فولاد زنگ نزن | فولاد ضد زنگ

فولاد زنگ‌ نزن یا استنلس استیل ( Stainless Steel ) که به آن فولاد ضد زنگ هم گفته می‌شود نوعی آلیاژ بسیار محکم از فولاد است، که از عناصر آهن، کروم و نیکل تشکیل شده است. حال ببینیم که این عناصر چه ویژگی‌هایی به این آلیاژ می‌بخشند.

کروم به ترکیب فولاد ضد زنگ می‌افزایند تا مقاومت آهن یا فولاد در برابر خوردگی و زنگ‌زدن افزایش یابد و هر چقدر میزان کرومی که اضافه می‌کنند بیشتر باشد این مقاومت هم بیشتر می‌شود. کربن که به آهن افزوده شود، فولاد به آلیاژ تبدیل می شود و از حالت عنصری خود بیرون می‌آید.

در بعضی موارد نیکل، سیلیسیم و منگنز نیز به این ترکیب فولاد اضافه می‌شود که روی مقاومت نهایی و کاربردهای آن موثر است. در این مقاله به بررسی فولاد ضد زنگ، نحوه تولید، انواع آن، و مزیت‌هایش می‌پردازیم.

انواع فولاد زنگ نزن | فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ فریتیک (Ferritic)

فولاد ضد زنگ فریتیک نوعی هستند که  درصد کروم بین 11 اتا 30 و مقدار کمی هم نیکل دارند. فریتیک ها بالایی در برابر خوردگی، گرما و ترک خوردگی دارد. این نوع فولاد برای ساخت ماشین لباسشویی، دیگ های بخار، اگزوز خودروها، انواع لوازم خانگی و ظروف پخت و پز معماری داخلی استفاده می‌شود.

فولاد ضد زنگ آستنتیک (Austenitic)

پرکاربردترین نوع فولاد ضد زنگ فولاد آستنتیک است که ترکیباتش محتوی 7 درصد نیکل و 16 درصد کروم می‌باشد. نیکل موجود در ترکیب فولاد آستنتیک آن را مقاوم و انعطاف‌پذیر ساخته است.

از فولاد آستنتیک در ظروف خانگی، صنایع شیمیایی، لوله های صنعتی و شناورها، نمای ساختمان، خودروسازی و … استفاده می‌شود.

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی (Martensitic)

فولاد ضد زنگ آلیاژ سه‌گانه‌ای از آهن، کروم و کربن است و میزان ۱۱ تا تا ۱۸ درصد کروم یک درصد کربن دارند و در آنها  نیکل وجود ندارد و همین نبودن نیکل موجب شده تا فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی نسبت به استیل آستنیتی و فریتی مقاومت به خوردگی کمتری داشته باشند.

استحکام و سختی بالایی دارند مغناطیسی هستند و در عوض جوش و شکل‌پذیری پایینی دارند.

از فولاد ضد زنگ مارتنزیتی برای ساخت شیرآلات، فنرها، قاشق و چنگال استفاده می‌کنند.

فولاد ضد زنگ دوبلکس (Duplex)

فولاد ضد زنگ دوبلکس یا همان فولادهای زنگ نزن داپلکس آلیاژهای کروم-نیکل-مولیبدن می‌باشند و  ترکیبی از فولادهای آستنیتی و فریتی هستند که مستحکم و منعطف و مغناطیسی‌اند (استیل بگیر).

فولاد ضد زنگ دوبلکس به ترک ناشی از خوردگی مقاومند و داکتیلیته و چقرمگی بالا دارند و در صنایع کاغذ، خمیر کاغذ، کشتی سازی و پتروشیمی کاربرد دارند.

فولادهای زنگ نزن سختی رسوبی شونده

استیل رسوب سخت  یا PH که مخفف precipitation hardening است هم عنصر کروم دارد هم نیکل. این نوع فولاد نسبت به تمام فولادهای ضد زنگ بالاترین استحکام کششی را دارد.

این نوع فولادهای ضد زنگ انعطاف‌پذیری بالا، استحکام بالایی در دماهای بالا ومقاومت در برابر خوردگی بالا دارند که با افزودن عناصری مانند مس، Niobium و آلومینیوم می‌شود مقاومتشان را افزایش هم داد. از آن‌ها در قطعات فضایی و هواپیما استفاده می‌شود.

مزایای فولاد ضدزنگ

·       فولادهای زنگ نزن قابلیت بازیافت دارند. این فولادها بدون اینکه در خواص آن ها تغییری ایجاد شوداین قابلیت را دارند که  100 درصد بازیافت شوند و  غیرقابل تجزیه می‌باشند.

