فولاد زنگ نزن به دلیل بهره مندی از استحکام بالا، زیبایی مثال زدنی و مقاومت فوق العاده در برابر خوردگی بسیار شناخته شده است. با این حال همه فولادهای ضد زنگ مثل هم نبوده و تفاوت های بارزی دارند. جالب است بدانید که این فلزات در ۵ نوع مختلف و ۱۵۰ گرید متفاوت در دسترس مصرف کنندگان قرار دارند. ما در این مطلب بر آن شده ایم که سیر تا پیاز فولادهای زنگ نزن و انواع آن ها را کف دستتان بگذاریم و از ویژگی ها و کاربردهای هر یک برایتان بگوییم. اگر مشتاق یادگیری این مبحث هستید، تا پایان همراهمان باشید!
همه چیز درباره فولاد زنگ نزن
آشنایی با فولاد زنگ نزن
هر آلیاژی از فولاد که حاوی حداقل ۵/۱۰ درصد کروم در ساختار خود باشد، فولاد زنگ نزن نامیده می شود. سایر عناصر موجود در ترکیب شیمیایی این آلیاژها که باعث تقویت خواص آن ها می شوند، عبارتند از:
- نیکل
- مولیبدن
- تیتانیوم
برای مثال افزودن مقداری مولیبدن به فولاد، مقاومت آن را در برابر خوردگی افزایش داده و آلیاژ را از فولاد ضد زنگ گرید ۳۰۴، به فولاد ضد زنگ گرید ۳۱۶ تغییر می‌دهد.
فولاد زنگ نزن
فولاد زنگ نزن که از آن تحت عنوان استنلس استیل نیز یاد می‌کنند، جزء کارآمدترین آلیاژهایِ مهندسیِ شهرت یافته به دلیل بهره‌مندی از مقاومت مثال زدنی در برابر خوردگی است. آنچه باعث شده که فولاد زنگ نزن زنگ نزند و دچار خوردگی نشود، وجود مقداری عنصر Cr در ساختار آن است. حدود ۱۱ درصد از ساختار این فولاد پر کاربرد و پرفروش را کروم تشکیل می دهد. این عنصر یک لایه نازک اکسید محافظ بر روی سطح فلز ایجاد نموده و بدین ترتیب از واکنش آن با اکسیژن و رطوبت جلوگیری به عمل می آورد. به همین خاطر است که فولاد زنگ نزن، زنگ نزده و آسیب نمی بیند!
علاوه بر کروم، عناصر دیگری نیز در ساختار فولاد ضد زنگ وجود دارند که از جمله مهم ترین آن ها می توان به نیتروژن، نیکل و مولیبدن اشاره کرد. هدف از افزودن این عناصر به ساختار فولاد را موارد زیر عنوان نموده اند:
- بهبود خواص مکانیکی
- افزایش مقاومت در برابر خوردگی
- افزایش مقاومت در دماهای بالا
گفتنی است که هرچه میزان کروم موجود در فولاد ضد زنگ کاهش پیدا کند، خواص خوردگی آن ضعیف‌تر شده و عملکرد آن به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار می‌گیرد. با این اوصاف می توان نتیجه گرفت که کروم عنصر اصلی و استراتژیک استفاده شده در تهیه فولاد است. عنصری که بر خواص این نوع فولاد افزوده و آن را به ماده ای ارزشمند برای استفاده در صنایع ریز و درشتی همچون صنایع زیر تبدیل نموده است:
فولاد های زنگ نزن
ویژگی ها و کاربردها
فولاد ضد زنگ فولادی براق است که جایگزینی مناسب برای نورافکن ها و آینه ها محسوب می شود. شما می توانید این نوع فولاد را به راحتی صیقل داده و به طور گسترده در کاربردهای مدنظرتان مورد استفاده قرار دهید. اگر با دقت به اطرافتان بنگرید، متوجه رواج استفاده از این فولاد در زندگی روزمره می شوید. اکثر لوازم برقی ای که در منزلتان وجود دارند، از فولاد ضد زنگ ساخته شده اند. از یخچال گرفته تا ماشین ظرفشویی و لباسشویی و…!
شاید عجیب و غیر قابل باور به نظر برسد، اما حقیقت این است که سالانه بیش از ۲۰ میلیون تن آهن زنگ نزن در دنیا مصرف می شود. با این حال تقاضای جهانی برای ساخت فولاد ضد زنگ با سرعتی باورنکردنی در حال افزایش است. شاید با خودتان بگویید که فرق فولادهای زنگ نزن با همنوعان معمولی آن ها چیست؟!
