлэг зэвэрдэггүй гангууд
Австенит төрлийн зэвэрдэггүй гангууд дор хаяж 16 % хром, 6 % никель агуулдаг. Эдгээр нь 304 зэрэг ерөнхий зэрэглэлээс эхлээд 904L болон 6 % молибдентэй зэрэглэлийн супер австенит хүртэлх төрөлтэй.
Молибден, титан эсвэл зэс зэрэг элементүүдийг нэмснээр гангийн шинж чанарыг өөрчилж болно. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь ганг өндөр температурт ашиглахад тохиромжтой болгох эсвэл зэврэлтэнд тэсвэрлэх чадварыг нэмэгдүүлэх боломжтой. Ихэнх гангууд бага температурт хугархай болдог ч аустенит төрлийн зэвэрдэггүй ганд агуулагдсан никель нь түүнийг бага температур болон криогеник нөхцөлд ашиглахад тохиромжтой болгодог.
Австенит төрлийн зэвэрдэггүй ган ерөнхийдөө соронзон биш байдаг. Эдгээр ган халаалтын боловсруулалтаар хатууруулдаггүй. Австенит төрлийн зэвэрдэггүй ган хүйтэн боловсруулалт хийхэд хурдан хатууруулдаг. Хүйтэн боловсруулалтаар хатууруулдаг ч зэвэрдэггүй гангийн дотроос хамгийн амархан хэлбэрждэг.
Гол хайлшлогч элементүүд заримдаа гангийн нэрэнд тусгагддаг. 304 зэвэрдэггүй гангийн түгээмэл нэр нь 18/8 бөгөөд энэ нь 18% хром, 8% никель гэсэн утгатай.
Австенит төрлийн зэвэрдэггүй гангийн хэрэглээ
Австенит төрлийн зэвэрдэггүй гангийн хэрэглээ нь:
- Гал тогооны угаалтуур
- Дээврийн болон фасадны бүрхүүл зэрэг архитектурын хэрэглээ
- Дээвэр, борооны ус зайлуулах хоолой
- Хаалга, цонх
- Хашлага
- Сандал болон хоол бэлтгэх талбай
- Хүнсний боловсруулах тоног төхөөрөмж
- Дулааны солилцогчид
- Шарах шүүгээ
- Химийн савнууд
Ферит төрлийн зэвэрдэггүй гангууд
Ферит төрлийн зэвэрдэггүй ган нь 430 зэрэг ангилалд багтаж, гол хайлшлагч элемент нь зөвхөн хром байдаг. Хромын агууламж нь 10.5-аас 18% хүртэл хэлбэлздэг.
Тэдгээр нь дунд зэргийн зэврэлтэнд тэсвэртэй, боловсруулах чадвар муутайгаараа танигддаг. Боловсруулах чадварыг хайлшийн найрлагыг өөрчлөх замаар сайжруулж болох ба 434, 444 зэрэг зэрэглэлүүдэд хангалттай сайн байдаг. Феррит төрлийн зэвэрдэггүй ган нь халаалтын боловсруулалтаар хатууруулдаггүй бөгөөд үргэлж аннельдсэн нөхцөлд ашиглагддаг.
Ферит төрлийн зэвэрдэггүй ган нь соронзонлаг шинжтэй. Мөн стрессийн коррозиор үүсэх хагаралд өртөхгүй. Нарийн хэсгүүдэд гагнуурын чадвар хангалттай боловч хэсгийн зузаан нэмэгдэхийн хэрээр буурдаг.
Феритлэг зэвэрдэггүй гангийн хэрэглээ
- Ферит төрлийн зэвэрдэггүй гангууд ихэвчлэн дараах зориулалтаар ашиглагддаг:
- Тээврийн хэрэгслийн яндангууд
- Түлшний хоолойнууд
- Хоол хийх хэрэгсэл
- Архитектурын чимэглэл
- Гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл
Хоёр төрлийн зэвэрдэггүй гангууд
Дуплекс зэвэрдэггүй ган нь өндөр хром, бага никелийн агууламжтай. Энэ нь дуплекс зэвэрдэггүй гангийн бичил бүтэцэд аүстенит болон ферит фазууд аль алиныг нь агуулах нөхцөлийг бүрдүүлдэг. Тэдгээрт 2304 болон 2205 зэрэг хайлшууд орно. Эдгээр хайлшууд нь найрлагын дагуу нэрлэгдсэн бөгөөд тус тус 23% хром, 4% никель болон 22% хром, 5% никель агуулдаг.
