الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2205هو فولاذ مقاوم للصدأ مزدوج الطور، يتكون من الفريت والأوستنيت. وبفضل التوازن الدقيق في التركيب الكيميائي وعمليات المعالجة الحرارية، يجمع هذا الفولاذ بين قوة الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ومزايا مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. ونظرًا لأدائه الشامل الممتاز، فقد استُخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات الصناعية.
التركيب الكيميائي والبنية المجهرية
التركيب الكيميائي النموذجي (حسب النسبة الكتلية) للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2205 هو تقريبًا كما يلي:22% كروم (Cr)، 5.5% نيكل (Ni)، 3% موليبدينوم (Mo)، و0.17% نيتروجين (N)، والباقي حديد (Fe).وكمية صغيرة من العناصر المشتركة. ويضمن التآزر بين هذه العناصر أداءً متميزاً.
- الكروم والموليبدينوم:تتميز هذه المنتجات بمقاومة ممتازة للتنقر والتآكل الشقوقي.
- نتروجين:فهو لا يعزز مقاومة التآكل بشكل كبير فحسب، وخاصة مقاومة التنقر، بل يعمل أيضًا على تثبيت طور الأوستنيت بشكل فعال، ويعزز تكوينه، ويزيد من قوة المادة.
كلمة "مزدوج" في اسمه مشتقة مباشرة من البنية المجهرية لـالفريت (الطور ألفا) والأوستنيت (الطور غاما)يمثل كل منهما حوالي 50%. هذا التركيب ثنائي الطور هو السبب الرئيسي للعديد من خصائصه الممتازة.
الخواص الميكانيكية والفيزيائية
أبرز ما يميز الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2205 هو قوته العالية:
- القوة الشد(σb) ≥ 620 ميجا باسكال، وتشير بعض البيانات إلى أنه يمكن أن يصل إلى ≥795 ميجا باسكال
- القوة الخضوع(σ0.2) ≥ 450 ميجا باسكال، مع أعلى قيمة مسجلة ≥ 550 ميجا باسكال
- استطالة(δ) ≥ 25%، وتشير بعض البيانات إلى ≥15%
- صلابة≤ 310 HB
تبلغ قوة تحمله ضعف قوة تحمل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الشائع مثل 304L أو 316L. تُمكّن هذه الخاصية من تقليل سُمك الجدار ووزن الهيكل عند تصميم وتصنيع المعدات التي تتحمل نفس الحمل، مما يجعله أكثر فعالية من حيث التكلفة.
من حيث الخصائص الفيزيائية، تبلغ كثافته حوالي 7.98 غ/سم³. وبالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، يتميز بمعامل تمدد حراري أقل وموصلية حرارية أعلى، مما يجعله أقل عرضة للإجهاد الحراري وأكثر استقرارًا في الأبعاد في ظل ظروف التدوير الحراري.
أداء مقاومة التآكل
مقاومة التآكل لـالفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2205يتفوق هذا المنتج بشكل شامل على الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 316L و317L، ويتجلى ذلك بشكل رئيسي في:
مقاومة فائقة لتشقق التآكل الناتج عن الإجهاد:يمكن للهيكل ثنائي الطور أن يمنع بشكل فعال انتشار الشقوق، مما يجعله يعمل بشكل جيد للغاية في البيئات التي تحتوي على الكلوريدات.
مقاومة فائقة للتنقر والتآكل الشقوقي:إن المحتوى العالي من الكروم والموليبدينوم والنيتروجين يجعل قيمة مقاومة التنقر المكافئة عالية نسبيًا، مما يُمكّنه من تحمل بيئات أكثر قسوة.
مقاومة ممتازة للتآكل الموحد:يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل المنتظم في مختلف الأوساط الحمضية والمؤكسدة.
النقاط الرئيسية للمعالجة والتصنيع
المعالجة الحرارية:تُعدّ المعالجة الصحيحة للمحلول بالغة الأهمية، وتُجرى عادةً بين 1020 و1100 درجة مئوية، متبوعةً بتبريد سريع بالماء. من الضروري تجنّب البقاء في نطاق درجة الحرارة بين 425 و980 درجة مئوية (وخاصةً بين 650 و950 درجة مئوية) لفترة طويلة لمنع ترسّب الأطوار الهشة.
اللحام:يتميز الفولاذ 2205 بقابلية جيدة للحام. يُنصح باستخدام سلك لحام ER2209 أو قطب كهربائي E2209، بالإضافة إلى مواد اللحام المناسبة. أثناء اللحام، يجب التحكم في كمية الحرارة المُدخلة لتجنب ارتفاعها بشكل مفرط. عمومًا، لا يُنصح بالتسخين المسبق أو اللاحق.
التشكيل على البارد:نظراً لقوته العالية، فإن قوة المعالجة المطلوبة أكبر، ويجب أخذ مقدار الارتداد المرن الأكبر في الاعتبار.
التشكيل الساخن:يُوصى بأن تتراوح درجة حرارة التسخين بين 1750 و2250 درجة فهرنهايت (حوالي 954-1232 درجة مئوية). بعد الانتهاء، يلزم معالجة المحلول فورًا وتبريده بسرعة.
مجالات التطبيق الرئيسية
صناعة النفط والغاز:معدات المنصات البحرية، وخطوط أنابيب المعالجة، وخطوط أنابيب نقل النفط والغاز.
صناعة العمليات الكيميائية:أوعية الضغط، خزانات التخزين، المبادلات الحرارية، المفاعلات.
البيئة البحرية ومياه البحر:خطوط أنابيب الضغط العالي لمحطات تحلية مياه البحر، والمكونات البحرية، والأجزاء الهيكلية للمنصات البحرية.
الطاقة وحماية البيئة:أنظمة إزالة الكبريت من غازات المداخن لمحطات توليد الطاقة، ومعالجة المياه الصناعية، وأنظمة معالجة مياه الصرف الصحي.
آحرون:معدات الطبخ لصناعة اللب والورق، ومعدات صيدلانية لصناعة الأغذية، إلخ.
خاتمة
الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2205 بفضل قوته العالية ومقاومته الفائقة للتآكل، ولا سيما قدرته على مقاومة تشقق التآكل الناتج عن الإجهاد، أصبح هذا المعدن خيارًا مثاليًا للعديد من ظروف العمل القاسية. ورغم وجود بعض المتطلبات الخاصة في عمليات التصنيع والمعالجة، إلا أن أداءه الشامل المتميز مكّنه من احتلال مكانة لا غنى عنها في مجالات صناعية هامة كالبتروكيماويات، والصناعات البحرية، والطاقة.
تاريخ النشر: 25 نوفمبر 2025
