فولاد زنگ نزن؛ انوع و آلیاژها

در این مطلب قصد داریم به بررسی نوعی از فولاد می‌پردازیم که در مقابل زنگ‌زدگی مقاوم است. به این نوع از فولاد، فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل می‌گویند. از جمله محصولات استنلس استیلی که آهن آنلاین ارائه می‌کند می‌توان به این موارد اشاره نمود: ورق استنلس استیل دکوراتیو، ورق استنلس استیل صنعتی و میلگرد استنلس استیل. میزان عناصر آلیاژی به کار رفته در این فولاد را زیاد در نظر می‌گیرند تا بتواند در دماهای بالا و اتمسفرهای خورنده از خود مقاومت نشان دهد. وقتی کربن را به آهن اضافه کنیم، کربن به آلیاژ تبدیل می‌شود و دیگر یک عنصر، شناخته نمی‌شود. به آلیاژ حاصله، فولاد گفته می‌شود. فولاد تشکیل شده نسبت به آهن خواص بهتری دارد. فولاد آلیاژی مهم است که در جهان هر ساله به میزان زیادی تولید می‌شود. نوعی از فولاد وجود دارد که ضد زنگ می‌باشد که یکی از انواع آلیاژهای فولاد است. در این مطلب به بررسی موارد زیر می‌پردازیم.

ارائه‌ی تعریفی از فولاد زنگ نزن، آلیاژهای فولاد ضد زنگ و انواع فولادهای ضد زنگ

فولاد زنگ نزن چیست؟

فولاد زنگ نزن گروهی از آلیاژهای ویژه می‌باشد که به منظور افزایش مقاومت در برابر زنگ‌زدگی معرفی شده‌ است. از ویژگی‌های مهم این محصول فولادی می‌توان به تغییر شکل در دماهای پایین مانند دمای اتاق و مقاومت بالا در برابر اکسید شدن و پوسته شدن در دماهای بالا اشاره کرد. فولاد ضد زنگ یا به اصطلاح استنلس استیل در ترکیب خود مقدار زیادی کروم دارد. حداقل کروم مصرفی در فولاد ضد زنگ حدود ۱۱ درصد است. برای اینکه این نوع از فولاد بتواند در برابر زنگ‌زدگی از خود واکنش نشان دهد و به خوبی عمل نماید نباید میزان کروم استفاده شده در آن از این مقدار کمتر باشد. زیرا وجود کروم در این نوع فولاد باعث ایجاد خاصیت ضدزنگی می‌گردد. به عبارت ساده‌تر کروم عنصری می‌باشد که تقویت‌کننده‌ی مقاومت فولاد در برابر زنگ زدگی است. علاوه بر کروم از ترکیبات دیگری به منظور تولید فولاد ضد‌زنگ نیز استفاده می‌نمایند. از جمله‌ی این ترکیبات می‌توان به مولیبدن و نیکل اشاره کرد. نیکل به منظور ایجاد انعطاف و افزایش فرم‌پذیری در فولاد ضدزنگ مورد استفاده قرار  می‌گیرد. کشف فولاد ضدزنگ به این صورت بود که دانشمندان دریافتند که با افزودن حدود ۱۰ الی ۲۰ درصد کروم و نیکل به فولاد موجود نوعی دیگر از فولاد به دست می‌آید که در برابر اسیدها و زنگ‌زدگی مقاوم هستند. در زندگی روزمره‌ی خود با مواردی روبه رو می‌شویم که از فولاد تولید شده‌اند مانند لوازم برقی، وسایل ماهی‌گیری و بسیاری از چیزهای دیگر. این نوع از فولاد براق است و به راحتی صیقل داده می‌شود. بدین منظور از فولاد ضدزنگ به عنوان جایگزینی برای نورافکن‌ها و آینه‌ها استفاده می‌نمایند.

آلیاژهای فولاد زنگ نزن

آلیاژهای ایجاد شده از فولاد ضد زنگ به دلیل مقاوم بودن در برابر خوردگی از مواد پرکاربرد در مهندسی به شمار می‌آید. بر مبنای عنصر آلیاژی استفاده شده در فولادهای زنگ نزن می‌توان آن‌ها را به چندین دسته‌ تقسیم کرد. ۱- آهن- کروم ۲- آهن – کروم – کربن ۳- آهن – کروم – کربن – نیکل.

نمایی از تولید فولاد ضد زنگ

انواع فولادهای زنگ نزن

فولادهای ضد زنگ را بر مبنای ترکیبات شیمیایی و متالوژیکی مورد استفاده به استنلس استیل فریتی، مارتنزیتی، آستینی، سخت‌گردان رسوبی و ساختار دو فازی تقسیم می‌کنند که هر یک از آن‌ها را در قسمت زیر به اختصار بیان می‌کنیم.