Микроструктурт аүстенит ба феррит хоёрыг агуулснаар дуплекс зэвэрдэггүй гангууд хоёр ангиллын шинж чанарыг хоёуланг нь илэрхийлдэг. Хоёр ‘цэвэр’ төрлийн хоорондох тохиролцоо байсан ч дуплекс зэрэглэлүүд зарим өвөрмөц шинж чанарын шийдлүүдийг санал болгож чадна. Дуплекс зэрэглэлүүд стрессийн корозины хагаралтад тэсвэртэй боловч феррит зэрэглэлүүд шиг өндөр түвшинд биш. Дуплекс зэрэглэлийн хатуулаг нь ферит зэрэглэлээс давуу боловч аустенит зэрэглэлээс доогуур байдаг.
Хамгийн чухал нь дуплекс гангийн зэврэлтэнд тэсвэрлэх чадвар нь 304 болон 316 зэвэрдэггүй гангаас тэнцүү эсвэл давуу байдаг. Энэ нь ялангуяа хлоридын довтолгооны үед тод илэрдэг.
Дуплекс зэрэглэлүүд нь хялбархан гагнагддаг. Мөн тэдгээр нь өндөр таталтын бат бэхтэй.
Хоёр давхар гангийн хэрэглээ
Дуплекс зэвэрдэггүй ган ихэвчлэн дараах салбаруудад хэрэглэгддэг:
- Дулааны солилцогчид
- Далайн хэрэглээ
- Давсны агууламжийг бууруулах байгууламжууд
- Хоолны даршилсан бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх үйлдвэрүүд
- Гадаад далайн нефть, хийн байгууламжууд
- Химийн болон нефтийн химийн үйлдвэр
Мартензитлэгдсэн зэвэрдэггүй гангууд
Мартензитлэг зэвэрдэггүй гангууд нь ферритлэг зэвэрдэггүй гангаас нүүрстөрөгчийн агууламж өндөр, хроманы агууламж багатайгаараа ялгаатай.
Мартензит төрлийн зэвэрдэггүй гангууд нь 410 болон 416-ыг багтаана. Хатууруулсан мартензит гангуудыг хүйтэнд амжилттай хэлбэржүүлж болдоггүй. Тэдгээр нь соронзон шинжтэй, дунд зэргийн зэврэлтэнд тэсвэртэй бөгөөд гагнахад тааруу.
Мартензит төрлийн зэвэрдэггүй гангийн хэрэглээ
- Мартензит төрлийн зэвэрдэггүй гангууд ихэвчлэн дараах зориулалтаар ашиглагддаг:
- Хутганы ирүүд
- Хувин, сэрээ, хутга
- Мэс заслын багаж
- Бэхэлгээний хэрэгсэл
- Шагтууд
- Эх сурвалж
Борооны хатууралтай зэвэрдэггүй гангууд
Цутгамал хатууруулалттай зэрэглэлд хром болон никель агуулагддаг. Эдгээр нь дулааны боловсруулалтаар маш өндөр суналтын бат бэхшинг олж авдаг. Цутгамал хатууруулалттай зэрэглэлүүдийг ихэвчлэн “уусмалд боловсруулсан” нөхцөлд нийлүүлдэг бөгөөд энэ нь ган материалыг машин боловсруулахад боломж олгодог. Машин боловсруулалт эсвэл хэлбэржүүлсний дараа ган материалыг бага температурт дулааны боловсруулалтаар хөгшрүүлэх боломжтой. Дулааны боловсруулалтыг бага температурт явуулснаар ажлын эд ангид ямар ч гажилт үүсдэггүй.
630 нь борооны хатуужилтай зэрэглэлүүдийн дундаас хамгийн түгээмэл нь юм. Энэ зэрэглэлийг найрлага нь 17.1% хром, 4.1% никель, 4.1% зэс, 0.31% ниобиумтай тул 17-4 гэж нэрлэдэг.
