خانه / متفرقه / فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل
فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل چیست
فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل چیست

فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل

فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل (به انگلیسی: Stainless Steel) به فولادهایی با مقدار عناصر آلیاژی بالا گفته می‌شود که توانایی مقاومت به خوردگی در اتمسفرهای خورنده و دماهای بالا را داشته باشند. فولادهای ضد زنگ معمولی حاوی حداقل ۱۱ درصد کروم هستند که عامل اصلی مقاومت به خوردگی آنهاست.

در ابتدا می توان بطور عامیانه استیل را اینگونه شرح داد که همان فلز آهن است با این تفاوت که با کربن مخلوط شده است و اکنون کمی تخصصی تر به آن می پردازیم. آلیاژی که پایه آن از آهن است و کمتر از ۲% کربن دارد استیل یا فولاد نامیده میشود. بسته به نوع و مقدار دیگر عناصر موجود در آن خواص مکانیکی نظیر سختی و شکل پذیری مشخص می شود. افزایش مقدار کربن سبب افزایش سختی و مقاومت می شود اما مقدار شکل پذیری آن کاسته می شود.
استنلس استیل یا فولاد های ضد زنگ آلیاژهایی بر پایه آهن هسنتد که شامل حداقل ۱۰٫۵% کروم باشند. در این میان تنها تعداد کمی از آنها محتوی بیش از ۳۰% کروم (Cr) یا کمتر از ۵۰% آهن میباشد .خاصیت ضد زنگ بودن این فلزات بوسیله شکلگیری یک پوسته اکسید کروم بر روی سطح آنها میباشد که این لایه اکسیدی در حضور اکسیژن تشکیل شده وتقویت می شود.
فولادها به دو دسته ساده کربنی و آلیاژی دسته بندی می شوند.در فولادهای ساده کربنی به جز کربن و بعضی عناصر معمول(مثل سیلیسیم و منگنز و گوگرد و فسفر)عنصر دیگری وجود ندارد.دسته بندی فولادهای ساده کربنی به شکل جدول روبرو است:
با افزودن برخی عناصر به آهن آلیاژهایی تولید می شود که خواص بسیار عالی دارند.به عنوان مثال با افزودن کروم به آهن استیل ضد زنگ یا استینلس استیل به دست می آید که در برابر خوردگی های مختلف مقاومت بالایی دارد.
استیل وقتی ضد زنگ است که حداقل۱۰٫۵% کروم (Cr)داشته باشد.کروم پس از ترکیب با اکسیژن هوا اکسید کروم تشکیل می دهد که لایه ایروی استینلس استیل تشکیل می دهد.این لایه دیده نمی شود ولی باعث می شود ارتباط بین هوا و فلز از بین رفته و استیل سالم بماند.مقدار بیشتر کروم و نیز برخی دیگر از عناصر موجود در آلیاژ شبیه نیکل و مولیبدن این لایه را تقویت کرده و خاصیت ضد زنگ بودن استینلس استیل را افزایش می دهد.
انتخاب نوع استنلس استیل در صنعت به عوامل مختلفی مانند مقاومت خوردگی خواص مکانیکی خواص حرارتی خواص شمیایی خواص تولیدی موجود بودن قیمت محصولات و…….بستگی دارد که از این میان مقاومت خوردگی خواص مکانیکی و خواص حرارتی معمولا از مهمترین فاکتور ها می باشد

کروم عنصری اساسی است که با تشکیل یک فیلم اکسید کروم در سطح فولاد آن را ضد زنگ می‌سازد.

