فولاد ضد زنگ فلزی است که به طور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد زیرا قوی، سخت و مقاوم در برابر خوردگی است. این مقاله در مورد انواع مختلف فولاد ضد زنگ کاربردهای صنعتی آنها مزایا و معایب فولاد ضد زنگ و نحوه انتخاب فولاد ضد زنگ مناسب برای نیازهای خود بحث خواهد کرد.
انواع فولاد ضد زنگ و کاربردهای صنعتی آنها
فولاد ضد زنگ به دلیل استحکام چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی به طور گسترده در کاربردهای مختلف صنعتی استفاده می شود. برخی از رایج ترین برنامه ها عبارتند از:
- فرآوری مواد غذایی
- پردازش شیمیایی
- تولید برق
- نفت
- داروسازی
- مزایای فولاد ضد زنگ
فولاد ضد زنگ چیست؟
فولاد ضد زنگ نوعی فولاد آلیاژی است که حداقل 10.5 درصد کروم دارد. محتوای کروم در فولاد ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی ایجاد می کند در حالی که سایر عناصر آلیاژی درجه فولاد ضد زنگ را تعیین می کنند. بیش از 150 گرید فولاد ضد زنگ وجود دارد که هر کدام دارای خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی هستند. متداول ترین گریدهای فولاد ضد زنگ آستنیتی فریتی مارتنزیتی و ترکیبی هستند.
فولاد ضد زنگ
فولاد ضد زنگ آستنیتی
فولادهای زنگ نزن آستنیتی پرمصرف ترین نوع فولاد ضد زنگ هستند. این کلاس حاوی کروم و نیکل به عنوان عناصر آلیاژی اولیه است و بر اساس ریزساختار آنها طبقه بندی می شوند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی دارای آستنیت به عنوان ریزساختار اولیه خود هستند. این آستنیت یک ساختار کریستالی مکعبی است که با عملیات حرارتی در دمای بالاتر از 700 درجه سانتیگراد تشکیل شده است.
افزودن نیکل به آلیاژهای غنی از کروم باعث سرکوب تبدیل آستنیت به مارتنزیت می شود. این منجر به فولاد ضد زنگ می شود که نرم و انعطاف پذیر است و مقاومت در برابر خوردگی عالی دارد. محبوب ترین گریدهای فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 و 316 هستند که اکثر کاربردهای تجاری را پوشش می دهند.
فولاد ضد زنگ فریتی
فولادهای زنگ نزن فریتی نیز آلیاژهای حاوی کروم هستند اما ریزساختار متفاوتی نسبت به فولادهای زنگ نزن آستنیتی دارند. فولادهای زنگ نزن فریتی دارای فریت به عنوان ریزساختار اولیه خود هستند. فریت یک ساختار کریستالی مکعبی بدنه است که از عملیات حرارتی در دمای کمتر از 700 درجه سانتی گراد تشکیل می شود.
دمای تبدیل کمتر آلیاژهای فریتی منجر به ریزساختار کمتر شکل پذیر و شکننده تر می شود. با این حال این ریزساختار مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی ایجاد می کند و در بسیاری از برنامه های کاربردی در دمای بالا استفاده می شود. رایج ترین گریدهای فولاد ضد زنگ فریتی 430 و 434 هستند که اغلب در کاربردهای خودرو برای لوله های اگزوز و صنایع ساختمانی و ساختمانی استفاده می شوند.
فولاد ضد زنگ مارتنزیتی
فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی مشابه آلیاژهای فریتی هستند اما حاوی کربن اضافی هستند. افزودن کربن به فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی اجازه می دهد تا با استحکام بالا عملیات حرارتی شوند. همانطور که از نام آن پیداست فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی دارای مارتنزیت به عنوان ریزساختار اولیه هستند.
مارتنزیت یک ساختار کریستالی چهارضلعی بدن محور است که با عملیات حرارتی در دمای کمتر از 700 درجه سانتیگراد تشکیل شده است. ریزساختار مارتنزیتی سخت و شکننده است اما برای بهبود شکل پذیری می توان آن را تعدیل کرد. فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی در ابزارهای برش و ابزار جراحی استفاده می شود. رایج ترین گرید فولاد ضد زنگ مارتنزیتی 410 است.
فولاد ضد زنگ
فولاد ضد زنگ ترکیبی
فولادهای زنگ نزن ترکیبی دسته ای از آلیاژها هستند که حاوی مخلوطی از فولاد زنگ نزن آستنیتی و فریتی هستند. فولادهای ضد زنگ دوبلکس دارای ریزساختاری هستند که مخلوطی از آستنیت و فریت است. این ریزساختار مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی ایجاد می کند و در بسیاری از کاربردهای صنعتی استفاده می شود. رایج ترین گریدهای فولاد ضد زنگ دوبلکس 2205 و 2507 هستند.
