فولاد ضد زنگ و انواع آن (استنلس استیل )


1399/2/29



مقدمه­ ای بر فولاد ضدزنگ

برخلاف آهن، که از هزاران سال پیش درحال استفاده است، فولاد ضدزنگ یک تازه وارد به جهان علوم مواد محسوب می‌شود.  اولین بار در 100 سال گذشته تولید شد. با توجه به فراگیری فلز در همه ی جنبه زندگی روزمره،  مهم بودن کشف فولاد ضد زنگ مشهود است. با کشف این فلز در جهان مدرن انقلابی عظیم رخ داده و کاربردهایی را تقریبا در بخش ساختمان سازی، زیبایی و سلامت، تجهیزات در صنایع مختلف  پیدا کرده است. این فلز، از فلزاتی مانند مس، آلومینیوم و فولاد کربن بهتر عمل می‎کند.

 

راز موفقیت فولاد ضدزنگ در گرو خصوصیات فیزیکی و شیمیایی فوق­ العاده آن می‎باشد.  فولاد ضدزنگ، مقاومت دربرابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت (تا 1200 درجه سانتی­گراد (2192 فارنهایت))، شکل­ پذیری، جوش ­پذیری و دوام بالایی دارد و زنگ نمی­زند.  مهمتر از همه این­ عوامل، این فلز به آسانی با بسیاری از مواد واکنش نمی­ کند و در مقایسه با آلیاژهای غیرخورنده خاص، قیمت مناسبی دارد. در قرن گذشته، متخصصین روش­ هایی را برای تولید فولادهای ضدزنگ، کنترل خصوصیات آن­ها و تولید انبوه آن­ها با کیفیت سازگار اختراع کرده‎اند.

 

اختراع فولاد ضدزنگ

در سال 1913، هری بریرلی از شفیلد انگلستان، فولاد بدون زنگ را کشف کرد. اگرچه قبل از آن تلاش­ هایی برای کشف این فلز انجام شد. بریرلی به اختراع اولین فولاد ضدزنگ واقعی مفتخر شده است، که حاوی 12.8 درصد کروم بود. او کروم را به آهن مذاب برای  تولید فلزی که زنگ نمی­زند اضافه کرد. کروم یک عنصر کلیدی است، به صورتی که مقاومت در برابر خوردگی را فراهم می­کند. بریرلی هنگام تلاش برای حل مساله فرسایش سطوح داخلی بشکه ­های باروت برای ارتش بریتانیا در طول آغاز جنگ جهانی اول به این کشف دست یافت.

بعد از کشف اولیه، تلاش‌های بیشتری برای بهبود فولاد ضدزنگ در گام ­های نسبتا سریع رخ داد. در 1919، الوود هاینز به یک اختراعی در فولاد ضدزنگ مارنتزیتی دست یافت، در 1929 ویلیام کرول از لوکزامبروگ اولین کسی بود که فولاد ضدزنگ با رسوب سخت شونده را کشف کرد و در 1930 فولاد ضدزنگ دوگانه اولین بار در سوئد در آهنگرخانه ­های اوستا تولید شد.

دو نوع گوناگون فولاد تفاوت بسیاری نسبت به یکدیگر دارند  هر کدام از آن ها مجموعه ای از مزایای خود را داشته که آن ها را به طور بی همتایی مناسب برای طیف گسترده ای از کاربردها می سازد.

 

انواع فولاد ضد زنگ

 

فولاد فریتی: این فولاد بر پایه ی کروم و مقادیر اندکی کربن که معمولاً کمتر از 0.1% هستند، می‌باشد. این فولادها دارای ریزساختار مشابهی با فولادهای کم آلیاژ و کربنی می‎باشند. کاربرد مقاطع نسبتاً نازک به علت ضعف چقرمگی در نقاط جوش محدود است. در مواردی که جوشکاری مورد نیاز نیست، این فولادها طیف گسترده‌ای از کاربردها را ارائه می کنند. فولاد های فریتی را نمی توان از طریق عملیات حرارتی سخت کرد. فولادهای با میزان کروم بالا با افزودنی مولیبدن می توانند در شرایط کاملاً تهاجمی همچون آب دریا استفاده شوند.  همچنین این فولادها برای مقاومت دربرابر ترک خوردگی ناشی از تنش خوردگی انتخاب می شوند. فولادهای فریتی مغناطیسی نیز هستند.

 

فولاد آستنیتی: به عنوان مرسوم ترین فولاد ضد زنگ شناخته می شوند. ریزساختار آن ها شامل نیکل، منگنز و نیتروژن است. این همان ساختاری است که در فولادهای معمولی در دماهای بسیار بالا اتفاق می افتد. این ساختار به این فولادها ترکیب مشخصی از قابلیت جوشکاری و شکل پذیری می‌دهد.  مقاومت دربرابر خوردگی این استیل، با افزودن کروم، مولیبدن و نیتروژن زیاد می شود.  این فولاد را نمی توان از طریق عملیات حرارتی سخت کرد. اما لازم است بدانید که فولادهای آستنیتی دارای خاصیت مفیدی بوده که قادر هستند به سطوح بالایی از استحکام رسیده، در حالی که سطح مطلوبی از  چکش خواری را نیز حفظ کنند.

 

فولاد مارتنزیتی: این فولادها در پایه کروم بودن مشابه فولادهای فریتی بوده اما دارای کربن تا حدود 1% هستند. این میزان کربن به آن ها اجازه ی سخت و آبدهی شدن مشابه با فولادهای کم آلیاژ و کربنی را می دهد. در مواردی که استحکام بالا و مقاومت به خوردگی متوسط نیاز است، استفاده می شوند. این فولاد ها بیشتر در تولید محصولات بلند (طویل)  استفاده می شوند. به طور کلی فولادهای مارتنزیتی قابلیت جوشکاری و شکل پذیری کمی داشته و مغناطیس نیز هستند.

 

فولاد دوگانه: این فولادها دارای ریزساختار 50% فریتی و 50% آستنیتی هستند. این ریزساختار استحکام بالاتری نسبت به فولادهای کاملاً فریتی و کاملاً آستنیتی ارائه می کند. آن ها نسبت به ترک خوردگی ناشی از تنش خوردگی مقاوم هستند. استحکام و مقاومت به انواع خوردگی فولادهای سوپردوگانه در مقایسه با فولادهای آستنیتی زیاد است.  آن ها قابل جوشکاری بوده اما دقت در انتخاب منبع گرما و مواد اولیه سیم جوش بسیار مهم است.  فولادهای سوپردوگانه قابلیت شکل پذیری متوسط داشته و همچنین مغناطیسی می‌باشد. اما به دلیل وجود 50 درصد فاز آستنیتی مغناطیس شدن آن ها به اندازه ی فولاد فریتی، مارتنزیتی و رسوب سخت شونده نیست.

 

فولاد رسوب سخت شده: این فولادها می توانند استحکام بسیار بالایی را به وسیله ی افزودن عناصری همچون مس، نیوبیوم و آلومینیم ارائه کنند.

در 100 سال گذشته، حدود 100 گرید فولاد ضدزنگ کشف شده و به طور تجاری در شکل های مختلف همانند نبشی و ناودانی با قیمت های مختلف موجود است ( قیمت نبشی های فولادی در سایت فولاد ایرانیان قابل مشاهده است )

 

 

 

 

تهیه شده توسط تیم تولید محتوای فولاد ایرانیان

Top
لوگو ساماندهی