Шороон хатууралтын хэрэглээ
Борооны хатууралтай зэвэрдэггүй гангууд ихэвчлэн дараах зориулалтаар ашиглагддаг:
- Цаас, цаасны үйлдвэрийн тоног төхөөрөмж
- Агаарын болон сансрын хэрэглээ
- Турбины ирүүд
- Цөмийн хаягдлын лаазнууд
- Механик бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Хувийн шинж чанарууд
Зэвэрдэггүй гангийн давуу шинж чанарууд нь энгийн нүүрстөрөгчийн зөөлөн гангаас харьцуулахад илэрдэг. Зэвэрдэггүй ган нь өргөн хүрээний шинж чанартай ч ерөнхийдөө зөөлөн гангаас харьцуулахад дараах давуу талуудтай:
- Илүү өндөр зэврэлтэнд тэсвэртэй
- Өндөр криогенийн цохилтод тэсвэртэй байдал
- Ажлын хатуужилтын өндөр хурд
- Өндөр халуун бат бэх чанар
- Илүү их уян хатан чанар
- Илүү өндөр бат бэх чанар ба хатуулаг
- Илүү сэтгэл татам төрх
- Арчилгаа бага
Зэврэлт тэсвэр
Бүх зэвэрдэггүй ган нь төмөр суурьтай хайлз бөгөөд дор хаяж ойролцоогоор 10.5% хром агуулдаг. Хайлзанд агуулагдсан хром нь өөрөө эдгэрдэг, хамгаалалтын тунгалаг исэлдмэл давхарга үүсгэдэг. Энэ исэлдмэл давхарга нь зэвэрдэггүй гангийн зэврэлтэнд тэсвэрлэх чадварыг хангадаг. Исэлдмэл давхаргын өөрөө эдгэрэх шинж чанар нь боловсруулах аргын ямар ч төрөлд хамаарахгүйгээр зэврэлтэнд тэсвэрлэх чадварыг бүрэн хадгалдаг. Материалын гадаргууг огтлох эсвэл гэмтээсэн ч гэсэн энэ давхарга өөрөө эдгэрч, зэврэлтэнд тэсвэрлэх чадвар хэвээрээ үлдэнэ.
Үүний эсрэгээр, энгийн нүүрстөрөгчийн ган материалыг будах эсвэл цацрагжуулалт зэрэг бусад бүрээсийн тусламжтай зэврэлтээс хамгаалж болно. Гадаргууг ямар нэг байдлаар өөрчлөх нь доорх ганг ил гаргаж, зэврэлт үүсэх нөхцөлийг бүрдүүлдэг.
Зэвэрдэггүй гангийн янз бүрийн зэрэглэлүүдийн зэврэлтийн байдал нь орчны нөхцөлөөс хамааран өөр өөр байдаг. Зөв зэрэглэл нь үйлчилгээний орчноос хамаарна. Зарим элементийн багахан агууламж ч зэврэлтэнд тэсвэрлэх чадварыг ихээхэн өөрчилж чадна. Ялангуяа хлоридууд нь зэвэрдэггүй гангийн зэврэлтэнд тэсвэрлэх чадварт сөрөг нөлөө үзүүлдэг.
Хром, молибден, никелийн агууламж өндөртэй зэрэглэлүүд нь зэврэлтэнд хамгийн тэсвэртэй байдаг.
Криогений (бага температурын) тэсвэр
Криогений тэсвэрлэлийг тэгээс доош температурт уян хатан байдал буюу бат бэхээр хэмждэг. Криогений температурт аустенит төрлийн зэвэрдэггүй гангийн суналтын бат бэх нь орчны температуртай харьцуулахад ихээхэн өндөр байдаг. Мөн тэд маш сайн бат бэхээ хадгалдаг.
Ферит, мартензит болон шингэлтийн хатуужмал гангуудыг тэгээс доош температурт ашиглаж болохгүй. Эдгээр зэрэглэлийн цохилтод тэсвэрлэх чадвар бага температурт ихээхэн буурдаг. Зарим тохиолдолд энэ бууралт өрөөний температурт ч ажиглагддаг.
Ажлын хатуужил
Хүйтэн боловсруулалтаар хатуурах зэрэглэлийн зэвэрдэггүй ган нь зөвхөн хүйтэн боловсруулалтаар металлын бат бэх чадварыг ихээхэн нэмэгдүүлэх давуу талтай. Хүйтэн боловсруулалт болон аннелингийн үе шатуудыг хослуулан ашигласнаар бүтээгдэхүүн бүрэлдэхүүн хэсэгт тодорхой бат бэх чанарыг олгож болно.
Үүний тод жишээ нь утас татах явдал юм. Холхивч болгон ашиглах утасыг тодорхой таталтын бат бэх хүртэл ажил хатууруулалттай боловсруулдаг. Харин ижил утасыг нугалах боломжтой боолтын утас болгон ашиглах бол халааж боловсруулснаар зөөлөн материал болгодог.
Халуун бат бэх
Австенитик зэрэглэлүүд өндөр температурт өндөр бат бэх чанараа хадгалдаг. Ялангуяа хром өндөр агуулсан болон/эсвэл силикон, азот, ховордсон газар доорх элементүүд (жишээ нь 310 болон S30815 зэрэг) ихтэй зэрэглэлүүдэд энэ нь онцгой илэрдэг. Мөн хром өндөр агуулсан ферит зэрэглэлүүд, жишээ нь 446, өндөр халуунд өндөр бат бэх чанарыг харуулж чаддаг.
