رفتن به مطلب

آیا فولاد ضد زنگ زنگ می زند؟


rkiahoseyni

پست های پیشنهاد شده

  • مقالات

آیا فولاد ضد زنگ زنگ می زند؟

مقدمه:

فولاد ضد زنگ آلیاژی آهنی است که حاوی حداقل 5/10درصد کروم است. کروم با اکسیژن موجود در هوا واکنش داده و یک لایه محافظ تشکیل می دهد که فولاد ضد زنگ را در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم می کند. در حال حاضر، بیش از 150 نوع فولاد ضد زنگ در بازار وجود دارد. فولاد ضد زنگ به دلیل ماهیت تعمیر و نگهداری کم، مقاومت در برابر اکسیداسیون و رنگ‌آمیزی، در بسیاری از کاربردها به ویژه مواردی که زیبایی‌شناسی اهمیت دارد، ترجیح داده می شود.

رفتار خوردگی فولاد ضدزنگ:

حتی با وجود ویژگی‌های چشمگیر فولادهای ضدزنگ، این آلیاژ می‌تواند زنگ بزند و دچار خوردگی شود، لذا این آلیاژ در واقع یک آلیاژ مقاوم به خوردگی است نه «ضد زنگ». برخی از انواع فولاد ضد زنگ بسته به محتوای کروم، بیشتر از سایرین در معرض خوردگی هستند. هر چه محتوای کروم بیشتر باشد، احتمال زنگ زدگی فلز کمتر می شود. اما، با گذشت زمان و در صورت عدم نگهداری صحیح، زنگ زدگی روی فولاد ضد زنگ ایجاد می شود و تخریب می گردد

image.jpeg.01fd5f655bcabe7b9d63e9e8ebec9615.jpeg

عوامل موثر بر زنگ زدگی در فولاد ضد زنگ:

عوامل مختلفی می توانند بر توانایی فولاد ضد زنگ برای مقاومت در برابر خوردگی تأثیر بگذارند. ترکیب فولاد بزرگترین نگرانی در مورد مقاومت در برابر خوردگی است. عناصر موجود در گریدهای مختلف فولاد ضد زنگ می توانند اثرات نامطلوبی بر مقاومت در برابر خوردگی داشته باشند. محیطی که در آن فلز استفاده می شود عامل دیگری است که می تواند احتمال زنگ زدگی فولاد ضد زنگ را افزایش دهد. محیط های حاوی کلر مانند استخرهای شنا بسیار خورنده هستند. همچنین محیط های دارای آب شور می توانند خوردگی فولاد ضد زنگ را تسریع کنند.

در نهایت، تعمیر و نگهداری بر توانایی فلزات در مقاومت در برابر زنگ زدگی تأثیر می گذارد. کروم موجود در فولاد ضد زنگ با اکسیژن موجود در هوا واکنش می دهد تا یک لایه اکسید کروم محافظ در سراسر سطح تولید کند. این لایه اگرچه بسیار نازک است، اما از فلز در برابر خوردگی محافظت می کند. این لایه می‌تواند در اثر محیط‌های خشن یا آسیب‌های مکانیکی مانند خط و خش از بین برود، اما اگر به درستی و در محیطی مناسب تمیز شود، لایه محافظ دوباره تشکیل شده و خاصیت محافظ را بازیابی می‌کند.

انواع خوردگی فولاد ضد زنگ:


انواع مختلفی از خوردگی فولاد ضد زنگ وجود دارد. هر یک از آنها چالش های متفاوتی را ارائه می دهند و نیاز به مدیریت متفاوتی دارند.

  • خوردگی عمومی: قابل پیش بینی ترین و ساده ترین نوع خوردگی برای رویت و رسیدگی است. با از دست دادن یکنواخت کل سطح مشخص می شود.
  • خوردگی گالوانیکی: این نوع خوردگی بیشتر آلیاژهای فلزی را تحت تأثیر قرار می دهد. به موقعیتی اطلاق می شود که یک فلز با فلز دیگر تماس پیدا می کند و باعث می شود یکی یا هر دو با یکدیگر واکنش داده و خورده شوند.
  • خوردگی حفره‌ای: نوعی خوردگی موضعی است که حفره‌ها یا سوراخ‌هایی را ایجاد می‌کند. در محیط های حاوی کلرید شایع است.
  • خوردگی شکافی: همچنین خوردگی موضعی که در شکاف بین دو سطح به هم پیوسته رخ می دهد. این می تواند بین دو فلز یا یک فلز و یک غیر فلز ایجاد شود.

چگونه از زنگ زدن فولاد ضد زنگ جلوگیری کنیم؟

زنگ زدگی فولاد ضد زنگ می تواند نگران کننده باشد و ظاهری ناخوشایند داشته باشد. این فلز برای مقاومت در برابر خوردگی طراحی شده است، به همین دلیل است که اکثر کاربران وقتی متوجه لکه‌ها و زنگ‌زدگی روی فلز می‌شوند، ترس دارند. خوشبختانه روش های مختلفی در مراحل مختلف وجود دارد که می تواند به بهبود مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی کمک کند.