·       فولاد زنگ نزن دوام زیادی دارد و هزینه های تعمیر و نگه داری پایین تر و طول عمر قابل قبولی دارد.

·       فولاد زنگ نزن برای سلامت انسان خطرآفرین نیست. این فولاد تجزیه‌پذیر است و در محیط باقی نمی‌ماند بنابراین می‌توان گفت خطری برای سلامتی انسان نداردو از آنجا که به راحتی باکتری تولید نمی‌کند در صنایع غذایی و دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

·       فولاد زنگ نزن صرفه اقتصادی دارد. زیرا در بدترین شرایط هم شکل خود را حفظ می‌کند و  طول عمر قابل قبولی دارد.

·         فولاد زنگ نزن در برابر حرارت مقاومت خوبی دارد.

·       فولاد زنگ نزن رسانایی الکتریکی بالایی دارد.

·       • فولاد زنگ نزن قابلیت جوشکاری دارد.

نقش فولاد ضد زنگ در تولید برق

فولاد ضد زنگ از آنجا که در برابر خوردگی مقاوم است در صنعت تولید برق برای مقابله با خوردگی، مخصوصا در دمای بالا کاربرد گسترده‌ای دارد. همچنین در صنعت انرژی هسته‌ای از ضد زنگ ها که اغلب کبالت کم دارند، برای تولید برق و برای مهار تشعشع استفاده می‌شود.

از ضد زنگ ها به دلیل مقاومت در برابر خوردگی بالای آنها و مقاومت در برابر حرارت بالایشان در توربین های بخار و گاز استفاده می‌شود.

نقش فولاد ضد زنگ در تولید مصالح ضد زلزله

آیا برای المان‌ها و پروفیل‌های فلزی ضد زلزله که در ساختمان‌ها برای جلوگیری از لرزش و تخریب دیوار استفاده می‌شود مثل وال پست و میلگرد بستر از فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود؟

آیا فولاد ضد زنگ برای تولیدو ساخت قالب بتن که برای بتن ریزی ساختمان ها مورد استفاده قرار می‌گیرد کاربردی دارد؟

نقش فولاد ضد زنگ در صنعت خودرو

در تولید خودرو، از فولاد های ضد زنگ برای سیستم های اگزوز و مبدل‌های کاتالیزوری و بدنه خودرو استفاده می‌شود.

 مراحل تولید فولاد ضد زنگ

·       مرحله ذوب مواد اولیه: ابتدا مواد اولیه در کوره قوس الکتریکی ذوب می‌شوند و سپس سرباره را جدا می‌کنند و بعد از ته نشین شدن، مواد اولیه مذاب را تصفیه می‌کنند.

·         مرحله حذف مقادیر اضافی کربن: کربن اضافی موجود را با پردازش فلز مذاب در مبدل حذف می‌کنند.

·       مرحله ریخته گری: در این مرحله، مواد مذابی که تصفیه شده‌اند را در قالب ریخته گری می‌ریزند تا آنها به صورت تختال یا شمشال برش دهند.

·       مرحله شکل دهی: در این مرحله فولاد مذاب را به شکل‌های مختلفی مانند مستطیل، مربع، میله یا لوله درمی‌آورند.

·       مرحله عملیات نورد گرم: در این مرحله در دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد فولاد عملیات نورد گرم انجام می‌شود.

·       مرحله عملیات نورد سرد: این عملیات،زمانی  انجام می گیرد که نیاز به ابعاد خاصی باشد.

·       مرحله عملیات آنیل یا بازپخت: طی فرآیندهایی قابلیت شکل پذیری و نرم کردن فلز را افزایش می‌دهند.

·       مرحله رسوب زدایی فولاد: در  مرحله آنیل یا بازپخت، اکسیدهایی بر روی سطح فلز ایجاد می شوند که خواص مکانیکی فلز را کاهش می‌دهند. پس لازم است که در این مرحله که رسوب زدایی است اکسید ها را از روی سطح فولاد بردارند.

·       مرحله برش کاری فلز: این مرحله برای بهتر شدن شکل ظاهری محصول تولید شده برشکاری انجام می‌شود.

·       مرحله پرداخت: آخرین مرحله است که عملیات پرداختی بر روی فولاد انجام می‌دهند تا فولادی که به دست مشتری می‌رسد سطحی زیبا و صاف داشته باشد.