هنگامی که فولاد ضد زنگ بریده یا خراش داده می‌شود، کروم موجود در سطح سریعاً اکسید می‌شود و فیلم اکسید ناحیه صدمه دیده را ترمیم می‌کند. به دلیل همین خاصیت خود ترمیمی (خودشفایی/ Self healing) است که فولاد را بدون زنگ (Stainless) می‌نامند

اولین فولاد ضد زنگ به صورت آلیاژ، مارتنزیتی Fe-Cr-C توسط دانشمند انگلیسی به نام هاری بررلی (Harry Brearley) در ۱۹۱۲ تهیه گردید. اولین ریخته‌گری تجارتی فولاد ضد زنگ در سال ۱۹۱۳ در شفیلد انگلستان به تولید رسید و حق ثبت آمریکایی جهت این اختراع در سال ۱۹۱۶ به آقای هاری بررلی اهدا گردید.

آیا فولاد ضد زنگ، زنگ می‌زند

در واقع این موضوع که فولاد ضد زنگ، زنگ نمی‌‌زند یک تصور نادرستی است. این برداشت ناصحیح برخی موارد منجر به مشاجرات و حتی تعقیب قانونی بین کارفرمایان و پیمانکاران می‌شود. فولادهای ضد زنگ فقط در شرایطی خاص نظیر محیط‌های غیرآلوده و آب شیرین یا آب دریا (به صورت جاری) بدون زنگ باقی می‌مانند. در هوای مرطوب دریایی یا در داخل آب ساکن (راکد) فولاد ضد زنگ نوع ۳۰۴ زنگ می‌زند، و اغلب به صورت موضعی دچار خوردگی حفره‌ای می‌گردد. به طور کلی ماهیت محیط و ترکیب شیمایی فولاد هر دو در تشکیل زنگ و خوردگی حفره‌ای فولاد ضد زنگ نقش تعیین کننده‌ای دارند.

دلیل پاک شدن لایه کروم در عملیات حرارتی چیست

در عملیات حرارتی و یا جوش‌کاری، دمای فولاد ضد زنگ به حدود ۸۵۰-۵۵۰ درجه سانتیگراد می‌رسد. کروم و کربن با یکدیگر وارد واکنش می‌شود و کاربایدکروم (Chromium Carbide) تولید می‌گردد که در امتداد مرز دانه‌ها رسوب می‌کند. به همین دلیل کروم موجود در منطقه اطراف مرزدانه (ناحیه مرزی) تخلیه می‌شود. ناحیه مرزی که کروم آن تخلیه شده ( فقیر نسبت به کروم ) نسبت به سایر مناطق سالم سطح فلز که کروم آن مناطق تخلیه نشده‌اند در برابر خوردگی مقاومت کمتری دارد.

فولاد ضد زنگی را که در ساختار بلوری آن کار باید کروم به وجود آمده باشد “حساس شده (Sensitized ) می‌نامند. فولاد‌های حساس شده نسبت به خوردگی مرزدانه‌ای یا فساد جوش بیشتر مستعد می‌شوند.

 

 

انواع فولاد ضدزنگ یا استنلس عبارتند از

استنلس نگیر یا غیر مغناطیسی

استنلس بگیر یا مغناطیسی

استنلس مارتنزیت

استیل دوپلکس

 

استنلس نگیر یا غیر مغناطیسی: آلیاژ آهن – کروم- نیکل با کربن کمتر از ۰٫۱  % (شامل انواع۱٫۴۳۰۱/۳۰۴که معمولاً به عنوان ۸/۱۸ و۱۰/۱۸ نیز نام برده می‌شوند.) در حالت استفاده نشده خاصیت غیر آهن‌ربایی دارد و بیش از ۶۵ درصد مصرف جهانی استنلس را به خود اختصاص داده است.آلیاژ آهن، کروم نیکل با کربن کمتر از یک دهم درصد شناخته می شوند مثل استنلس های ۳۰۴ و ۳۰۴L  که معمولا به عنوان ۸/۱۸ و ۱۰/۱۸ نیز نامگذاری شده و در حالت کار نشده خاصیت غیر آهن ربایی دارند.  این گروه بیش از ۶۵ درصد مصرف جهانی استنلس را به خود اختصاص می دهند.

استنلس بگیر یا مغناطیسی: آلیاژ آهن – کروم با کربن کمتر از ۰٫۱٪ همراه با خاصیت آهن‌ربایی.