طراحی:

آماده سازی در مرحله برنامه ریزی، هنگام استفاده از فولاد ضد زنگ، می تواند در دراز مدت نتیجه دهد. اطمینان حاصل کنید که فلز در مناطقی با حداقل نفوذ آب برای کاهش آسیب به سطح استفاده می شود. در مواردی که تماس با آب اجتناب ناپذیر است، باید سوراخ های زهکشی اعمال شود. طراحی همچنین باید اجازه گردش آزاد هوا را بدهد تا از آسیب به آلیاژ جلوگیری شود.

ساخت:

در طول ساخت، باید مراقب محیط اطراف بود تا از آلودگی متقابل با فلزات دیگر جلوگیری شود. همه چیز از ابزارها، واحدهای ذخیره سازی، رول های تراشکاری و زنجیر باید به دقت کنترل شوند تا ناخالصی ها به آلیاژ نرسند. این می تواند تشکیل پتانسیل زنگ زدگی را افزایش دهد.

نگهداری:

پس از نصب آلیاژ، تعمیر و نگهداری منظم، کلیدی برای جلوگیری از زنگ زدگی است و همچنین پیشرفت هرگونه زنگی که ممکن است قبلاً ایجاد شده باشد را محدود می کند. می بایست زنگ تشکیل شده با استفاده از وسایل مکانیکی یا شیمیایی از بین برود و آلیاژ با آب گرم و صابون تمیز گردد. همچنین می توان فلز را با یک پوشش مقاوم در برابر زنگ پوشاند.

 

ویژگی های فولاد ضد زنگ:

فولاد زنگ نزن نام خانواده ای از آلیاژهای مبتنی بر آهن است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و حرارت شناخته شده اند. همانطور که گفته شد یکی از ویژگی‌های اصلی فولاد ضد زنگ میزان کروم آن است که مقاومت آن را در برابر خوردگی در مقایسه با سایر انواع فولادها نشان می‌دهد. مانند سایر فولادها، فولاد ضد زنگ عمدتاً از آهن و کربن تشکیل شده است، اما با افزودن چندین عنصر آلیاژی دیگر که برجسته ترین آنها کروم است رفتار خوردگی آنها بهبود یافته است. سایر آلیاژهای رایج موجود در فولاد ضد زنگ نیکل، منیزیم، مولیبدن و نیتروژن هستند.

فولاد ضد زنگ دارای خواص مطلوب بسیاری است که به کاربرد گسترده آن در ساخت قطعات و ملزومات مورد استفاده در بسیاری از بخش‌های صنعتی کمک زیادی می‌کند. مهمتر از همه، به دلیل محتوای کروم، در برابر خوردگی بسیار مقاوم است. حداقل 5/10 درصد کروم موجود در فولاد ضدزنگ باعث می شود این آلیاژ تقریباً 200 برابر بیشتر از فولادهای بدون کروم در برابر خوردگی مقاوم باشد. از دیگر خواص مطلوب برای مصرف کنندگان می توان به استحکام و دوام بالا، مقاومت در برابر حرارت بالا و پایین، افزایش شکل پذیری و ساخت آسان، تجهیزات کم مورد نیاز برای نگهداری، ماندگاری طولانی، ظاهر جذاب و سازگار با محیط زیست و قابل بازیافت اشاره کرد. هنگامی که فولاد ضد زنگ مورد استفاده قرار می گیرد، نیازی به تعمیر، پوشش یا رنگ آمیزی ندارد. در ذیل خواص مهم فولاد ضدزنگ بیان شده است:

  • مقاوم در برابر خوردگی
  • استحکام کششی بالا
  • دوام بسیار زیاد
  • مقاوم در برابر دما
  • شکل پذیری و ساخت آسان
  • نگهداری کم (بادوام طولانی)
  • ظاهر جذاب
  • سازگار با محیط زیست (قابل بازیافت)

 

سیستم های درجه بندی برای فولاد ضد زنگ:

سیستم های درجه بندی عددی زیادی برای فولاد ضد زنگ وجود دارد که بر اساس ترکیب، خواص فیزیکی و کاربرد آنها تعیین می شوند. هر نوع فولاد ضد زنگ با شماره سری خود طبقه بندی می شود و سپس یک درجه عددی به آن اختصاص می یابد. محبوب ترین شماره های سری 200، 300، 400، 600 و 2000 هستند. رایج ترین گریدها نوع 304 و 316 هستند که از آلیاژهای کروم نیکل آستنیتی تشکیل شده اند. فولادهای زنگ نزن مورد استفاده جهت ساخت کارد و چنگال در سری 400 یافت می شود که از آلیاژهای کروم فریتی و مارتنزیتی مشتق شده است. نوع 420 به عنوان فولاد جراحی و نوع 440 به عنوان فولاد تیغه شناخته می شود.