• فریتی: براساس ترکیب‌های به کار رفته در فولادهای زنگ نزن می‌توان آن‌ها را به دو گروه تقسیم کرد. ۱- استاندارد سری  ۴۰۰، کربن در این استاندارد تا ۲۰ درصد موجود است ومیزان کروم به کار رفته در این نوع تا ۲۷ درصد می‌باشد  و ترکیبات دیگری مانند تیتانیوم، نیوبیوم و آلومینیوم ( به میزان کم ) نیز در فولاد ضد زنگ فریتی یافت می‌شود. ۲- سری دوم استاندارد تعریف شده تا ۳۰ درصد کروم در خود دارد. از ترکیبات دیگر استفاده شده در آن می توان به مولیبدن و نیکل هر یک تا ۴ و ۲ درصد اشاره کرد. علت توجه به این نوع از آن لحاظ می‌باشد که مقاومتی که فولاد ضد زنگ فریتی از خود نشان می‌دهد شباهت زیادی به فولادهای ضد زنگ نیکل‌دار دارند اما قیمت آن‌ها ارزان‌تر می‌باشد ( به این دلیل که در ترکیبات آن‌ها از نیکل استفاده نشده است ). فولادهای ضد زنگ فریتی که به تازگی در تجارت مورد استفاده قرار می‌گیرند مقدار نیتروژن و کربن کمی را دارند این نوع در برابر خوردگی مقاومت بالاتری را دارند همچنین جوش‌پذیر نیز می‌باشند.
• مارتنزیتی: در این نوع از فولاد ضدزنگ نیکل وجود ندارد و  عملیات سخت‌گردانی به صورت حرارتی انجام می‌شود. میزان کربن موجود در این فولاد ضد زنگ می‌تواند تا ۱۸ درصد باشد. استحکام، سختی و مقاومت در برابر خستگی در این نوع از استنلس استیل بالا است. از نظر انعطاف‌پذیری در سطح خوبی قرار دارد ولی در برابر خوردگی مقاومت متوسطی را دارند. معمولا برای ساخت شیرآلات، فنرها، قاشق و چنگال از فولاد ضد زنگ مارتنزیتی استفاده می‌کنند.
• آستینی: این فولاد ضد زنگ بیشترین میزان استفاده را در بین سایر فولادهای ضدزنگ دارد. حدود ۸۰ درصد فولاد ضد زنگ در بازار جهان به فولاد ضد زنگ آستینی اختصاص پیدا کرده است. حداقل نیکل مصرفی در این نوع حدود ۷ درصد است همین امر باعث شده تا در دماهای بالا انعطاف‌پذیر و مقاوم باشند. استنلس استیل از نظر جوشکاری کاملا مساعد است و در محیط‌های مختلف مانند آب دریا و محیط‌های اتمسفری کاربرد دارد.
• سخت‌گردان رسوبی: این نوع از استنلس استیل علاوه بر کروم و نیکل، به میزانی مس، تیتانیوم، مولیبدن و مس نیز در خود دارد. این نوع از فولادهای ضد زنگ انعطاف‌پذیری بالایی داشته و در برابر خوردگی نیز مقاوم هستند همچنین از استحکام بالایی در دماهای بالا برخوردارند. از جمله کاربرد‌های این نوع از استنلس استیل می‌توان به استفاده از آن‌ها در قطعات فضایی و هواپیما اشاره نمود.
• ساختار دو فازی: ترکیبی از فولادهای ضد زنگ فریت و آستنیت می باشد. در مقایسه با استنلس استیل آستنیت مقاومت بیشتری در برابر ترک خوردگی – تنشی و خوردگی دارد. از موارد استفاده‌ی این نوع از فولاد زنگ نزن می‌توان به قطعات مبدل حرارتی و کارگا‌ه‌های عملیات آبی اشاره کرد.

کاربرد استنلس استیل در آشپزخانه

در آینده به بررسی کاربردهای استنلس استیل در حوزه‌های مختلفی مانند معماری، حمل و نقل، مبلمان، تولید برق، تجهیزات شست‌وشو، تجهیزات آشپزخانه، کشاورزی، نساجی، بیمارستان‌ها و صنایع شیمیایی خواهیم پرداخت.‌ مطلب فوق در زمینه‌ی فولاد زنگ نزن، آلیاژها و  انواع فولادهای ضد زنگ می‌باشد. اگر در این زمینه اطلاعاتی دارید، می‌توانید آن را از طریق کامنت با ما و دیگر دوستان به اشتراک بگذارید.

نویسنده: رقیه علی‌زاده فرد