استنلس مارتنزیت: آلیاژآهن – کروم با کربن بالای ۰۱٪ و خاصیت آهن ربایی وسختی پذیر.

استیل دوپلکس (Super Duplex stainless steel):آلیاژ آهن-کروم ونیکل با ساختمانی از ترکیب استیل‌های مغناطیسی و غیر مغناطیسی وخاصیت آهن ربایی

تقسیم بندی استنلس استیل های مغناطیسی ( بگیر)

 گروه اول:

 این گروه شامل استنلس استیل های ۴۰۹- ۴۱۰- ۴۲۰- ۴۱۰L که کروم موجود انها بین ۱۰ تا ۱۴ درصد می باشد و ۳۰ درصد کل مصرف این نوع استنلس استیل را شامل می گردد. این گروه دارای کمترین میزان کروم و ارزانترین نوع استنلس استیل  می باشد . در محیط های غیره خورنده و یا دارای خورندگی ناچیز و یا جاهایی که مقدار کمی از زنگ زدگی سطحی قابل قبول باشد مصرف می گردد. بیشتر در فضای بسته ( شرایطی که با آب در تماس مستقیم نبوده و یا به صورت دائم خشک است) و نیز برای صدا خفه کن اگزوزها ی ماشین مصرف عمده دارد.

 سری ۴۱۰ L جهت استفاده در کانتینرها – اتوبوسها و مینی بوسها و اخیراً فریمهای LCD به کار گرفته می شود.

 گروه دوم:

 استنلس استیل ۴۳۰ شاخص این گروه نوع می باشدکه کروم آن بین ۱۴- ۱۸  درصد می باشد و پر  مصرف ترین استنلس استیل از نوع مغناطیسی ( بگیر) می باشد ( حدوداً ۴۸ درصد مصرف جهانی این نوع   از استنلس استیل به خاطر بالا بودن میزان کروم ( ۱۴ -۱۸ درصد ) دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی بوده و شباهت زیادی به استنلس استیل پایه گروه غیر مغناطیسی یعنی  ۳۰۴ دارد. مصارف دیگر این استنلس استیل در ساخت دیگهای ماشین لباس شویی وپانلهای داخلی است استنلس استیل ۴۳۰ معمولا جایگزین خوبی برای  استیل غیر مغناطیسی  ۳۰۴ بوده و در اقلام  وسایل خانگی مانند ماشینهای ظرفشویی، ظروف آشپزخانه ( قابلمه و تابه ) مورد استفاده گسترده دارد.

 گروه سوم : استیل های این گروه نیز شامل (۱۴- ۱۸  درصد کروم ) بوده هر چند عناصر تثبیت کننده مانند تیتانیوم ، نیوبیوم نیز به صورت فعال در ترکیب وجود دارند از جمله این استیلها به انواع  ۴۳۰TI-439-441 ) می توان اشاره نمود. در مقایسه با گروه ۲ این سری از استنلسهای بگیر قابلیت بهتری در جوش پذیری و فرم گیری از خود نشان می دهند و در اکثر موارد از سری های غیر مغناطیسی ۳۰۴ رفتار بهتری از خود بروز می دهند.

 مصارف عمده این گروه ساخت سینک ها ، لوله های تبادل حرارتی (صنایع شکر و انرژی و غیره) سیستم های اگزوز با عمر طولانی تر( از نوع  ۴۰۹) و نیز قسمتهای جوش شده در ماشینهای لباسشویی می باشد. در موارد مصرفی که استفاده از استنلس های ۳۰۴ به نظر بالاتر از حد مورد نیاز و غیر اقتصادی بنظر می آیند این نوع از استنلسهای بگیر جایگزین مناسبی می باشند.