- این فولادها به دلیل بهره مندی از مقادیر قابل توجهی کروم، در برابر خوردگی بسیار مقاوم عمل می کنند.
- سختی این فولادها در مقایسه با فولادهای با کربن معمولی بسیار بالاتر است.
- مقاومت گرمایی فولادهای ضد زنگ بسیار چشمگیر است.
- انعطاف پذیری این دسته از فولادها مثال زدنی است.
- این فولادها بسیار محکم اند.
- ظاهر فولادهای مذکور بسیار جذاب بوده و از آن جا که قابلیت رنگ آمیزی و ایجاد خطوط نقش برجسته دارند، بسیار محبوب اند.
- نگه داری فولادهای زنگ نزن ساده و طول عمر و ماندگاری آن ها بالاست.
- فولادهای ضد زنگ برخلاف نوع معمولی نیازی به پوشش محافظ ندارند.
- …
فولاد ضد زنگ
آشنایی با انواع مختلف فولاد زنگ نزن
فولادهای زنگ نزن در انواع متعدد و متنوعی در دسترس مصرف کنندگان قرار دارند. آنچه موجب تمایز این فولادها از یکدیگر می شود، ترکیبات شیمیایی و متالوژیکی آن ها است. انواع فولاد ضد زنگ که در ادامه به معرفی و بررسی مختصر هر یک از آن ها می پردازیم، عبارتند از:
- فولاد زنگ نزن مارتنزیتی (Martensitic)
- فولاد زنگ نزن فریتی (Ferritic)
- فولاد زنگ نزن آستنیتی (Austenitic)
- فولاد ضد زنگ دوپلکس یا دو فاز (Duplex or ferritic- austenitic)
- فولاد ضد زنگ رسوب سختی یا سخت گردانی رسوبی (Precipitation-Hardening PH)
هر یک از انواع فولاد زنگ نزن به گریدهای مختلفی تقسیم می شود. گفتنی است که هر گرید دارای سطح متفاوتی از کیفیت، دوام و مقاومت در برابر دما می باشد.
آشنایی با فولاد ضد زنگ مارتنزیتی
میزان کروم استفاده شده در ساخت فولاد زنگ نزن مارتنزیتی بین ۱۱ تا ۱۸ درصد تخمین زده شده و میزان کربن موجود در آن نیز ۲/۱ درصد عنوان شده است. این فولاد گاها حاوی مقادیر ناچیزی نیکل نیز هست. عملیات سخت گردانی در نوع مارتنزیتی فولاد زنگ نزن، به روش حرارتی صورت می پذیرد.
اگر جویای استحکام و سختی فولاد ضد زنگ مارتنزیتی هستید، باید خدمتتان عرض کنیم که این نوع فولاد بسیار محکم و سخت بوده و در برابر تنش مقاومت چشمگیری از خود به نمایش می گذارد. انعطاف پذیری این نوع از استنلس استیل بی نظیر و مقاومت آن در مقابل خوردگی متوسط است. این فولادها اغلب در گریدهای ۴۰۰ ظاهر می شوند.
استفاده از فولاد زنگ نزن مارتنزیتی در زمینه های زیر مرسوم می باشد:
- ساخت ابزارهای جراحی
- ساخت آچار
- ساخت کارد و چنگال
- …
ساخت قاشق و چنگال با فولاد ضد زنگ مارتنزیتی
آشنایی با فولاد ضد زنگ فریتی
مقدار کربن موجود در ساختار فولادهای فریتی کمتر از ۰۲/۰ درصد است. این مسئله موجب شده که این فولادها با عملیات حرارتی سخت نشوند. این فولادها را عمدتا از طریق عملیات کارِ سرد تا حد قابل توجهی سخت و محکم می نمایند. توانایی ضد خوردگی فولادهای مذکور کمتر از همنوعان فولادهای آستنیتی آن ها است.
حدود ۵/۱۰ تا ۲۷ درصد از وزن این فولادها را کروم تشکیل می دهد. این در حالی است که هیچ نیکلی در ساختار این دسته از فولادهای زنگ نزن وجود ندارد. محبوب ترین گریدهای فولاد ضد زنگ فریتی عبارتند از:
- گرید ۴۰۹
- گرید ۴۳۰
- گرید ۴۳۹
- گرید ۴۴۱
فولاد ضد زنگ فریتی را معمولاً برای کاربردهای معماری به کار می گیرند.
