فولاد ضد زنگ چیست؟ فولاد ضد زنگ یا همان فولاد زنگ نزن دسته ای از خانواده فولاد ها می باشد که در برابر خوردگی مقاوم است .این فولاد با نام استنلس استیل هم شناخته میشود. در آلیاژ این فولاد علاوه بر آهن و کربن حداقل ۱۰.۵ درصد کروم وجود دارد.
کروم به کار رفته در آلیاژ این فولاد باعث میشود که در مقابل خوردگی و زنگ زدگی مقاوم شود. هرچه مقدار کروم در این فولاد بیشتر شود مقاومت در برابر خوردگی نیز بیشتر خواهد شد. به‌طورکلی فولاد آلیاژی از آهن و کربن می باشد که با اضافه شدن هر کدام از عناصر آلیاژی خواص ویژه‌ای پیدا میکند. فولاد زنگ نزن هم فولادی است که با اضافه شدن عنصر کروم خاصیت ضد زنگی پیدا کرده است. در این مقاله از آهن جم میخواهیم طور کامل از صفر تا صد در مورد فولاد ضد زنگ صحبت کنیم. در ادامه با ما همراه باشید.
Table of Contents
فولاد ضد زنگ چیست ؟
فولاد ضد زنگ یا در اصطلاح استنلس استیل نوعی آلیاژ آهن می باشد که در ترکیب خود علاوه بر آهن و کربن مقدار زیادی کروم دارد .حداقل کروم مصرفی در ترکیب این آلیاژ حدود ۱۱ درصد میباشد. این محصول به خاطر وجود عنصر آلیاژی کروم مقاومت بالایی در برابر اکسید شدن، پوسته شدن و تغییر شکل در دماهای بالا دارد. با اضافه شدن سایر عناصر آلیاژی به این فلز مانند مولیبیدن ونیکل مقاومت آن در برابر خوردگی و حرارت افزایش پیدا میکند .
برای اینکه این نوع فولاد بتواند در برابر زنگ زدگی از خود واکنش نشان دهد نباید میزان کروم استفاده شده در ترکیب آن از این مقدار کمتر باشد. به زبان ساده تر کروم عنصری است که فولاد را در برابر زنگ زدگی محافظت می نماید. عناصر آلیاژی هر کدام در تولید فولاد ضد زنگ استفاده شده و خواصی را به آن می بخشند. از جمله دیگر عناصر مولیبدن و نیکل می باشند. نیکل برای ایجاد انعطاف بیشتر و افزایش فرم پذیری در فولاد ضد زنگ استفاده میشود .فولاد ضد زنگ براق است و سطح آن به راحتی صیقل داده می شود.
برای آشنایی با انواع آلیاژ ها مقاله آلیاژ چیست؟ را مطالعه کنید.
انواع فولادهای زنگ نزن
فولاد ضد زنگ با توجه به ترکیبات شیمیایی و متالوژی ترکیب خود معمولاً در ۵ دسته مختلف دسته بندی می شود. هر کدام از انواع فولادهای زنگ نزن با توجه به ترکیبات و عناصر آلیاژی که در خود دارند دارای خواص و کاربردهای متفاوتی می باشند که در ادامه به معرفی آنها می پردازیم.
- مارتنزیتی (Martensitic)
- فریتی (Ferritic)
- آستنیتی (Austenitic)
- آستنیتی- فریتی یا دو فازی (Duplex or ferritic-austenitic)
- رسوب سختی (Precipitation-Hardening or PH)
فولاد زنگ نزن مارتنزیتی
این نوع فولاد در دسته آلیاژ های ضد زنگ می باشد. در ترکیبات این آلیاژ از آهن ، کروم و کربن استفاده شده و در برابر خوردگی و عملیات حرارتی مقاوم است .تمام گرید های فولاد مارتنزیتی بدون نیکل هستند .به عبارت دیگر در این نوع فولاد ضد زنگ نیکل وجود ندارد و عملیات سخت گردانی آن به صورت حرارتی انجام میشود.
درصد کروم در فولاد مارتنزیتی حدود ۱۱ تا ۱۸ درصد می باشد .استحکام و سختی و مقاومت این فولاد بسیار بالاست .اما میزان استقامت آن در برابر خوردگی متوسط است. از نظر قابلیت جوش وزیری و شکل پذیری نیز در دسته میانه قرار می‌گیرد. از فولاد ضد زنگ مارتنزیتی برای ساخت قاشق، چنگال ، وسایل جراحی، تیغه چاقو ، شیرآلات و غیره استفاده می شود .
