يمكن إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ بخمس هياكل بلورية مميزة: الحديد ، الأوستنيتي ، مارتينسيتي ، دوبلكس ، وتصلب الترسيب.

حديدي

يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي على الحديد والكربون وما بين 10.5 و 18 بالمائة من الكروم. قد تحتوي على عناصر صناعة السبائك الأخرى مثل الموليبدينوم أو الألومنيوم ، ولكن عادة بكميات صغيرة جدًا. لديهم هيكل بلوري مكعب محوره الجسم (BCC) - مثل الحديد النقي في درجة الحرارة المحيطة.

نظرًا لبنيتها البلورية ، فإن الفولاذ الفريتي غير القابل للصدأ ممغنط. ينتج محتوى الكربون المنخفض نسبيًا قوة منخفضة في المقابل. تشمل نقاط الضعف الأخرى من النوع الحديدي ضعف قابلية اللحام وانخفاض مقاومة التآكل. ومع ذلك ، فهي مرغوبة في التطبيقات الهندسية بسبب قوتها الفائقة. غالبًا ما يستخدم الفولاذ الفريتي المقاوم للصدأ لعادم المركبات وخطوط الوقود والزخرفة المعمارية.

الأوستنيتي

يحتوي الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ على هيكل بلوري مكعب متمركز على الوجه (FCC) ؛ وهي تتكون من الحديد والكربون والكروم وما لا يقل عن 8 في المائة من النيكل. بسبب محتواها العالي من الكروم والنيكل ، فهي شديدة المقاومة للتآكل. فهي غير مغناطيسية. مثل الفولاذ الفريتي الذي لا يصدأ ، لا يمكن تقوية الفولاذ الأوستنيتي غير القابل للصدأ بالمعالجة الحرارية. ومع ذلك ، يمكن تقويتها عن طريق العمل على البارد. إن المحتوى العالي من النيكل في الفولاذ الأوستنيتي غير القابل للصدأ يجعله قادرًا على العمل بشكل جيد في تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة.

أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ شيوعًا - 304 و 316 - كلاهما من درجات الأوستنيتي ؛ الدافع الأساسي وراء شعبية الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ هو سهولة تشكيله ولحامه ، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في التصنيع عالي الكفاءة.

هناك العديد من المجموعات الفرعية من الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ ، مع وجود اختلافات كبيرة في محتوى الكربون. يتم ضبط الخصائص بشكل أكبر عن طريق إضافة عناصر صناعة السبائك مثل الموليبدينوم والتيتانيوم والنحاس.

يستخدم الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ بشكل متكرر لإنتاج أحواض المطبخ وإطارات النوافذ ومعدات تجهيز الأغذية والأفران وخزانات المواد الكيميائية ومفروشات المواقع الخارجية مثل المقاعد والحواجز.

مارتينسيتيك

يتميز الفولاذ المارتنزيتي المقاوم للصدأ بهيكل رباعي الزوايا (BCT) محوره الجسم. تحتوي على 12-18 في المائة من الكروم ، وتحتوي على نسبة كربون أعلى (0.1 - 1.2 في المائة) من الفولاذ الأوستنيتي أو الفريتي المقاوم للصدأ. مثل هيكل BCC الحديدي ، BCT مغناطيسي. الفرق الرئيسي هو أنه يمكن تقوية الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ بالمعالجة الحرارية بسبب محتواه العالي من الكربون. هذا يجعله مفيدًا لعدد من التطبيقات التي يكون الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي غير مناسب لها ، بما في ذلك أجزاء الفضاء وأدوات المائدة والشفرات.

يعتبر الفولاذ المرتنزيتي المقاوم للصدأ مفيدًا للغاية في المواقف التي تكون فيها قوة الفولاذ أكثر أهمية من قابلية اللحام أو مقاومة التآكل. لا يمكن تشكيل الفولاذ المارتنسي المتصلب على البارد.

دوبلكس

الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين هو أحدث أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ. أنها تحتوي على المزيد من الكروم (19 - 32 في المائة) والموليبدينوم (حتى 5 في المائة) من الفولاذ الأوستنيتي غير القابل للصدأ ، ولكنها تحتوي على نيكل أقل بكثير. يشار أحيانًا إلى الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج على أنه أوستنيتي-حديدي لأنه يحتوي على هيكل بلوري هجين من الحديد والأوستنيتي. يمنح المزيج النصف ونصف تقريبًا من الأطوار الأوستنيتي والحديدية في الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين بعض المزايا الفريدة.

تعتبر الدرجات المزدوجة حلاً وسطًا: فهي أكثر مقاومة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي من درجات الأوستنيتي ، وهي أقوى من درجات الحديد ، وأقوى مرتين تقريبًا من الشكل النقي لأي منهما. الميزة الرئيسية للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين هي مقاومة التآكل التي تعادل - وفي حالة التعرض للكلوريد ، درجات الأوستنيتي.

ميزة أخرى مهمة للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين هي كفاءة التكلفة - يتم تحقيق قوة ومقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين مع محتوى سبيكة أقل من الدرجات الأوستنيتي المكافئة.

يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين بشكل منتظم لإنتاج أجزاء للتطبيقات المعرضة للكلوريد مثل تحلية المياه ، وقطف الطعام ، والبتروكيماويات.

تصلب الترسيب

يمكن أن يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يصلب بالترسيب على مجموعة من الهياكل البلورية ، إلا أنها تحتوي جميعها على كل من الكروم والنيكل. وتتمثل خصائصها المشتركة في مقاومة التآكل ، وسهولة التصنيع ، وقوة شد عالية للغاية مع معالجة حرارية منخفضة الحرارة.

تم استبدال سبائك الأوستنيتي القابلة للتصلب بالترسيب في الغالب بسبائك فائقة القوة ، ومع ذلك يستمر استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ القابل للتصلب شبه الأوستنيتي في تطبيقات الفضاء ، وحتى تطبيقه على أشكال جديدة.

يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للترسيب المارتنسيتي أقوى من درجات المارتينسيت العادية ، وكثيراً ما يستخدم لإنتاج القضبان والقضبان والأسلاك.