فولاد زنگ نزن یا همان استنلس استیل دسته ای از آلیاژهای فولاد به شمار می آید که برای بالا بردن مقاومت این فلز مقابل زنگ زدگی هستند. یکی دیگر از مهم ترین ویژگی های فولاد زنگ نزن مقاومت بالای آن در برابر پوسته شدن، اکسید شدن و تغییر شکل در دمای بالا است.
ما در این مقاله قصد داریم تا به بررسی کامل فولاد زنگ نزن بپردازیم و انواع آن را به شما معرفی کنیم.
فولاد زنگ نزن چیست؟
فولاد زنگ نزن که به آن استنلس استیل نیز می گویند، در ترکیب خود دارای مقدار زیادی کروم است که حداقل مقدار آن در این آلیاژ فولاد به ۱۱% می رسد و دلیل این کار این است که کروم به فولاد ویژگی مقاومت مقابل خوردگی را می دهد.
اما برای ایجاد خاصیت ضد زنگ زدگی و عملکرد مناسب، نباید میزان کروم مصرفی از این عدد کمتر باشد. در واقع می توان گفت که کروم نه تنها از خوردگی جلوگیری می کند، بلکه مقاومت استیل را در برابر زنگ زدگی هم تقویت می کند.
البته علاوه بر کروم عناصر دیگری مثل نیکل و مولیبدن نیز مقاومت فولاد زنگ نزن را در برابر حرارت، زنگ زدگی و خوردگی بالا می برد. نیکل برای افزایش انعطاف پذیری فولاد ضدزنگ کاربرد دارد ولی اگر ۱۰ تا ۲۰ درصد نیکل و کروم به این فولاد اضافه کنند، نوع دیگری از فولاد به دست خواهد آمد که در برابر اسید نیز مقاوم است. این فولاد به آسانی صیقل داده می شود و براق است و از آن به عنوان یک جایگزین برای آینه ها و نورافکن ها استفاده می شود.
مصرف فولاد زنگ نزن در حدود ۲۰ میلیون تن در سال است اما این مقدار به دلیل برتری هایی که این نوع فولاد نسبت به فولاد معمولی دارد، با سرعت در حال افزایش است که این مزایا به صورت کلی شامل موارد زیر می شوند:
- مقاومت زیاد در برابر خوردگی
- وزن سبک
- مقاومت گرمایی بالا
- ماشینکاری راحت
- سختی بیشتر
- شکل پذیری بهبود یافته
- کنترل مغناطیس
- ظاهر جذاب
- تمیزکاری راحت
- استحکام زیاد
- عدم نیاز به پوشش محافظ
- نیاز کم به تعمیر و نگهداری
- قیمت نسبتا پایین
- با دوام
- سازگار با محیط زیست (قابل بازیافت)
به طور کلی فولاد را با سوزاندن کربن آهن خام سفید و هم جوش کردن آن با مقداری کربن و اضافه کردن عناصر دیگر به آن، با دو روش زیر تولید می کنند:
- روش ذوب: در این روش آهن خام مذابی را که از فرایند کوره بلند به دست آورده ایم را داخل کنورتور می ریزیم تا با دمش گاز اکسیژن، کربن اضافی اش سوزانده بشود و به میزان دلخواه برسد. در نهایت با افزودن عناصر دیگر به آن استحکام فولاد را بالاتر می بریم.
- روش خمیری کردن: در روش خمیری کردن، آهن خام را در تشت کوره شعله ای می گذارند و به شکل مذاب تبدیل می شود. این آهن مذاب با کربن با تماس با اکسیژن هوا می سوزد و به صورت خمیری تبدیل می گردد. در مرحله نهایی خمیر فولاد را از کوره بیرون می آورند و با پتک روی آن می کوبند تا یکپارچه بشود.
همان طور که تا به اینجا گفتیم، استیل، محصولی فولادی است که در ترکیب خود کروم، نیکل و مولیبدن دارد و در برابر زنگ زدگی و خوردگی مقاوم می باشد.
فولاد ضد زنگ دارای انواع مختلفی است که هر یک از آنها کاربردهایی در صنایع دارند و حتی در زندگی روزمره خود نیز با وسایلی مثل لوازم ماهی گیری، وسایل برقی کاربرد آن را مشاهده می کنیم.
در ادامه مقاله به معرفی دیگر کاربردهای فولاد ضد زنگ می پردازیم.
کاربردهای فولاد زنگ نزن
فولاد زنگ نزن به خاطر دوام بالا و مقاومتی که در مقابل خوردگی دارد، جزو مهم ترین فلزاتی است که در بازار موجود می باشد و تقریبا در تمام صنایع همچون مهندسی، معماری و علوم پزشکی مورد استفاده است. کاربردهای این نوع فولاد به صورت طبقه بندی شده به شرح زیر است:
مصارف شهری:
- کیوسک تلفن
- آسانسور
- پله برقی
- نمای ساختمان
- ایستگاه های مترو
مصارف خانگی:
- سینک ظرف شویی
- چنگال، قاشق و کارد
- ظروف غذاخوری
- وسایل آشپزی مثل قابلمه
- مبلمان
- اجاق گاز
- باربیکیو
مصارف صنعتی:
- قطعات موتور برای هواپیما و اتومبیل
- تجهیزات تولید دارو و مواد غذایی
- تانکرهای مواد شیمیایی و سوخت
حال که با مصارف این فولاد آشنا شدیم، در ادامه به معرفی انواع آن خواهیم پرداخت.
