مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 316L

شارك هذا المنشور

جدول المحتويات

مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 316L هو مادة متعددة الاستخدامات للغاية تُستخدم في مختلف الصناعات لمقاومتها الممتازة للتآكل وخصائصها الميكانيكية وقابليتها للحام. تقدم هذه المقالة نظرة عامة شاملة عن مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L تغطي خصائصه وطرق إنتاجه وتطبيقاته ومورديه وتكاليفه وتركيبه وتشغيله وصيانته.

نظرة عامة على مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ aisi 316l

مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L هو نوع مختلف من الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 316 يحتوي على محتوى منخفض من الكربون لتقليل ترسيب الكربيد أثناء اللحام. يشير الحرف "L" إلى انخفاض محتوى الكربون مقارنة بالفولاذ 316 القياسي. ويرد التركيب أدناه:

الجدول 1: التركيب الكيميائي لمسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L

العنصرالوزن %
الحديد (Fe)الرصيد
الكروم (Cr)16-18
النيكل (ني)10-14
الموليبدينوم (Mo)2-3
المنجنيز (Mn)≤ 2
السيليكون (Si)≤ 1
الكربون (C)≤ 0.03
الفوسفور (P)≤ 0.045
الكبريت (S)≤ 0.03
النيتروجين (N)≤ 0.1

الملامح الرئيسية للفولاذ المقاوم للصدأ 316L هي:

  • مقاومة ممتازة للتآكل تضاهي الفولاذ 316 درجة
  • تحسين قابلية اللحام وتقليل تأثيرات التحسس
  • يمكن لحامها بسهولة دون تسخين مسبق
  • يتحمل التآكل الناتج عن الحفر والتشققات في البيئات القاسية
  • قوة عالية واحتفاظ بالصلابة في درجات الحرارة المرتفعة
  • يمكن تصنيعها بسهولة في أجزاء مختلفة باستخدام مسحوق المعادن
  • البنية الأوستنيتيّة غير المغناطيسية

يوفر المسحوق 316L نفس مزايا سبيكة 316L السائبة في شكل مسحوق مناسب للتصنيع الإضافي أو إنتاج أجزاء من مسحوق المعادن. تسمح مورفولوجيا المسحوق الناعم بإنتاج مكونات معقدة ذات شكل صافي معقد دون الحاجة إلى تصنيع آلي مكثف.

الجدول 2: الخواص الفيزيائية لمسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L

الخصائصالوحدة316L SS
الكثافةجم/سم37.9
نقطة الانصهار°C1375-1400
التوصيل الحراريواط/م/ك16.3
المقاومة الكهربائيةμΩ-سم72
معامل المرونةجيجا باسكال193
نسبة بواسون0.30
السعة الحرارية النوعيةج/ج- درجة مئوية0.50

طرق إنتاج مسحوق مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ aisi 316l

يمكن إنتاج مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L باستخدام الطرق التالية:

الجدول 3: طرق إنتاج مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L

طريقةالوصفصفات
ترذيذ الغازتيار الفولاذ المنصهر يتكسر إلى قطرات دقيقة ويتصلب بسرعة بواسطة غاز خاملمسحوق كروي، قابلية تدفق جيدة، نقاوة عالية
ترذيذ الماءتيار الفولاذ المنصهر يتكسر إلى قطرات بواسطة نفاثة ماء عالية الضغطمسحوق غير منتظم، نسبة أكسجين عالية
الانحلال بالبلازماتيار الفولاذ المنصهر المتذرر إلى قطرات أدق بواسطة شعلة البلازمامسحوق كروي ناعم جدًا، وتركيبات السبائك
السبك الميكانيكيمساحيق عنصري/مسبوكة مسبوكة مطحونة لتحقيق تركيبة السبيكةمسحوق غير منتظم، خطر التلوث
التحليل الكهربائيعملية التحليل الكهربائي المائي المائي لترسيب مسحوق السبائكمسحوق شجري، عالي النقاء
قولبة حقن المعادن بالحقنمساحيق دقيقة ممزوجة مع مواد رابطة ومصبوبة بالحقنالتحكم في الشكل والحجم

يُفضل الانحلال الغازي لتطبيقات التصنيع المضافة بسبب الشكل الكروي والسطح الأملس للمساحيق. تسمح طرق السبائك الميكانيكية والتحليل الكهربائي بإنتاج تركيبات سبائك مخصصة. تتحكم طريقة إنتاج المسحوق في خصائص مثل شكل الجسيمات وتوزيع حجمها وقابلية التدفق والنقاء والبنية المجهرية.

مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ aisi 316l
مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 316L 4

استخدامات مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ aisi 316l

تتضمن بعض التطبيقات الرئيسية لمسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ما يلي:

الجدول 4: تطبيقات مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L

الصناعةالتطبيقات
الفضاءمكونات المحرك والتجهيزات والتركيبات والمثبتات والأقواس
السياراتالصمامات، والمكابس، ومكونات العادم، والمشابك، والنوابض
المواد الكيميائيةالأنابيب والأوعية والمضخات والصمامات والفلنجات والتجهيزات
النفط والغازأدوات قاع البئر، وأطواق الحفر، وأجزاء رأس البئر، وأشجار الكريسماس
الطب وطب الأسنانالغرسات والأدوات الجراحية والأطراف الصناعية
تجهيز الأغذيةالأوعية، والأنابيب، والصمامات، والتجهيزات، والمثبتات
البحريةأعمدة المروحة، وأجزاء محرك الديزل، ومعدات سطح السفينة
التصنيع المضافالفضاء، والسيارات، وإنتاج قطع الغيار الطبية

وتتمثل الدوافع الرئيسية لاستخدام مسحوق 316L في مقاومة التآكل، والقدرة على تحمل التعرض الطويل للأحماض أو المذيبات أو الأملاح أو الكلوريدات لفترات طويلة، والثبات في درجات الحرارة العالية، والتوافق الحيوي للغرسات والأجهزة الطبية. كما تتميز المكونات المصنوعة باستخدام مسحوق المعادن 316L بخصائص متساوية الخواص على عكس السبائك المشغولة أو المسبوكة.

مواصفات مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ aisi 316l

يجب أن يتوافق المسحوق 316L المستخدم في مختلف التطبيقات مع مواصفات المواد والمعالجة على النحو التالي:

الجدول 5: مواصفات مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L

المعلمةالمواصفات
درجة السبيكة316L وفقًا لمعيار ASTM A240
شكل الجسيماتكروية في الغالب
حجم الجسيمات15-45 ميكرون
الكثافة الظاهرة> 90% من الكثافة النظرية
كثافة الحنفية≥ 4 جم/سم3
معدل التدفق≤ 25 ثانية/50 جم
محتوى الكربون≤ 0.03 wt%
محتوى الأكسجين≤ 0.1 wt%
محتوى النيتروجين≤ 0.1 wt%
محتوى الهيدروجين≤ 0.015 wt%
أكسيد السطحطبقة تخميل رقيقة
البنية المجهريةحبيبات أوستنيتيّة متساوية الحبيبات

ويعتمد توزيع حجم الجسيمات على طريقة التطبيق المقصودة مثل اندماج قاع المسحوق بالليزر أو النفث الموثق أو قولبة حقن المعادن. تتيح أحجام الجسيمات الدقيقة دقة أعلى ولكن قابلية التدفق أقل.

اعتبارات التصميم لمسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ aisi 316l

يجب مراعاة عوامل تصميم مختلفة عند تصميم المكونات من مسحوق 316L:

الجدول 6: اعتبارات تصميم مكون المسحوق 316L

المعلمةالتوصيات
سُمك الجدار≥ 1 مم للصمامات الصنوبرية المعتمدة على الليزر
تشطيب السطحاعتمادًا على عملية التصنيع الإضافي، قد تحتاج إلى تصنيع آلي لاحقًا
التفاوتات المسموح بها± 0.1-0.3% مع AM، أعلى بالنسبة للمساحيق المعدنية
التوجيهيمكن أن يؤثر اتجاه البناء على الخصائص
يدعممطلوب في AM، تقليل البروزات المتراكمة إلى الحد الأدنى
ميزات الفتحة≥ قطر 1 مم، تجنب الثقوب العمياء
القنوات الداخلية≥ عرض 1 مم، تجنب الامتدادات الطويلة غير المدعمة
نص منقوش/منقوش≥ 1 مم ارتفاع 1 مم، تجنب التفاصيل الدقيقة
الزوايا الحادةدائري بنصف قطر 1 مم

يجب أن يأخذ تصميم المكوّن في الاعتبار قيود عملية التصنيع المضافة المحددة التي سيتم استخدامها وتسهيل المعالجة اللاحقة مثل الكبس المتساوي الحرارة والمعالجة الحرارية والتشطيب السطحي وما إلى ذلك. يجب أيضًا تقييم تحسينات التصميم مثل المشابك وخفة الوزن والدمج.