ساخت ظروف پخت و پز با فولاد ضد زنگ فریتی
آشنایی با فولاد ضد زنگ آستنینی
به عنوان رایج ترین گریدهای فولاد زنگ نزن آستنیتی می توان به گریدهای ۳۰۴ و ۳۱۶ اشاره کرد. این نوع فولاد ضد زنگ حاوی ۱۶ الی ۲۶ درصد کروم و تا ۳۵ درصد نیکل است. مقاومت این نوع فولاد در برابر خوردگی بیش از سایر فولادهای ضد زنگی است که در این مقاله با آن ها آشنا می شوید. فولادهای مذکور از نوع غیر مغناطیسی بوده و سخت کردن آن ها از طریق عملیات حرارتی، ممکن نیست. فولادهای آستنیتی از انعطاف پذیری و مقاومتی باورنکردنی در دماهای بالا برخوردار هستند و نشکن اند. منظور از نشکن بودن فلز، توانایی آن برای تغییر شکل بدون از دست دادن استحکام می باشد.
رایج ترین نوع فولاد آستنیتی درجه ۳۰۴ است که از آن تحت عنوان ۱۸/۸ نیز یاد می کنند. می دانید چرا؟!
چون حاوی ۱۸٪ کروم و ۸٪ نیکل است. فولادهای آستنیتی را عمدتا در صنایع هوافضا و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می دهند. به طور کلی می توان گفت که خواص فیزیکی فولاد زنگ نزن آستنیتی بسیار مشابه فولادهای فریتی و مارتنزیتی است که در ادامه با آن ها آشنا می شوید. آنچه باعث ایجاد تفاوت میان این نوع فولاد ضد زنگ و انواع فریتی و مارتنزیتی شده، ترکیب شیمیایی آن ها است.
ساخت سینک ظرفشویی با فولاد ضد زنگ آستنینی
آشنایی با فولاد زنگ نزن دوپلکس یا دو فاز (آستنیتی- فریتی)
فولاد زنگ نزن دوپلکس یا دو فاز فولادی متشکل از دو نوع فولاد ضد زنگ آستنیتی و فریتی است. حتما این سوال ذهنتان را به خود درگیر نموده که چند درصد از این فولاد را نوع آستنیتی و چند درصد را نوع فریتی تشکیل می دهد؟!
جالب و در عین حال لازم است بدانید که حدود ۵۰ درصد وزنی این فولاد دارای ریز ساختاری را فولاد فریتی و ۵۰ درصد باقی مانده را فولاد آستنیتی تشکیل می دهد. مقدار عناصر سازنده این نوع فولاد کاربردی به قرار زیرند:
- ۲۱ تا ۲۷ درصد کروم
- ۳۵/۱ تا ۸ درصد نیکل
- ۰۵/۰ تا ۳ درصد مس
- ۰۵/۰ تا ۵ درصد مولیبدن
ترکیب این عناصر با یکدیگر موجب شده که فولادهای دوپلکس قوی تر از فولاد آستنیتی یا فریتی باشند. این ویژگی موجب رواج استفاده از این نوع فولاد زنگ نزن در پردازش های شیمیایی، ساخت مخازن ذخیره سازی و ظروف حمل مواد شیمیایی شده است.
فولاد ضد زنگ دوپلکس
آشنایی با فولاد ضد زنگ رسوب سختی یا سخت گردانی رسوبی
فولاد رسوب سختی نوعی فولاد محکم و مقاوم در برابر خوردگی و زنگ زدگی است که به دلیل بهره مندی از این ویژگی ها به شهرت رسیده است. این فولاد زنگ نزن متشکل از عناصر زیر است:
- ۱۵ تا ۵/۱۷ درصد کروم
- ۳ تا ۵ درصد نیکل
- کمتر از ۵/۰ درصد آلومینیوم، مس و نیوبیوم
انعطاف پذیری این نوع فولادها فوق العاده و مقاومت آن ها در مقابل خوردگی مثال زدنی است. به گونه ای که می توان گفت مقاومت این نوع فولاد در برابر خوردگی با مقاومت فولادهای آستنیتی استاندارد همچون ۳۰۴ قابل مقایسه است. استفاده از فولاد ضد زنگ رسوب سختی یا سخت گردانی رسوبی در ساخت شفت های بلند برای پمپ ها و یا دوک های شیر بسیار رواج دارد.