Зэвэрдэггүй гангийн өндөр хром агууламж нь өндөр температурт зэв үүсэхээс сэргийлэхэд бас тусалдаг.
Суналттай байдал
Уян хатан чанарыг ихэвчлэн таталтын туршилтын үед % уртасгалтаар тодорхойлдог. Аустенит төрлийн зэвэрдэггүй гангийн уртасалт нь нэлээд өндөр байдаг. Өндөр уян хатан чанар болон өндөр ажлын хатуужилтын хурд нь аустенит төрлийн зэвэрдэггүй ганг гүн татах зэрэг хүнд хэлбэржүүлэх процессуудаар боловсруулах боломжийг олгодог.
Өндөр бат бэх
Зөөлөн гангаас харьцуулахад зэвэрдэггүй ган нь ихэвчлэн өндөр суналтын бат бэхтэй байдаг. Дуплекс зэвэрдэггүй ган нь аустенит гангаас өндөр суналтын бат бэхтэй.
Мартензитлэг (431) болон шингээлтээр хатууруулсан (17-4) зэрэглэлүүдэд хамгийн өндөр суналтын бат бэх чанарууд илэрдэг. Эдгээр зэрэглэлүүдийн бат бэх чанар нь хамгийн өргөн хэрэглэгддэг зэвэрдэггүй ган 304, 316 төрлүүдийнхээс хоёр дахин их байж болно.
Соронзон хариу үйлдэл
Соронзон хариу үйлдэл гэдэг нь гангийн соронзтой татагдах шинж чанар юм. Остенитийн зэрэглэлүүд ерөнхийдөө соронзон биш боловч бага агуулгатай остенитийн зэрэглэлүүдэд хүйтэн боловсруулалт хийхэд соронзон хариу үүсч болно. 316 болон 310 зэрэг өндөр никель агуулсан зэрэглэлүүд хүйтэн боловсруулалт хийгдсэн ч соронзон биш хэвээр үлдэнэ.
Бусад бүх зэрэг нь соронзон байдаг.
Стандарт ангилал
Хуучин AISI-ийн гурван оронтой зэвэрдэггүй ган дугаарлалтын систем (жишээ нь 304 ба 316) өнөөг хүртэл өргөн хэрэглэгдсээр байна. Шинэ зэрэглэлүүдийг SAE ба ASTM системд 1 үсэг + 5 оронтой UNS дугаар ашиглан тодорхойлдог. Үүний жишээ нь 304-ийн шинэ нэр томъёо S30400 юм. Бусад нэршилүүдэд 304S31 гэх мэт хуучин BS дугаарууд болон заримдаа дайны үеийн яаралтай дугаарууд, жишээлбэл ‘EN’ 58E орно.
Зарим зэрэглэлүүд стандарт дугаарт багтдаггүй бөгөөд эдгээр нь өмчийн зэрэглэл эсвэл гагнуурын утас зэрэг тусгай бүтээгдэхүүний стандартаар нэрлэгдсэн байж болно.
Ангиллын сонголт
Зэвэрдэггүй гангийн зэрэг сонгох процесс нь эцсийн бүтээгдэхүүний шаардлагатай шинж чанаруудын хооронд тохиролцоо хийх явдал юм.
Зэвэрдэггүй гангийн тодорхой зэрэг сонгохдоо зэврэлтэнд тэсвэрлэх чадвар, халуунд тэсвэрлэх чадвар зэрэг үндсэн шинж чанаруудыг зайлшгүй харгалзан үзэх хэрэгтэй. Мөн физик болон механик шинж чанаруудыг агуулсан хоёрдогч шинж чанаруудыг ч чухалчлан авч үзэх шаардлагатай. Эдгээр шинж чанарууд нь ямар нэгэн боломжит зэрэгүүдийн боловсруулалтын хялбарыг тодорхойлно.
Хоёрдогч шинж чанарууд хангалтгүй бол шаардлагатай бүтээгдэхүүнийг ашигтай, эдийн засгийн хувьд үр ашигтайгаар үйлдвэрлэх боломжгүй байж болно.
Үүний нэг жишээ нь 303 зэвэрдэггүй ган юм. Хүхрийг нэмсэнээр боловсруулах чадвар нь маш сайн байдаг. Гэвч хүхэр нь 303 гангийн гагнуурын чадвар, зэврэлтэнд тэсвэрлэх чадвар болон хэлбэржүүлэх чадварыг муу болгодог.
Зөв зэрэглэлийг сонгох нь бүтээгдэхүүнийг удаан хугацаанд асуудалгүй ашиглах боломжийг олгож, зардал хэмнэлттэй үйлдвэрлэл, суурилуулалттай хослуулна.
