روش تشخيص کيفي فولادهاي زنگ نزن آستنيتي (سري 300) با کمک آزمون قطره



مقدمه :
فولاد زنگ نزن (Stainless Steel) در برابر حمله اسيدهاي آلي و اسيد هاي ضعيف معدني و زنگ زدگي ناشي از اتمسفر و خوردگي ناشي از آنها مقاوم است.  فولادهاي زنگ نزن به آلياژهاي با پايه آهن گفته مي شود که حداقل 5/10 درصد کروم داشته باشد. فيلم اکسيد کروم نازک ولي فشرده که روي سطح فولاد زنگ نزن تشکيل مي شود باعث ايجاد مقاومت خوردگي مي شود. با توجه به مواد آلياژي ديگر موجود در فولاد ، 5 نوع فولاد زنگ نزن وجود دارد و محدوده آن از فولاد صد در صد آستنيتي تا صد در صد فريتي مي باشد.  فولادهاي زنگ نزن آستنيتي شامل سري هاي 200 و 300 مي باشد. فولادهاي زنگ نزن سري 300 که کاربرد بيشتري در صنعت دارند و متداول ترمي باشند شامل انواع 304 ، 316 ، 321  و 347 هستند. پايه اصلي ترکيب شيميايي آنها علاوه بر آهن، عناصر کروم و نيکل مي باشد . نوع 304 که ساده تر است به آن 8-18 نيز گفته    مي شود يعني 18 درصد کروم و 8 درصد نيکل دارد. سه نوع ديگر علاوه بر ترکيب فوق به ترتيب حاوي 2 درصد موليبدن ( نوع 316 ) ، تيتانيم با توجه به مقدار کربن آن ( معمولاً بايد حداقل 10 برابر مقدار کربن باشد ) ( نوع 321 )  و نيوبيوم و يا تانتال ( حداقل 10 برابر کربن موجود در آلياژ ) ( نوع 347 ) مي باشند . رنگ ظاهري آنها مشابه بوده و تشخيص آنها از يکديگر مشکل مي باشد . آزمون قطره راهي سريع براي تشخيص اين چهار نوع فولاد از يکديگر است.
 
روش آزمايش :
ممکن است چند نمونه فولاد ناشناس علاوه بر چهار نمونه ذکر شده در بالا براي تشخيص  به ما داده شود  مثلاً ممکن است از گروه 400 که فولاد زنگ نزن  فريتي است نيز داشته باشيم . از آنجا که مي دانيم فولادهاي سري 300 به دليل داشتن فاز آستنيت همه غير مغناطيسي هستند در ابتدا با کمک آهنربا سري 300 را از سري 400 جدا مي کنيم. سپس از آزمايش هاي متوالي  زير براي  تشخيص انواع گروه 300 استفاده مي کنيم:
 
چند قطره اسيد کلريدريک غليظ ( چگالي برابر با 19/1 گرم بر سانتيمتر مکعب ) و مقدار برابر از اسيد نيتريک غليظ ( با چگالي 42/1 گرم بر سانتيمتر مکعب ) بر روي سطح تميز فلز چکانده و 5 دقيقه صبر مي کنيم تا واکنش انجام گيرد ، سپس يک قطره از محلول با قطره چکان به يک کاغذ صافي منتقل مي شود . اگر روي صافي رسوب درشت غير قابل حل ايجاد شد فولاد از نوع 347 است ، اگر رسوب ريز قابل حل ايجاد شود، هم مي تواند 321 و هم 316 باشد ، اگر رسوب ايجاد نشود نوع 304 مي باشد .
 
حال براي تشخيص نوع 321 از نوع 316 به ترتيب زير عمل مي کنيم :
 
يک قطره اسيد کلريدريک 6 مولار ( بايد براي ساخت آن 30 ميلي ليتر اسيد کلريدريک غليظ به 30 ميلي ليتر آب اضافه شود ) و يک قطره تيوسيانات پتاسيم 10 درصد ( براي ساخت آن 6 گرم تيوسيانات پتاسيم را در 60 ميلي ليتر آب حل مي کنيم ) و يک قطره تيوسولفات سديم 25 درصد ( براي ساخت آن 15 گرم تيوسولفات سديم را در 60 ميلي ليتر آب حل مي کنيم )، به قطره حاصل از مرحله قبل اضافه مي شود . اگر حلقه بنفش ايجاد شود نوع 316 است وگرنه 321 است .
 
اگر بخواهيم نوع 316 را در ابتدا به تنهايي از بقيه تشخيص دهيم بايد آزمايش تشخيص عنصر موليبدن را به ترتيب زير انجام دهيم :
 
قطرات مساوي از اسيد کلريدريک غليظ و اسيد نيتريک غليظ بر روي سطح فلز چکانده ( بجاي آنها مي توان از تيزاب سلطاني يعني سه حجم اسيد کلريدريک غليظ با يک حجم اسيد نيتريک غليظ به اندازه لازم مخلوط کرد ) ، 3 تا 4 دقيقه واکنش طول  مي کشد آنگاه دو قطره آن به يک بشقابک شيشه اي انتقال يابد . دو قطره تيوسيانات پتاسيم 10 درصد به آن اضافه شود ، رنگ قرمز پديدار مي شود . بايد آنقدر تيوسولفات سديم 25 درصد به آن اضافه شود و به هم زده شود تا رنگ قرمز ناپديد شود سپس رنگ بنفش ظاهر مي شود که نشان دهنده وجود عنصر موليبدن در فولاد يعني نوع 316 است .
 
روش دوم براي تشخيص موليبدن در فولاد 316 ( تشخيص نوع 316 از 304  ) :
 
مقداري از تراشه فولاد را در اسيد کلريدريک حل کنيد و در يک لوله آزمايش بريزيد و با آب رقيق کنيد . مقداري تيوسولفات سديم به آن بيفزاييد و آن را تکان دهيد در نتيجه يک رسوب سولفيدي بدست مي آيد . مقداري اتيل استات به آن اضافه کنيد لوله را تکان شديد دهيد ، محلول نشست مي کند . اگر محلول بي رنگ بود ، فولاد بدون موليبدن است و اگر رنگ مايل به قرمز شد ، فولاد از نوع 316 است .
 
وسايل لازم براي آزمايش :
-        قطره چکان طبي
-        بشقابک شيشه اي
-        لوله آزمايش ( 10 سي سي )
-        بشر( 450 سي سي )
-        ترازو
-        کاغذ صافي گرد با قطر 25/4 سانتي متر
-        آهن ربا
-        قيف
-        انبرک
-        پي پت
-        استوانه مدرج

 



بازدید از این صفحه : 4708
15 شهريور 1392 ساعت 09:28 ق.ظ