خواص کلی فولادهای آستنیتی-بخش دوم

رسانایی گرمایی فولادهای آستنیتی حدود دو سوم فولادهای فریتی است. از آنجایی که انتقال گرما از طریق الکترون‌های آزاد انجام می‌شود، ضریب انبساط گرمایی به میزان و تحرک الکترون‌های آزاد بستگی دارد. مقدار و تحرک پذیری بالاتر الکترون‌های آزاد به معنی رسانایی گرمایی بالاتر است. به نظر می‌رسد به دلیل اینکه فولادهای آستنیتی ساختار چگال تر از فولادهای فریتی دارند مقدار الکترون‌های آزاد بیشتری دارند و رسانایی گرمایی آن‌ها بالاتر می­باشد. اما به دلیل فاصله بین اتمی کمتر در آستنیت نیروی جاذبه بین هسته و الکترون‌ها بیشتر است. تأثیر این نیروی جاذبه بالاتر از تأثیر مقدار الکترون‌های آزاد است و موجب می‌شود که رسانایی گرمایی فریت بیشتر از آستنیت باشد[5]. همان طور که رسانایی گرمایی از طریق تأثیرات الکترون‌های آزاد اندازه گیری می‌شود، هر عاملی که بر تحرک پذیری الکترون‌های آزاد تأثیر گذارد بر رسانایی گرمایی تأثیرگذار خواهد بود. برای مثال مرزدانه ها، ذرات فازهای ثانویه و آخال های غیر فلزی در فولاد بر رسانایی گرمایی تأثیرگذار هستند شکل ‏4‑3 وابستگی رسانایی گرمایی بعضی از فولادهای آستنیتی رایج را با توجه به غلظت کربن و نیکل نشان می‌دهد. از شکل ‏4‑3 می‌توان متوجه شد که عناصر آلیاژی به مقدار قابل توجه­ای رسانایی گرمایی را نسبت به آهن خالص کاهش می‌دهند[6].

فولادهای آستینتی مقاومت به اکسیداسیون و خوردگی بالایی به دلیل محتوای کروم و نیکل بالا دارند. مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون به خاطر شکل­گیری لایه اکسیدی محافظ Cr₂O₃ می‌باشد. این لایه در اثر تخریب بلافاصله با تغذیه[1] کروم تشکیل می‌شود. راه های زیادی برای افزایش تغذیه کروم وجود دارد، یکی از آن‌ها افزایش غلظت محتوای کروم است. اما افزایش محتوای کروم موجب بهم خوردن بالانس عناصر پایدار کننده آستینت مانند نیکل می‌شود. کاهش محتوای کربن به دلیل شکل گیری بیشتر کاربید های کروم موجب کاهش مقدار محتوای کروم در زمینه می‌شود (فولادهای کم کربن آستنیتی 304، 316، L304، L316). به هر حال مقدار کم کربن موجب کاهش میزان رسوبات استحکام دهنده می‌شود و استحکام خزشی را کاهش می‌دهند. فولادهای پر کربن برای اجزاء سوپرهیترها استفاده می‌شود. عناصر Ti، Nb می‌تواند به فولاد اضافه شود تا کاربیدهای آنها را شکل دهد تا بتوان مقدار کربن آلیاژ را کاهش دهد بدون اینکه رسوبات استحکام دهنده کاهش یابند (همانند فولادهای 321 و 347). بهبود تغذیه کروم می‌تواند با پالایش مرزدانه تغییر کند[7]. با ریزدانه کردن آلیاژ مساحت مرزدانه در آلیاژ بیشتر شده و از آنجایی که نفوذ در مرزدانه سریع‌ترمی­شود، کروم می‌تواند سریع‌تر نفوذ کند و سریع‌تر به نقاطی که لایه محافظ تخریب شده دارند برسد.

بهبود در مقاومت به خوردگی فولاد 347HFG ریزدانه که از نوع آلیاژ 347 است به دلیل همین ریزدانه شدن می‌باشد. با وجود مقاومت به خوردگی عالی، خوردگی شدید می‌تواند در یکسری محیط‌ها اتفاق بیفتد. این نوع خوردگی‌ها می‌تواند احتمالاً با اضافه کردن بعضی عناصر آلیاژی کاهش یابد. برای مثال Mo و Cu می‌تواند مقاومت به خوردگی فولاد  آستنیتی را در محیط‌های اسید سولفوریک افزایش دهد. ساختار اتمی FCC آستنیت به شکلی می‌باشد که نابجایی‌ها در آن راحت‌تر جابه‌جا می‌شوند و از این نظر شبکه FCC داکتیل تر از شبکه BCC است[8]. این موضوع همچنین می‌تواند علت نداشتن استحکام تسلیم مشخص برای این مواد را توضیح دهد. برای این مواد تنش تسلیم تعریف شده[2] استفاده می‌شود. فولادهای آستنیتی کاهش تافنس عالی تا دماهای نزدیک به صفر مطلق (273-) دارند و کاهش تافنس در دمای انتقال تردی آن‌ها تند نیست. به هر حال عناصر آلیاژی، ذرات فاز ثانویه و محیط‌های با شرایط سخت می‌تواند بر این خواص به طور قابل توجهی تأثیر بگذارد

---

[1]supply

[2]proof stress