خواص فولاد زنگ نزن چیست؟


مقاومت در برابر خوردگی فولاد زنگ نزن بیشتر نتیجه حضور کروم است. لایه ای پایدار از اکسید کروم بر روی سطح فولاد تشکیل می شود که از واکنش های شیمیایی با حجم عمده مواد جلوگیری می کند. این لایه اکسید بسیار نازک است، ضخامت 2 تا 3 نانومتر، غیرفعال (بسیار مقاوم در برابر خوردگی)، مقاوم (به خوبی به زیر لایه می‌چسبد) و خود ترمیم شونده است (در صورت ترک خوردن یا آسیب دیدگی اصلاح می‌شود). با این وجود، فولاد زنگ نزن تحت شرایط خاصی می تواند خورده شود. زمانی که در معرض محلول های اسیدی مانند اسید سولفوریک قوی و اسید هیدروکلریک و محلول های بازی مانند هیدروکسید سدیم قرار می گیرند، خوردگی یکنواخت ممکن است رخ دهد. خوردگی موضعی می تواند به شکل خوردگی حفره ای، خوردگی شکافی و ترک خوردگی تنشی رخ دهد، برای مثال زمانی که در معرض یون های کلرید قرار می گیرد.



چهار نوع فولاد زنگ نزن

فولادهای زنگ نزن از نظر ساختار بلوری به چهار دسته اصلی تقسیم می شوند: فریتی، آستنیتی، مارتنزیتی و دوبلکس.

فولاد زنگ نزن فریتی:

معمولاً دارای کروم بالایی بین 5/10 درصد وزنی تا 18 درصد وزنی هستند. آنها دارای کربن پایینی هستند که به آنها استحکام نسبتاً کمی می دهد و نیکل کمی دارند. فولادهای زنگ نزن فریتی با عملیات حرارتی قابل سخت شدن نیستند. یکی از مزایای اصلی فولادهای زنگ نزن فریتی، مقاومت بالای آنها در برابر ترک خوردگی تنشی است.

نمونه ها و کاربردهای فولاد زنگ نزن فریتی

•          گرید 409، در صنعت خودروسازی برای قطعاتی مانند سیستم اگزوز و لوله اگزوز استفاده می شود.

•          گرید S410، در صنعت نفت و گاز، فرآوری سنگ معدن و فرآوری حرارتی استفاده می شود.

•          گرید 430، در آسترهای ماشین ظرفشویی، پانل های کابینت یخچال، تکیه گاه ها و بست های المنت، حلقه های تزئینی اجاق گاز و آسترهای دودکش و سیم های بندکشی و تزئینات خودرو استفاده می شود.

فولاد زنگ نزن آستنیتی:

فولادهای زنگ نزن آستنیتی رایج ترین دسته فولاد زنگ نزن هستند. این فولادها علاوه بر عناصر آلیاژی اصلی آهن و کروم، حاوی نیکل، منگنز و نیتروژن نیز هستند.

این فولادها از طریق عملیات حرارتی قابل سخت شدن نیستند، بلکه فقط با کار سرد امکان افزایش استحکام برایشان فراهم است. این فولادها نسبت به فولادهای دیگر فولادهاهای زنگ نزن استحکام نسبتاً پایینی دارند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی به دو زیر دسته تقسیم می شوند: سری 300 وسری 200. در سری 300، ساختار آستنیتی از طریق افزودن نیکل به دست می آید، در حالی که برای سری 200، عمدتا از طریق افزودن منگنز و نیتروژن به دست می آید. فولادهای زنگ نزن آستنیتی غیر مغناطیسی هستند، با این حال، سری 300 پس از کار سرد می توانند مغناطیسی شوند. محتوای نیکل در سری 300 آن را برای کاربردهای برودتی در دمای پایین مناسب می کند.

نمونه ها و کاربردهای فولادهای زنگ نزن آستنیتی

•          304: رایج ترین فولاد زنگ نزن حاوی 18 درصد وزنی کروم و 8 درصد وزنی نیکل است و بنابراین اغلب به عنوان 8/18 نامیده می شود. برای بسیاری از کاربردها از جمله کارد و چنگال، تجهیزات آشپزخانه، تجهیزات پردازش مواد غذایی، قطعات ساختاری خودرو و هوافضا و بست های دریایی استفاده می شود.

