آستنیت چیست؟

آستنیت، محلول جامد کربن و سایر اجزای تشکیل دهنده در شکل خاصی از آهن که به آهن γ (گاما) معروف است. این یک ساختار مکعبی محور است که وقتی آهن در دمای بالای 910 درجه سانتیگراد (1670 درجه فارنهایت) گرم می شود، تشکیل می شود. آهن گاما در دمای بالاتر از 1390 درجه سانتیگراد (2530 درجه فارنهایت) ناپایدار می شود. آستنیت نوعی فولاد ضد زنگ است که برای ساخت کارد و چنگال، تجهیزات بیمارستانی و خدمات غذایی و ظروف غذاخوری استفاده می شود.

کربن نقش مهمی در عملیات حرارتی ایفا می کند، زیرا محدوده دمایی پایداری آستنیت را افزایش می دهد. محتوای کربن بیشتر، دمای مورد نیاز برای آستنیته کردن فولاد را کاهش می‌دهد – به این ترتیب که اتم‌های آهن خود را مجدداً مرتب می‌کنند تا یک ساختار شبکه fcc تشکیل دهند. آستنیت در متداول ترین نوع فولاد ضد زنگ وجود دارد که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی بسیار شناخته شده است.

فولادهای زنگ نزن آستنیتی بین 16 تا 25 درصد کروم دارند و همچنین می توانند حاوی نیتروژن در محلول باشند، که هر دو به مقاومت نسبتا بالای آن در برابر خوردگی کمک می کنند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی با نامگذاری های سری 200 یا 300 AISI طبقه بندی می شوند. گریدهای سری 300 آلیاژهای کروم نیکل هستند و سری 200 مجموعه ای از ترکیبات را نشان می دهد که در آنها منگنز و/یا نیتروژن جایگزین مقداری از نیکل می شوند.

فولادهای زنگ نزن آستنیتی بهترین مقاومت در برابر خوردگی را در بین تمام فولادهای زنگ نزن دارند و خواص برودتی عالی و استحکام خوبی در دمای بالا دارند. آنها دارای یک ریزساختار مکعبی محور (fcc) هستند که غیر مغناطیسی است و به راحتی می توان آنها را جوش داد. این ساختار کریستالی آستنیت با افزودن کافی عناصر تثبیت کننده آستنیت نیکل، منگنز و نیتروژن به دست می آید. فولاد زنگ نزن آستنیتی بزرگترین خانواده فولادهای زنگ نزن است که حدود دو سوم کل تولید فولاد ضد زنگ را تشکیل می دهد. استحکام تسلیم آنها کم است (200 تا 300 مگاپاسکال)، که استفاده از آنها را برای اجزای ساختاری و سایر اجزای باربر محدود می کند. آنها را نمی توان با عملیات حرارتی سخت کرد، اما این ویژگی مفید را دارند که می توانند تا سطوح استحکام بالا سخت شوند و در عین حال سطح مفیدی از شکل پذیری و چقرمگی را حفظ کنند. فولادهای ضد زنگ دوپلکس به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی در چنین شرایطی ترجیح داده می شوند. بهترین گرید شناخته شده ضد زنگ AISI 304 است که حاوی فلزات کروم (بین 15 تا 20 درصد) و نیکل (بین 2 تا 5/10 درصد) به عنوان اجزای اصلی غیر آهنی است. فولاد ضد زنگ 304 مقاومت بسیار خوبی در برابر طیف وسیعی از محیط های جوی و بسیاری از محیط های خورنده دارد. این آلیاژها معمولاً به عنوان شکل پذیر، قابل جوش و سخت شدن با شکل دهی سرد مشخص می شوند.