 گروه چهارم: شامل استنلسهای ۴۳۴،۴۳۶، ۴۴۴ ( مولیبدن در ترکیب ) که ۷ درصد از مصرف را به خود اختصاص می دهند. این گروه شامل مقداری مولیبدن اضافه شده جهت افزایش مقاومت در برابر  خوردگی می باشد . مصارف معمول این گروه در ساخت تانک های آب گرم ، آبگرمکن های خورشیدی ، قسمتهای بیرونی سیستم اگزوز ، کتری برقی، قطعات اجاق های مایکروویو، پنل های  خارجی و غیره می باشد.

 سری ۴۴۴ از نظر مقاومت در برابر خوردگی می تواند مشابه سری ۳۱۶ عمل نماید.

 گروه پنجم : شامل استنلسهای با ۳۰ – ۱۸  درصد کروم می باشند که در گروههای دیگر قابل دسته بندی نباشند. از انواع آن می توان به نوع های ۴۴۵، ۴۴۶،۴۴۷، و غیره اشاره نمود. ( این گروه ۲ درصد از مصرف کل را به خود اختصاص می دهند.)

 این سری دارای کروم اضافه و نیز مولیبدن جهت افزایش مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون می باشد (مانند نوع ۳۱۶ )  و  مصرف عمده این سری در محیطهای ساحلی و در شرایط سخت خوردگی است. شایان ذکر است مقاومت خوردگی سری JIS 447  معادل فلز تیتانیوم می باشد .

 مزیت آهن ربا بودن استنلسهای مغناطیسی (بگیر)

 اینگونه متصور است که چون استنلس بگیر دارای خاصیت آهن ربایی است، بنابراین به صورت واقعی ضد زنگ نبوده و مانند فولادهای کربنی زنگ می زند. این تصور کاملا اشتباه است . لازم به ذکر است تنها به علت تفاوت ساختمان اتمی است که بعضی از استنلسها مغناطیسی ( بگیر) و شماری از آنها غیر مغناطیسی (نگیر) می گردند .

 خواص ضد خوردگی استنلسهای مغناطیسی (بگیر)

 فلز استنلس استیل بعلت داشتن کروم در برابر خوردگی مقاوم گردیده است.

 فلزات کلا در مقابل خوردگی به نسبتهای مختلف دارای ضعف می باشند هرچند استنلس استیل بصورت چشمگیری نسبت به فولادهای کربنی در مقابل خوردگی مقاوم می باشد.

 فلز کروم در استنلس استیل ( نه نیکل که بعضی اوقات تصور می گردد) عامل اصلی مقاومت این فلز در برابر خوردگی است.  به همین دلیل استنلسهای مغناطیسی ( بگیر ) به نسبت کروم موجود در آنها مقاومت خوبی در برابر خوردگی از خود نشان می دهند.

 مقاومت موضعی در برابر خوردگی در استنلسهای مغناطیسی

 مقاومت استنلس استیل در برابر خوردگی ناشی از ترکیب  شیمیایی آن بوده و بستگی به ساختمان اتمی نوع بگیر یا نگیر آن ندارد. در استنلس استیل های ۴۳۶ و ۴۴۴ به علت داشتن مولیبدن مقاومت در برابر خوردگی در سطح بالاتری از ۳۰۴ قرار دارد هرچند استنلس نگیر ۳۰۴ مقاومتش بیشتر ازاستنلسهای بگیر سری ۴۴۱، ۴۳۹، ۴۳۰ می باشد .

 خواص فیزیکی و مکانیکی استنلسهای مغناطیسی (بگیر)

 استنلس های بگیر برای تولیدات مختلف بسیار مناسب بوده و دارای کاربردهای وسیعی می باشد.

 استنلس های بگیر مشخصات مکانیکی مناسب داشته و در مقایسه با استنلس های نگیر موقعیت میانی قابل قبولی دارند. تنش تسلیم استنلس های بگیر از نگیر بالاتر بوده در حالیکه مشخصات تغییر طول و شکل پذیری آن مشابه فولاد های کربنی می باشد. دو مشخصه برتر اینگونه استنلس استیل ها نسبت به  استنلس های نگیر انبساط حرارتی و هدایت حرارتی آنها می باشد.