•          316:  دومین فولاد زنگ نزن رایج است، به عنوان مثال در تجهیزات آماده سازی مواد غذایی، تجهیزات پردازش شیمیایی، نیمکت ها و تجهیزات آزمایشگاهی، اتصالات قایق، مبدل های حرارتی و تجهیزات دارویی و نساجی وتجهیزات جراحی.

•          317: فولاد زنگ نزن کم کربن با افزایش کروم، نیکل و مولیبدن برای مقاومت در برابر خوردگی بیشترمی باشد. این دسته برای تجهیزات جابجایی کاغذ، تجهیزات پردازش شیمیایی و پتروشیمی، کندانسور در ایستگاه های تولید برق، تجهیزات پردازش مواد غذایی و تجهیزات نساجی استفاده می شود.

فولاد  زنگ نزن مارتنزیتی:

فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی می توانند از محتوای کربن کم تا زیاد، تا 2/1 درصد وزنی، حاوی 12 درصد وزنی تا 15 درصد وزنی کروم و 2/0 درصد وزنی تا 1 درصد وزنی مولیبدن باشند. این  حاوی نیکل نیستند. به دلیل وجود کربن، آنها مانند فولادهای کربنی از طریق عملیات حرارتی سخت می شوند. فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی مغناطیسی هستند و شکل پذیری و چقرمگی نسبتاً بالایی دارند.

نمونه ها و کاربردهای فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی

•          گرید 403: در پره های کمپرسور و قطعات توربین استفاده می شود.

•          گرید 410: برای قطعات بسیار تحت فشار استفاده می شود، به عنوان مثال در پره های توربین، ظروف آشپزخانه، پیچ و مهره، مهره و پیچ، قطعات پمپ و شیر، دندانپزشکی ووسایل جراحی، نازل و قطعات پمپ چاه نفت.

•          گرید 416: که بالاترین قابلیت ماشینکاری را در بین سایر فولادهای  زنگ نزن دارد، برای موتورهای الکتریکی، پیچ و مهره، پمپ، شیر، قطعات ماشین پیچ اتوماتیک و چرخ دنده استفاده می شود.

•          گرید 420: برای کارد و چنگال، تیغه چاقو، ابزار جراحی، دریچه های سوزنی، تیغه های برشی، قیچی و ابزار دستی استفاده می شود.

فولاد زنگ نزن داپلکس:

فولادهای زنگ نزن داپلکس دارای ریزساختار مخلوطی از فریت و آستنیت هستند. این گرید حاوی کروم بالای 22 تا 25 درصد وزنی، مولیبدن تا 5 درصد وزنی و مقدار نیکل کم هستند.

فولادهای زنگ نزن داپلکس تقریباً دو برابر فولادهای زنگ نزن آستنیتی استحکام بیشتری دارند و در مقایسه با فولادهای زنگ نزن آستنیتی مقاومت بیشتری در برابر خوردگی تنش کلریدی دارند.

نمونه ها و کاربردهای فولادهای زنگ نزن داپلکس

با توجه به این ویژگی ها، فولادهای فولادهای زنگ نزن داپلکس برای محیط های پر تقاضا که علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی، به خواص مکانیکی خوب نیاز دارند، ایده آل هستند. نمونه های رایج فولادهای زنگ نزن داپلکس عبارتند از:

•         گرید 2205، در تصفیه شیمیایی، تجهیزات پردازش نفت و گاز، محیط های دریایی و سایر محیط های کلرید بالا، سیستم های شستشوی پساب، صنعت خمیر و کاغذ، مخازن بار برای کشتی ها و کامیون ها، تجهیزات پردازش مواد غذایی، کارخانه سوخت های زیستی استفاده می شود.

•         گرید 2304، در محیط های حاوی کلرید، سیستم های لوله های جوش داده شده، حمل و نقل، لوله های مبدل حرارتی، ساخت و ساز، مخازن تحت فشار، محلول های سوزاننده و صنایع غذایی استفاده می شود.

•         گرید 2507، در تجهیزات صنعت نفت و گاز، سکوهای دریایی، صنایع فرآیند شیمیایی، کارخانه های نمک زدایی، اجزای مکانیکی و ساختاری و سیستم های FGD صنعت برق استفاده می شود.

این شرکت توانایی تولید تیوب های فولاد زنگ نزن (استنلس استیل) فریتی، آستنیتی و داپلکس را دارا می باشد.