مزایای فولاد ضد زنگ
ماندگاری
فولاد ضد زنگ یک ماده بادوام است که می تواند حتی دماهای بالا را نیز تحمل کند. علاوه بر این ثابت شده است که قوی است و شکل خود را در طول زمان حفظ می کند و آن را برای تجهیزات در مشاغل صنعتی عالی می کند.
مقاومت در برابر خوردگی
مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ بی نظیر است. این باعث می شود آن را برای محیط هایی که در آن به تجهیزاتی نیاز دارید که در شرایط سخت به طور روزمره قرار می گیرند – مانند تولید مواد غذایی، پزشکی، دارویی یا شیمیایی عالی باشد.
بهداشت
فولاد ضد زنگ یک ماده محبوب برای کاربردهای بهداشتی است زیرا تمیز کردن آن آسان است. بر خلاف مواد دیگر مانند چوب یا پلاستیک شیاردار که می‌توانند کثیفی را در شکاف‌های خود به دام بیندازند و تمیز نگه داشتن بهداشتی را چالش برانگیز کنند فولاد ضد زنگ سطحی یکنواخت را حفظ می‌کند که نگهداری بهداشتی را آسان‌تر می‌کند.
- قابلیت بازیافت
- فولاد ضد زنگ می تواند به طور نامحدود بازیافت شود، با نرخ بازیابی نزدیک به 100٪.
- معایب فولاد ضد زنگ
معایب فولاد ضد زنگ
هزینه
تجهیزات فولاد ضد زنگ ممکن است گرانتر از مواد دیگر مانند آلومینیوم باشد. با این حال ارزش فروش مجدد این ماده آن را به یک انتخاب جذاب برای سرمایه گذاری های بلندمدت تبدیل می کند با کاهش هزینه های نگهداری و افزایش دوام در سال های آینده کاهش می یابد.
پایان سطح شکننده
در حالی که فولاد ضد زنگ از استحکام مکانیکی بالایی برخوردار است، تمیز کردن و بدون خش نگه داشتن سطح آن می تواند چالش برانگیز باشد. این ممکن است در کاربردهای صنعتی مشکل چندان بزرگی نباشد اما زمانی که تجهیزات برای مشتریان بسیار قابل مشاهده است تمیز کردن اضافی برای حفظ سطح آن مورد نیاز است.
نحوه تکمیل ساخت فولاد ضد زنگ
تکمیل پس از ساخت یک گام اساسی در تضمین کیفیت و طول عمر تولیدات فولاد ضد زنگ است. گزینه های مختلفی برای تکمیل پس از ساخت وجود دارد از جمله:
تکمیل مکانیکی (پرداخت)
ساخت فولاد ضد زنگ اغلب توسط یک فرآیند تکمیل دستی یا مکانیکی به پایان می رسد. تکمیل مکانیکی یک گزینه مقرون به صرفه است که محافظت خوبی در برابر خوردگی ایجاد می کند ظاهر را بهبود می بخشد و عمر تولیدات فولاد ضد زنگ را افزایش می دهد. فولاد ضد زنگ را می توان به هر سطحی پرداخت کرد از روکش کسل کننده و برس خورده تا روکش آینه ای. اما البته همه چیز به کاربرد نهایی و نتیجه مطلوب بستگی دارد.
الکترو پولیش
پولیش الکتریکی گزینه گران‌تری نسبت به تکمیل مکانیکی است اما بهترین محافظت در برابر خوردگی و زیباترین ظاهر را فراهم می‌کند. در الکترو پولیش محصول در یک حمام اسید قرار می گیرد و جریانی از حمام عبور می کند. جریان فلز را از سطح ساخت خارج می کند و سطحی صاف و براق باقی می گذارد.
فولاد ضد زنگ
منفعل شدن
غیرفعال سازی یک فرآیند شیمیایی است که برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ استفاده می شود. غیرفعال سازی معمولاً پس از پرداخت الکتریکی انجام می شود و یک لایه حفاظتی اضافی در برابر خوردگی ایجاد می کند. مواد شیمیایی غیرفعال سازی مختلفی در دسترس هستند اما همه آنها با تشکیل یک لایه نازک از اکسید کروم بر روی سطح فولاد ضد زنگ کار می کنند. این لایه از فلز در برابر خوردگی محافظت می کند. برای اطلاعات بیشتر در مورد پرداخت سطح لطفاً به این مقاله قبلی مراجعه کنید.
نتیجه گیری
فولاد ضد زنگ یک ماده محبوب برای انواع کاربردهای صنعتی است. قوی بادوام و مقاوم در برابر خوردگی است که آن را به انتخاب خوبی برای بسیاری از کاربردها تبدیل می کند. استفاده از فولاد ضد زنگ معایبی دارد اما مزایا اغلب بیشتر از معایب آن است. پرداخت مکانیکی و پرداخت الکتریکی دو گزینه متداول تکمیل پس از ساخت هستند که می توانند برای بهبود ظاهر و مقاومت در برابر خوردگی تولیدات فولادی ضد زنگ استفاده شوند.