الموردون وتكاليف مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ aisi 316l

تشمل بعض الموردين العالميين الرائدين لمسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ما يلي:

الجدول 7: موردي مساحيق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L

شركةالموقعأساليب الانتاج
ساندفيكالسويدترذيذ الغاز
تكنولوجيا النجارالولايات المتحدة الأمريكيةترذيذ الغاز
براكسيرالولايات المتحدة الأمريكيةترذيذ الغاز
هوغاناسالسويدترذيذ الماء
مسحوق CNPCالصينترذيذ الغاز

الجدول 8: النطاق السعري لمسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L

درجة المسحوقحجم الجسيماتنطاق السعر
316 لتر15-45 ميكرون$50-$120/كجم
رذاذ البلازما 316L15-45 ميكرون$80-$250/كجم
رذاذ الغاز 316L5-15 ميكرون$100-$500/كغم

تختلف الأسعار بناءً على توزيع حجم الجسيمات وطريقة الإنتاج ومستويات النقاء والمورد وحجم الشراء. وترتفع أسعار المساحيق المرذَّبة بالبلازما والمساحيق المرذَّبة بالغاز الأكثر دقة بسبب التحكم الدقيق في خصائص المسحوق.

تركيب المكونات القائمة على المسحوق 316L

تعتمد عملية تركيب المكونات القائمة على مسحوق 316L على عملية التصنيع:

الجدول 9: طرق تركيب مكونات المسحوق 316L

طريقةإجراءات التثبيت
التصنيع المضافالمعالجة اللاحقة مثل إزالة الدعامات، وتخفيف الضغط، والتشغيل الآلي قبل التركيب
صب المسحوق بالحقن بالمسحوقنزع اللف والتلبيد والتشطيب قبل التركيب
تعدين المساحيقالضغط، التلبيد، التلبيد، التشطيب، الفحص قبل التركيب

قد تتطلب المكونات ربطها بأجزاء أخرى أو لحام إضافي في مكانها. يجب التحقق من مقاومة التآكل ومستويات القوة ومطابقة التصميم قبل التركيب. يجب استخدام التصميم المناسب للوصلات ومانعات التسرب والمثبتات والحشوات ووسادات العزل حسب الحاجة. يجب على العاملين اتباع إجراءات السلامة المعمول بها لمناولة الأجزاء المعدنية ورفعها وتركيبها.

تشغيل وصيانة أجزاء 316L 316L

يجب تشغيل مكونات المسحوق 316L وفقًا لمواصفات التصميم لضمان موثوقية الأداء:

الجدول 10: إرشادات تشغيل مكون المسحوق 316L

المعلمةالتوصيات
درجة حرارة التشغيلحتى 700 درجة فهرنهايت للخدمة الطويلة الأمد
تصنيف الضغط~حوالي 20,000 رطل لكل بوصة مربعة
الأحمالضمن حدود الحمولة التصميمية
الدورات الحراريةتجنب ظروف الإجهاد الحراري المفرط
التعرض للتآكلتجنب التعرض المطول للكلوريدات >150 درجة فهرنهايت

يُنصح بإجراء الصيانة الروتينية:

  • الفحص بحثًا عن وجود تلف أو تشققات أو تآكل
  • تحقق من عدم وجود تسربات، تآكل OD، ترسبات
  • اختبار السلامة الميكانيكية
  • تنظيف الأسطح وإزالة الرواسب
  • تشحيم الأجزاء المتحركة

قد تكون هناك حاجة إلى الاستبدال في حالة تدهور المسحوق أو التقصف أو التعب أو غير ذلك من أنماط الفشل الأخرى. يجب أن يتوخى العاملون الحذر عند التعامل مع مكونات المسحوق المعدني الفاشل بسبب الكسر أو الحطام أو المخاطر الأخرى.

مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ aisi 316l
مساحيق معدنية مسبقة الصنع

كيفية اختيار مورد موثوق به لمسحوق 316L

يجب على المشترين تقييم موردي المسحوق 316L بناءً على الجوانب التالية:

الجدول 11: إرشادات لاختيار مورد المسحوق 316L

المعلمةالتوصيات
قدرات تصنيع المساحيقالانحلال المتقدم للغاز أو قدرة البلازما المتقدمة
شهادة المسحوقنظام الجودة ISO 9001 وAS9100 ISO 9001
قدرات الاختبارحجم الجسيمات، والمورفولوجيا، والتحليل الكيميائي
المخزون والمهل الزمنيةتوافر مخزون متاح للتسليم السريع
الخبرة الفنيةالمعرفة بعلم المعادن وإنتاج المساحيق
خدمة العملاءدعم المبيعات والدعم الفني المتجاوب
التسعيرأسعار تنافسية للدرجة المطلوبة وحجم الجسيمات
الخدمات اللوجستيةقادرة على التسليم المحلي/الدولي في الوقت المناسب

يجب تفضيل الموردين ذوي السمعة الطيبة مثل Sandvik وCarpenter وPraxair الذين يتمتعون بعقود من الخبرة في مجال المسحوق. يجب على المشتري تقييم ما إذا كان المورد يمكنه باستمرار توفير مسحوق 316L يفي بمواصفاته بتكلفة معقولة.