طبقه بندی فولاد ضد زنگ:

خانواده فولادهای زنگ نزن بر اساس ریزساختار کریستالی در درجه اول به چهار دسته اصلی طبقه بندی می شوند:

 

فریتیک:

فولادهای فریتی، فولادهای ضد زنگ درجه 400 هستند که به دلیل محتوای بالای کروم خود که می تواند از 5/10٪ تا 27٪ باشد، مورد توجه قرار می گیرد. آنها همچنین دارای خواص مغناطیسی هستند، شکل پذیری خوب، پایداری، خاصیت کششی و مقاومت در برابر خوردگی، خستگی حرارتی و ترک خوردگی ناشی از تنش را ارائه می دهند.

کاربردهای فولاد ضد زنگ فریتی:

کاربردهای معمولی برای فولادهای زنگ نزن فریتی شامل اجزا و قطعات خودرو، صنایع پتروشیمی، مبدل های حرارتی، کوره ها و در کالاهای بادوام مانند لوازم خانگی و تجهیزات غذایی می باشد.

آستنیتی:

شاید رایج ترین دسته فولاد ضد زنگ، فولادهای درجه آستنیتی باشند که کروم بالایی دارند و حاوی مقادیر متفاوتی از نیکل، منگنز، نیتروژن و مقداری کربن هستند. فولادهای آستنیتی به زیر دسته های سری 300 و سری 200 تقسیم می شوند که مشخص می گردد از کدام آلیاژها استفاده می شود. ساختار آستنیتی سری 300 از طریق افزودن نیکل متمایز می شود. سری 200 در درجه اول از افزودن منگنز و نیتروژن استفاده می کند. گرید 304 رایج ترین فولاد ضد زنگ است.

کاربردهای فولاد ضد زنگ آستنیتی

گاهی اوقات به دلیل 18٪ کروم و 8٪ نیکل به عنوان 8-18 نامیده می شود و در تجهیزات آشپزخانه، کارد و چنگال، تجهیزات پردازش مواد غذایی و اجزای ساختاری در صنایع خودروسازی و هوافضا مورد استفاده قرار می گیرد. گرید 316 یکی دیگر از فولادهای ضد زنگ رایج است. در ساخت طیف گسترده ای از محصولات مانند تجهیزات آماده سازی مواد غذایی، نیمکت های آزمایشگاهی، تجهیزات پزشکی و جراحی، اتصالات قایق، تجهیزات دارویی، نساجی و فرآوری شیمیایی استفاده می شود.

مارتنزیتی:

فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی از سری فولادهای زنگ نزن سری 400 هستند. آنها دارای محتوای کربن کم تا زیاد و حاوی 12 تا 15 درصد کروم و تا 1 درصد مولیبدن هستند. هر زمان که مقاومت در برابر خوردگی و یا مقاومت در برابر اکسیداسیون به همراه استحکام بالا در دماهای پایین یا مقاومت در برابر خزش در دماهای بالا مورد نیاز باشد، این آلیاژ مورد استفاده قرار می گیرد. فولادهای مارتنزیتی نیز مغناطیسی هستند و شکل پذیری و چقرمگی نسبتا بالایی دارند که شکل گیری آنها را آسان کرده است.

کاربردهای فولاد ضد زنگ مارتنزیتی:

کاربردهای فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی شامل طیف وسیعی از قطعات و اجزاء است. از تیغه های کمپرسور و قطعات توربین، ظروف آشپزخانه، پیچ و مهره، قطعات پمپ و شیر، ابزارهای دندانپزشکی و جراحی گرفته تا موتورهای الکتریکی، موتورهای چاه، دریچه ها، قطعات ماشین آلات، ابزارهای تیز جراحی، کارد و چنگال، تیغه چاقو و سایر ابزارهای دستی برش مورد استفاده قرار می گیرد.

دوبلکس:

همانطور که از نام آن پیداست، فولادهای ضد زنگ دوبلکس دارای ریزساختار مخلوطی از فریت و آستنیت هستند. محتوای کروم و مولیبدن به ترتیب با 22 تا 25 درصد و تا 5 درصد با محتوای نیکل بسیار کم است. ساختار دوبلکس به فولاد ضد زنگ خواص بسیار مطلوبی می دهد. برای شروع، استحکام دو برابر فولادهای زنگ نزن آستنیتی یا فریتی معمولی را با مقاومت در برابر خوردگی و چقرمگی عالی ارائه می دهد.

کاربردهای فولاد ضد زنگ دوبلکس:

فولاد ضد زنگ دوبلکس که در سری 2000 طراحی شده است، برای کاربردها در محیط‌های پر تقاضا مانند پردازش و تجهیزات شیمیایی، نفت و گاز، محیط‌های دریایی، محیط‌های با کلرید بالا، صنایع کاغذ و خمیر کاغذ، مخازن بار برای کشتی‌ها و کامیون‌ها، کارخانه های سوخت، مخازن تحت فشار یا مهار کلرید، حمل و نقل، لوله های مبدل حرارتی، ساخت و ساز، صنایع غذایی، کارخانه های نمک زدایی، اجزای سیستم های FGD و کاربرد زیستی ایده‌آل است.

گرد آورنده: سید رحیم کیاحسینی

لینک به دیدگاه
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • ایجاد مورد جدید...

اطلاعات مهم