 مشخصات فیزیکی استنلسهای مغناطیسی (بگیر)

  به طور کلی مشخصات فیزیکی یک فلز آلیاژی منعکس کننده توانائی فلز جهت انتقال حرارت، انتقال الکتریسیته ،

 انبساط و انقباض و غیره می باشد.

 استنلس های بگیر دارای خاصیت مغناطیسی بوده و در عین حال دارای مزیت های متعددی نسبت به استنلس های نگیر می باشند به عنوان مثال انتقال حرارت به میزان قابل توجهی درآنها بوده و در مصارفی چون اطوهای برقی ، یا مبدل های حرارتی لوله یا ورق ایده ال می باشند.

 ضریب انبساط حرارتی استنلس های بگیر مشابه فولاد های کربنی بوده و به مراتب از استنلس های نگیر پایین تر است در نتیجه استنلس های بگیر در مقابل حرارت کمتر تغییر شکل می دهند.

 گازهای محافظ جهت جوشکاری استنلسهای مغناطیسی

 استنلس استیل در حالت ذوب به علت داشتن کروم بالا دارای قابلیت اکسید شدن بالا می باشد چنانچه در هنگام ذوب این فلز از هوا مصون نگردد کروم موجود در فلز به اکسید تبدیل شده و مقاومت در برابر خورندگی در محل جوش کاهش می یابد.

 برای جلوگیری از وقوع این امر از گاز محافظ استفاده می گردد گازهای محافظ می توانند آرگون و یا هلیوم و ترکیبی از آنها باشند.

 جهت استنلس های بگیر گازهای محافظ می بایست آرگون خالص و یا ترکیب آرگون و هلیوم باشند.

 گاز آرگون معمول ترین گاز حفاظتی در پشت کار می باشد و گاز نیتروژن نمی بایست در استنلس های بگیر مورد استفاده قرار گیرد.

 اسید شویی ، خنثی سازی و گند زدایی

 تغییر رنگ جزئی ناشی از جوشکاری باید با روشهای مکانیکی و یا شیمیایی ( به نام اسید شویی) از بین برده شود . اسید شویی به وسیله ترکیبی از اسید های فلوئیدریک و نیتریک و یا خمیر های مخصوص می باشد.

 عملیات خنثی سازی و گند زدایی جهت بازآوری لایه سطحی و آزاد شدن رسوبات متالیک از طریق غوطه ور کردن قطعه در آب سرد حاوی ۲۰ تا ۲۵ درصد اسید نیتریک بدست می آید.

 به طور اختصار دسته بندی استنلسهای مغناطیسی (بگیر) به صورت زیر خواهد بود :

 گروه اول :    کروم ۱۴ – ۱۰ درصد( ۴۰۹-۴۱۰-۴۲۰)

 گروه دوم :    کروم  ۱۸- ۱۴ درصد (۴۳۰)

 گروه سوم :   کروم  ۱۸- ۱۴ درصد و فلزات تثبیت کننده  مانند نیوبیوم و تیتانیوم مانند انواع  ۴۳۰TI، ۴۳۹، ۴۴۱

 گروه چهارم : حاوی ۵ درصد مولیبدن اضافه مانند انواع ۴۳۴، ۴۳۶ و۴۴۴

 گروه ۵ : حاوی ۳۰- ۱۸ درصد کروم که در گروه های دیگر نباشد مانند انواع ۴۴۵،۴۴۶،۴۴۷

فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ) آستنیتی – فریتی سری ۴۰۰ Ferritic