إيجابيات وسلبيات مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L

الجدول 12: مزايا وقيود مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L

مزايامحددات
مقاومة ممتازة للتآكلغالي الثمن مقارنة بمسحوق الفولاذ الكربوني
يتفوق في الأداء على المسحوق بدرجة 304قوة أقل من سبائك التصلب بالترسيب
تحسين قابلية اللحام على المسحوق 316عرضة للتنقر والتآكل الشقوق.
مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العاليةيتطلب معالجة لاحقة بعد بناء AM
يمكن لحامها وتصنيعها بسهولةمحدودية الموردين وتوافر السبائك
متوافق حيوياً للغرسات الطبيةقوة التمزق الزاحف الضعيفة
يسمح تعدين المساحيق المعدنية بأشكال معقدةيصعب قطعها وتشغيلها آليًا في حالة تصلبها
الأجزاء القريبة من الشكل الصافي من AMقوة إجهاد أقل من المنتج المشغول

بالنسبة للتطبيقات الحرجة، يجب على المشترين تقييم ما إذا كانت المقاومة الفائقة للتآكل وقابلية اللحام والتوافق الحيوي تبرر التكلفة الأعلى مقارنةً برتب المساحيق الأخرى المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو فولاذ الأدوات أو الكوبالت أو النيكل. يوصى باختبار المكونات للتحقق من استيفاء أجزاء المسحوق 316L لمتطلبات التصميم.

مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ aisi 316l
مسحوق مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 316L 5

مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L - الأسئلة المتداولة (FAQ)

س: ما الفرق بين مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316 و 316L؟

ج: يحتوي المسحوق 316L على محتوى كربون أقل (0.03% كحد أقصى) من المسحوق 316 (0.08% كحد أقصى) لتوفير قابلية لحام ومقاومة أفضل للتآكل.

س: ما هي بدائل المسحوق 316L؟

ج: تشمل البدائل 304L، 317L لقابلية اللحام؛ و904L، 254SMO، AL-6XN لمقاومة التآكل؛ و17-4PH، 15-5PH لقوة عالية.

س: ما هو حجم المسحوق الأفضل لصهر مسحوق 316L بالليزر؟

ج: يوصى بالمسحوق الذي يتراوح حجمه بين 15 و45 ميكرون لمعظم تطبيقات دمج قاع المسحوق بالليزر لتحقيق التوازن بين قابلية التدفق والدقة.

س: ما هي الشوائب النموذجية في مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L؟

ج: يمكن أن تشتمل الشوائب على الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين والهيدروجين والكبريت والكربون والسيليكون والمنجنيز والكروم والنيكل والموليبدينوم والنحاس والكوبالت.

س: ما هي المعالجة اللاحقة المطلوبة للأجزاء 316L المصنعة بشكل إضافي؟

ج: تتضمن المعالجة اللاحقة إزالة الدعامات، وتخفيف الضغط، وHIP، والتشغيل الآلي، والطحن، والصقل، والتلميع، والتخميد، والاختبار.

س: ما هي الاستخدامات الشائعة للمسحوق 316L؟

ج: المعدات البحرية، ومعدات المعالجة الكيميائية، وأدوات النفط والغاز، والزراعات الطبية، وأجزاء المحركات الفضائية، ومعدات تجهيز الأغذية.

س: هل يحتاج المسحوق 316L إلى كبس متساوي الضغط على الساخن؟

ج: يساعد HIP على تحسين التكثيف وتقليل المسامية وتعزيز الخواص الميكانيكية للأجزاء 316L AM ولكنه ليس إلزاميًا دائمًا.

س: هل مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ 316L عرضة للتآكل؟

ج: يتميز 316L بمقاومة ممتازة للتآكل ولكنه لا يزال عرضة للتآكل الناتج عن التعرض للكلوريد لفترات طويلة فوق 60 درجة مئوية.

س: ما هي التشطيبات السطحية النموذجية للأجزاء 316L AM المدمجة كما هي مصنوعة؟

ج: تعتبر قيم خشونة السطح (Ra) التي تتراوح بين 10 و25 ميكرون شائعة في القِطع AM 316L. يمكن للمعالجة اللاحقة تحسين هذا <1 ميكرون إذا لزم الأمر.

معرفة المزيد من عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد

اشترك في نشرتنا الإخبارية

احصل على التحديثات وتعلم من الأفضل

المزيد للاستكشاف

arArabic
انتقل إلى أعلى