انواع فولاد زنگ نزن
استیل ها بر اساس ترکیب شیمیایی و متالوژیکی شان در ۵ دسته گوناگون تقسیم می شوند که عبارتند از:
-
فریتی (Ferritic)
معمولا درصد کروم فولاد فریتی حدود ۱۱ الی ۳۰ % وزنی است اما درصد نیکل در آن بسیار پایین و گاهی اوقات صفر است. جالب است بدانید با وجود اینکه این فولاد مغناطیسی به شمار می آید و مقاومت خوبی در برابر خوردگی و کلراید دارد، عملیات حرارتی را تحمل نمی کند. کاربرد فریتی بیشتر در موارد غیرساختاری است که به مقاومت بالایی در برابر خوردگی نیاز دارند مثل ظروف پخت و پز، اگزوز خودرو، لوازم خانگی و … .
-
مارتنزیتی (Martensitic)
به طور کلی فولاد مارتنزیتی مقدار کروم کمتری در مقایسه با فولاد فریتی دارد به طوری که درصد کروم موجود در این فولاد بین ۱۱ الی ۱۸ است. در واقع آلیاژ سه گانه کروم، آهن و کربن (حدود ۱درصد) است.
لازم به ذکر است که هیچ یک از گریدهای مارتنزیتی نیکل ندارند و فولادهای کروم مستقیم بدون نیکل هستند. این فولاد با عملیات حرارتی و سخت گردانی، بدین منظور تولید می گردد تا در برابر حرارت و خوردگی مقاومت کند.
مقاومت و استحکام مارتنزیتی در برابر خستگی بین تمامی استنلس استیل ها به نسبت بالا است و انعطاف پذیری خوبی هم داردو مانند قبلی، خاصیت مغناطیسی دارد اما مقاومت آن در برابر خوردگی مقاومت متوسط است و چندان بالا نیست و امکان جوش و شکل پذیری کمی دارد.
کاربرد این نوع استیل در ساخت قاشق، چنگال، شیرآلات و فنر خلاصه می شود.
-
آستنیتی (Austenitic)
استیل آستنیتی حداقل ۳ % نیکل و ۱۶ % کروم دارد که نیکل موجود در این نوع فولاد سبب شده تا شرایط جوشکاری را داشته باشد و همچنین در دمای بالا نیز مقاوم و انعطاف پذیر باشد تا در محیط های خاصی مثل آب دریا و محیط اتمسفری مورد استفاده قرار گیرد.
از طرفی به این علت که مقدار کروم در این استیل نسبت به بقیه بالاتر می باشد، دارای بیشترین مقاومت مقابل خوردگی است. این استیل برخلاف دو مورد قبلی، غیرمغناطیسی است و با عملیات حرارتی سخت نمی گردند و به جایش با عملیات کار سرد (cold working) مستحکم می شوند.
اما جالب است بدانید این فولاد بیشتر از انواع دیگری که تا کنون معرفی کردیم کاربرد دارد به طوری که در حدود ۸۰ % فولاد ضدزنگ موجود در بازارهای جهانی مربوط به این فولاد است.
- رسوب سختی (Precipitation-Hardening or PH)
این فولادها علاوه بر نیکل و کروم مقداری تیتانیوم، مس و مولیبدن هم در ترکیب خود دارند که همین موضوع باعث شده تا مقاومت بسیار زیادی در دماهای بالا داشته باشند.
از دیگر ویژگی های فولاد رسوب سختی می توان به مقاومت زیادش در برابر خوردگی و انعطاف پذیری بالای آن اشاره کرد. موارد استفاده از این نوع استنلس استیل در قطعات هواپیما خلاصه می شود.
- آستنیتی- فریتی / دو فازی (Duplex / ferritic-austenitic)
همان طور که از نام این نوع فولاد نیز معلوم می باشد، ترکیبی از فولادهای ضدزنگ آستنیتی و فریتی است یعنی حدودا شامل ۵۰ % آستینی و ۵۰ % فریتی می شود. این استیل در قیاس با آستنیتی دارای مقاومت بالاتری در برابر خوردگی و ترک خوردن است.
در قیاس با فریتی هم می توانیم بگوییم که خاصیت مغناطیسی اش پایین تر است و شکل پذیری و قابلیت جوشکاری متوسطی دارد. کاربرد فولاد دو فازی استفاده برای کارگا‌ه های عملیات آبی و قطعات مبدل حرارتی است.
برای کسب اطلاعات بیشتر و همچنین دریافت قیمت روز انواع فولاد زنگ نزن می توانید با شماره گیری ۷۹۶۷۳-۰۲۱ با کارشناسان مجموعه آهن مال تماس بر قرار کرده و همچنین از تجربه ی کارشناسان این مجموعه بهره مند شوید.
