فولاد (Steel) آلیاژی از آهن و کربن به همراه سایر عناصر آلیاژی است که دنیای صنعتی عصر ما بدون وجود آن غیر قابل تصور است. بسیاری از وسایل و ابزارهایی که هر روزه در محیط اطراف خود میبینیم از فولاد ساخته شده است. متاسفانه فولاد ساده کربنی با اکسید شدن زنگ زده و کیفیت خود را تا حدی از دست می دهد. به همین دلیل سازندگان فولاد به فکر استفاده از نوع ضد زنگ آن افتادند. فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل شامل مجموعه ای از آلیاژ ویژه است که موجب افزایش مقاومت آن در برابر اکسید شدن و زنگ زدگی است.
اگر مشتاقید این آلیاژ جالب را که این روزها بازار پر رونقی در ساخت و سازها دارد بشناسید به شما پیشنهاد می کنیم که تا پایان با ما همراه باشید تا ببینیم این عنصر چیست و چه ویژگی هایی دارد که این روزها نور چشمی صنعت گران شده.
فولاد زنگ نزن چه ماهیتی دارد
استنلس استیل به خاطر عناصر ارزشمندی مانند کروم، مولیبدن، نیکل و ازت در برابر ضربه و اکسید شدن مقاوم است و طول عمر آهن را بالا می برد. اما شاید بپرسید این عناصر چه خاصیتی دارند که تا این حد موثر هستند. در فولاد زنگ نزن حداقل 11 درصد کروم به کار می رود که این عنصر با ترکیب سایر عناصر مذکور مقاومت فولاد را افزایش می دهند. بله سوال خوبیست، حتی اگر سایر عناصر ذکر شده به حد زیادی استفاده شوند تاثیر خاصی ندارد و نبود یا مقدار حداقلی کروم تضمینی بر زنگ نزدن آهن و فولاد نیست. کروم فولاد را از زنگ زدن در امان می دارد و نیکل به منظور ایجاد انعطاف و فرم پذیری در فولاد استفاده می شود.
انواع فولاد استنلس استیل را بشناسیم
براساس ترکیبات شیمیایی و متالوژیکی، فولاد را در پنج طبقه دسته بندی می کنند که به صورت زیر آمده‌اند:
- مارتنزیتی(Martensite)
- فریتی(ferritic)
- آستنیتی(Austenitic)
- آستنیتی_ فریتی یا دو فازی(Duplex or ferritic-austenitic)
- رسوب سختی(Precipitation- Hardening)
برای آشنایی بهتر شما با این چند نوع از فولاد ضد زنگ و کاربرد فولاد زنگ نزن به بررسی هر کدام در ذیل پرداخته ایم:
مارتنزیتی
این نوع از فولاد ضد زنگ با ترکیبی سه گانه از آهن، کروم و کربن تشکیل شده است. ترکیب سه نفره این عناصر هر نوع خوردگی و زنگ زدگی را شکست می دهند. کروم این نوع از فولاد 11 تا 18 درصد بوده و کربنی یک درصدی دارد،اما از نیکل خبری نیست. عیب این فولا مقاومت متوسط آن در برابر خوردگی است.
فریتی
این نوع نسبت به مارتنزیتی دارای کروم بالاتری بین 11 تا 30 درصد بوده در حالیکه فاقد نیکل بوده یا با درصد پایینی از آن دارد. این فولاد ساختاری کریستالی از نوع BCC دارد. مقاومت حرارتی بالای آن موجب شده تا در بخش های ساختاری که با حرارت سرو کله دارند مثل اگزوز خودرو، ظروف پخت و پز یا لوازم خانگی از آن استفاده شود.
آستیتی
بازار پر رونقش را نسبت به انواع دیگر فولاد ضد زنگ نمی توان انکار کرد. حدود 80 درصد از فولاد موجود در بازار دنیا از این نوع است. آستیتی حاوی حداقل 16 درصد کروم و حدود 7 درصد نیکل بوده که مقاومت بالای آن را در دماهای بسیار بالا و مقابل خوردگی تضمین می کند. این نوع از فولاد، غیر مغناطیسی بوده و با استفاده از عملیات حرارتی سخت نمی شود. آستیتی به خاطر وجود نیکل تافنس انعطاف پذیری بالایی دارد و با افزودن عناصری مثل تیتانیوم، مس یا مولیبدن می توان خصوصیات آن را تغییر داد. مولیبدن مقاوت آن را در فضای اسیدی بالا می برد.
آستیتی- فریتی یا دوفازی
از اسمش مشخص است که ترکیبی از فولاد ضد زنگ آستیتی یا فریتی است. این ترکیب 50، 50 از دو نوع قبلی مقاومت آن را در برابر ترک خوردگی-تنشی و خوردگی بالاتر می برد. فولاد سوپر دوبلکس در مقایسه با آستیتی استحکام و مقاومت بیشتری دارند.