فولاد زنگ نزن فریتی
فولاد زنگ نزن فریتی نسبت به فولاد های مارتینزتی مقدار کروم بیشتری دارد. مقدار کروم در این فولاد در حدود ۱۱ تا ۱۳ درصد می باشد. درصد نیکل خیلی کمی هم در آن است. البته نیکل استفاده شده در آلیاژ این محصول به قدری کم است که عملیات حرارتی روی این محصول پیشنهاد نمی شود .ساختار کریستالی این نوع فولاد bcc است و این فولادها مغناطیسی هستند اما عملیات حرارتی پذیر نمی باشند. این فولادها بیشتر در مواردی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی بالایی باشد استفاده می شوند.
فولاد ضد زنگ فریتی دارای مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی خوبی می باشد. اما به طور خاص این فولاد مقاومت زیادی در برابر کلراید دارد. از فولاد فریتی در ساخت اگزوز خودرو ، ظروف پخت و پز و لوازم خانگی استفاده می شود.
فولاد زنگ نزن آستنیتی
فولاد ضد زنگ آستنیتی در ترکیبات خود ۷ درصد نیکل و ۱۶ درصد کروم دارد. این نوع فولاد از پر استفاده ترین در بازار می باشد. میزان نیکل استفاده شده در این محصول باعث به وجود آمدن انعطاف‌پذیری و مقاومت بالایی شده است. حدود ۸۰ درصد فولاد ضد زنگ در بازار جهانی به فولاد آستنیتی اختصاص پیدا کرده است.
این نوع فولاد برای جوشکاری بسیار مناسب بوده و در صنایع شیمیایی، خودروسازی ، همچنین در محیط های مختلف مانند آب دریا و محیط های اتمسفری کاربرد دارد .فولاد ضد زنگ آستنیتی به دلیل مقدار بالای کروم و نیکل نسبت به انواع دیگر کاربرد ها و مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد.
این نوع فولاد غیر مغناطیسی میباشد و با استفاده از عملیات حرارتی سخت نمی شود. با انجام عملیات کار سرد یا cold working سختی و استحکام آن را به میزان قابل توجهی می توان افزایش داد. بیشتر فولاد ها در دماهای پایین شکننده می‌شوند اما وجود نیکل آن را انعطاف پذیر تر می کند .
فولاد زنگ نزن آستنیتی برای ساخت دیگ بخار در صنعت هوانوردی ،قطعات الکترونیکی ،تجهیزات راه آهن، سیستم های گرمایشی ،مخازن شیمیایی ،مبدل های حرارتی ،تجهیزات کوره ،لوله، اجاق گاز ،سقف ساختمان ناودانی سینک ظرفشویی، درب و پنجره و غیره کاربرد هایی دارد.
فولاد زنگ نزن دوفازی (آستنیت فریتی)
این نوع فولاد ضد زنگ دارای خواصی بین فولاد فریتی و آستنیتی میباشد. استفاده از ترکیب این دو نوع فولاد زنگ نزن باعث شده است که فولاد دو فازی دارای مقاومت در برابر ترک خوردگی استحکام و مقاومت خوردگی بالاتری نسبت به دو نوع دیگر باشد. به دلیل مغناطیسی بودن قابلیت جوشکاری و شکل‌پذیری متوسطی دارد و از این فولاد می توان در صنایع پتروشیمی استفاده کرد.
فولاد زنگ نزن رسوب سختی
در آلیاژ و ترکیب فولاد زنگ نزن رسوب سختی از عناصر نیکل ، کروم مس تیتانیوم و مولیبدن استفاده شده است .این مقاطع انعطاف پذیری بسیار بالایی دارند و در برابر خوردگی بسیار مقاوم هستند. این نوع فولاد زنگ نزن با توجه به استحکام بالای خود در صنایع هوافضا و ساخت قطعات فضایی و هواپیما کاربرد دارد.
پیشنهاد مشاهده :قیمت تیرآهن
تاثیر عناصر آلیاژی بر فولاد ضد زنگ
شاید این سوال برای شما پیش آید که چرا عناصر بالا را به آلیاژ های آهن اضافه می کنیم؟ برای پاسخ به این سوالات باید بگوییم که هر یک از عناصر آلیاژی با اضافه شدن به آلیاژ آهن به آن خاصیت ویژه‌ای را می بخشند.شما میتوانید مقاله تاثیر عناصر آلیاژی بر فولاد را مطالعه کنید تا با تمامی عناصر آلیاژی و تاثیرات آنها کاملاً آشنا شوید. در ادامه به اختصار تاثیر برخی از عناصر آلیاژی را ذکر می کنیم.
کروم: آلیاژ کروم که به عنوان اصلی ترین آلیاژ فولاد ضد زنگ مورد استفاده قرار می گیرد دارای خاصیت ضد خوردگی می باشد. زمانی که از کروم در این آلیاژ استفاده می شود این آلیاژ با اکسیژن واکنش داده و اکسید کروم بر سطح آن ایجاد می شود. برای اینکه لایه پوشاننده ایجاد شده مقاومت بالایی داشته باشد باید حداقل ۱۱ درصد کروم در ترکیبات استفاده شود .
مقاله از آهن جم_ahanjam.com