دسته بندی گریدهای فولاد زنگ نزن
فولاد زنگ نزن را به انواع یا خانواده هایی که پیش تر مورد بحث و بررسی قرار دادیم، طبقه بندی می نمایند. این آلیاژها دارای گرید های مختلفی هستند که در ادامه به معرفی مختصر و مفید آن ها می پردازیم.
نخست بیایید به این سوال پاسخ دهیم که فرق یک خانواده از فولادهای ضد زنگ با گریدهای آن چیست؟!
خانواده های فولاد زنگ نزن، با نسبت فلزات تشکیل دهنده آلیاژ تعیین می شوند. این در حالی است که گریدها؛ توصیف کننده ویژگی‌های مختلف فولاد نظیر چقرمگی، مغناطیس و مقاومت در برابر خوردگی هستند. گرید بندی فولاد توسط سازمان های مختلفی صورت می پذیرد که سازمان آهن و فولاد آمریکا یکی از معروف ترین آن هاست. این سازمان سرشناس از یک سیستم سه رقمی برای دسته بندی گریدهای فولاد استفاده می کند. گریدهای ۳۰۴ و ۳۱۶ نمونه ای از دسته بندی های انجام شده توسط این سازمان محسوب می شوند.
از تناسب گزینه انتخابی با نیازهایتان غافل نشوید!
چگونه می توانیم مناسب ترین نوع فولاد زنگ نزن را برای پروژه هایمان انتخاب کنیم؟!
محیط عملیاتی
شاید باورتان نشود؛ اما حقیقت این است که محیط عملیاتی، فولاد مورد استفاده را تحت تاثیر قرار می دهد. از همین رو توصیه می شود که پیش از خرید به فاکتورهای مهمی همچون استحکام، چقرمگی، انعطاف پذیری، PH و عواملی از این قبیل دقت نمایید. بدین ترتیب می توانید بهترین فولاد زنگ نزن موجود را از میان گزینه های پیش رو انتخاب کرده و خریداری کنید.
شکل پذیری یا جوش پذیری
اگر شکل پذیری فولاد زنگ نزن خریداری شده برایتان حائز اهمیت است؛ فولادهای آستنیتی و فریتی گرید ۳۰۴ و ۴۳۰ گزینه ای ایده آل برای شما محسوب می شوند. همچنین اگر قصد دارید فولاد خریداری شده را به فلز دیگری جوش دهید، به جوش پذیری فولاد نیز دقت کنید.
مقاومت در برابر خوردگی
وجود مقادیر زیاد کروم در فولادهای آستنیتی آن ها را به گزینه ای مناسب برای استفاده در محیط های سخت تبدیل نموده است. فولادهای آستنیتی علی الخصوص گرید ۳۱۶ قادر به ارائه بالاترین سطح مقاومت در برابر خوردگی هستند. فولاد مارتنزیتی ارزان‌تر و فولاد فریتی نیز انتخاب‌های خوبی برای استفاده در محیط‌های خورنده محسوب می شوند.
سایر معیارهای مهم انتخاب فولاد زنگ نزن متناسب با نیازهای شما عبارتند از:
- استحکام، شکل پذیری و چقرمگی
- هزینه و قابلیت دسترسی سریع و ساده
- پاسخ مغناطیسی
- …
با توجه به این معیارها و سبک و سنگین کردن، می توانید مناسب ترین فولاد زنگ نزن موجود در بازار را شناسایی و خریداری نموده و در کاربردهای مدنظرتان مورد استفاده قرار دهید.
تایماز فولاد: بهترین انتخاب برای تأمین فولاد ضد زنگ با کیفیت
اگر به دنبال تامین فولاد ضد زنگ با کیفیت و استاندارد برای پروژه‌های خود هستید، فناوری تایماز فولاد با برند متکو گزینه‌ای مناسب برای شماست. این شرکت با ارائه انواع مختلف فولادهای ضد زنگ از جمله فولادهای مارتنزیتی، فریتی، آستنیتی، دوپلکس و رسوب سختی، می‌تواند نیازهای خاص شما را در صنایع مختلف همچون معماری، خودروسازی، پتروشیمی، و تجهیزات پزشکی برآورده سازد. تایماز فولاد با بهره‌گیری از تجربه و تخصص در زمینه تولید و تامین قطعات فولادی با بالاترین کیفیت، آماده است تا خدمات منحصر به فردی را به شما ارائه دهد. برای ثبت سفارش قطعه و دریافت مشاوره تخصصی، کافیست به صفحه ارتباط با متکو مراجعه کرده و نیازهای خود را با تیم ما در میان بگذارید.
منابع:
fa.wikipedia.org ، kloecknermetals.com