رسوب سختی
این نوع از فولاد نیز علاوه بر کروم و نیکل، مس، تیتانیوم و مولیبدن در خود دارد. انعطاف پذیری، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی آن در سطح بالایی است، به همین دلیل در قطعات فضایی و هواپیما از آن بیشتر استفاده می شود.
مزایای فولاد زنگ نزن چیست
از آنجا که دنیا روز به روز بیشتر در صنعتی شدن غرق می شود، با افزایش سالانه 5 درصدی تولید فولاد، مصرف سالیانه آن به مقداری بالاتر از 20 میلیون تن در سال رسیده است. همه ما می دانیم که فولاد به ویژه نوع ضد زنگ آن چقدر در پیشبرد زندگی بشر موثر بوده است. مزایای این فولاد در سطح وسیعی است که در این مقاله تنها به چند نمونه مهم و ویژه تر از آن اشاره می کنیم. از جمله این مزایا شامل موارد زیر هستند:
- مقاومت بیشتر در برابر خوردگی
- سختی یا کرایوژنیک بالاتر
- مقاومت گرمایی بالا
- انعطاف پذیری بیشتر
- استحکام و سختی بالاتر
- ظاهری جذاب تر
- نگه داری آسان
- عدم نیاز به پوشش محافظ
نکته: هر چند فولاد استنلس استیل نسبت به سایر انواع فولاد گران تر است اما به تمام دلایل بالا و افزون تر که گستردگی بیش از حد اجازه مطرح کردن آنها را نمی دهد، استفاده از این فولاد از لحاظ اقتصادی و امنیتی بسیار مقرون به صرفه است. این استیل در برابر دماهای بالای 800 درجه سانتی گراد نیز بسیار مقاوم است. قابلیت شتسشوی راحت محصولاتی که از این نوع آهن ساخته شده اند موجب شده تا در زمینه هایی مثل دکوراسیون منزل و لوازم آشپزخانه به وفور مورد استفاده قرار گیرند. این نوع از فولاد را فولاد سبز نیز می گویند؛ چراکه قابلیت بازیافت داشته و به طبیعت صدمه نمی زند.
فولاد ضد زنگ در چه مواردی کاربرد دارد
گفتیم که این نوع از فولاد بنا به دلایل مذکور پرطرفداربوده و در صنایع و قسمت های مختلفی مورد نیاز است. از جمله کاربردهای این فولاد را می توان در ادامه خواند:
مصارف خانگی
- کارد و چنگال، ظروف غذاخوری و سایر وسایل مشابه
- قابلمه و وسایل آشپزی
- سینک ظرفشویی
- مبلمان منزل
- اجاق گاز و باربکیو
مصارف شهری
- کیوسک تلفن
- نمای ساختمان
- آسانسور و پله برقی
- مترو و زیرساخت ایستگاه های آن
مصارف صنعتی
- تجهیزات تولید مواد غذایی و دارویی
- قطعات موتور هواپیما و اتومبیل
- تانکرهای سوخت و شیمیایی
پرکاربردترین فولادهای ضد زنگ و تفاوت های آنها
گفتیم که آستیتی پرکاربردترین است. گرید 304 از این نوع رایج ترین نوع فولاد ضد زنگ است. گرید بعدی 316 است. تفاوت این دو در کاربرد 2 تا 3 درصدی مولبیدن در گرید 316 است که مقاومت آن را در برابر خوردگی، کلریدها و سایر حلال های صنعتی دوچندان می کند. گرید 316 درصد بیشتری نیکل بوده و 304 کروم بالاتری دارد. هر دو نوع فولاد مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند. 304 به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و ارزان تر بودن پرکاربردترین و پر مصرف ترین نوع فولاد در جهان است. علت گران تر بودن 316 مقاومت بالای آن در برابر خوردگی به ویژه کلریدها و محلول های کلر است که همین عامل موجب کاربردی تر بودن آن در محیط های مرطوب و شرجی است.
کلام آخر
نقش فولاد آنهم از نوع ضد زنگش را نمی توان نادیده گرفت. تمام صنایع ریز و درشت مدیون کارکردهای فولاد هستند. حتی بسیاری از بخش های زندگی شخصی ما توسط فولاد ضد زنگ می چرخد. این نوع از فولاد هر چه کروم بالاتری داشته باشند انعطاف پذیری و استحکام بالاتری خواهند داشت . اینگونه است که این نوع از آهن جایگاهی بالا نزد بسیاری از صنعت گران در دنیا دارد. امیدواریم این مقاله در انتخاب درست شما تاثیر داشته باشد.