این دسته ازفولادهای ضدزنگ خاصیت مغناطیسی و خواص فیزیکی و مکانیکی مناسبی دارند.عنصرآلیاژی عمده دراین گروه کرم در حدکافی جهت پایدار کردن کامل فازفریت می باشد به منظور جلوگیری ازتشکیل فازهایی که دررابطه با انعطاف پذیری و چقرمگی مخرب اند، سریع سردکردن این نوع فولادها که حاوی درصد زیادتری ازعناصر آلیاژی هستند الزامی است . فولادهای ضدزنگ فریتی خواصی مشابه به فولاد ساده کربنی داشته با این تفاوت که مقاومت آنها دربرابر خوردگی به مراتب بهتراست. عموما این فولادها حاوی مقادیر بین ۱۲ تا ۱۷ درصدکرم درساختارخودمی باشند که فولادهای بامقادیر حدودا ۱۲ درصد کرم بیشتر برای کاربرد دراستراکچرها و فولادهای بامقادیر حدودا ۱۷ درصد کرم بیشتر در بویلرها – ماشین های لباسشویی – دکوراسیون داخلی و لوازم خانگی بکارمی روند.

فولاد ضدزنگ آستنیتی – فریتی : ( Austenitic-Ferritic ( Duplex

این دسته ازفولادهای ضدزنگ هردو ساختارمتالورژیکی مربوط به فاز های فریت و آستنیت را همزمان درخودداشته ازاینرو آنها را فولادهای ضدزنگ duplex نیز نامگذاری کرده اند این فولادها حاوی مقادیری ازعنصرنیکل به منظور پایدارکننده فازآستنیت و حصول خواص انعطاف پذیری همچنین مقادیری از عنصر کرم به منظورپایدارکننده فازفریت و حصول خواص استحکام و چقرمگی مناسب درفولادمی باشند.

موارد کاربرد

صنایع پتروشیمی – کاغذسازی – قند و نیشکر همچنین کشتی سازی

خانواده فولادهای زنگ نزن فریتی استاندارد
خانواده فولادهای زنگ نزن فریتی استاندارد

 

فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ) مارتنزیتی

برای بسیاری ازکاربردها که مستلزم نه تنها مقاومت دربرابر خوردگی است بلکه نیاز به استحکام بالا،سختی بالا،مقاومت به سایش و حفظ لبه های تیز و زوایا درقطعه است ، ازفولادهای مارتنزیتی استفاده می کنند این فولادها را می توان ابتدا آهنگری نمود و سپس با آستنیته و سریع سردکردن (تشکیل مارتنزیت) و بازپخت دادن عملیات حرارتی کرد. فولاد ضدزنگ مارتنزیتی خاصیت مغناطیسی داشته و قابلیت حصول محدوده متغیر ازسختی رادارد. برای ساخت بلید توربین های بخار ازاین نوع فولاداستفاده می گردد.

برای بسیاری ازکاربردها که مستلزم نه تنها مقاومت دربرابر خوردگی است بلکه نیاز به استحکام بالا،سختی بالا،مقاومت به سایش و حفظ لبه های تیز و زوایا درقطعه است ، ازفولادهای مارتنزیتی استفاده می کنند این فولادها را می توان ابتدا آهنگری نمود و سپس با آستنیته و سریع سردکردن (تشکیل مارتنزیت) و بازپخت دادن عملیات حرارتی کرد. فولاد ضدزنگ مارتنزیتی خاصیت مغناطیسی داشته و قابلیت حصول محدوده متغیر ازسختی رادارد. برای ساخت بلید توربین های بخار ازاین نوع فولاداستفاده می گردد

بر خلاف آنچه که به صورت عمومی تصورمی گردد که استنلس استیل زنگ نمی زند ، استنلس استیل بخاطر ترکیب الکترونی آن امکان زنگ زدن را دارد .

 استنلس استیل با افزایش ۵/۱۰ درصد کروم به فولاد معمولی بوجود می آید بنابراین هر استنلس استیلی که کمتر از ۵/۱۰ درصد کروم داشته باشد نباید آنرا استنلس استیل دانست . نیکل و ترکیبات دیگر خواص دیگری را در استنلس استیل افزایش می دهند. برای مثال ، عنصر نیکل خواص قابلیت فرم دهی ، شفاف بودن ومقاومت در دمای بالا را به استنلس استیل می بخشد.

 استنلس استیل همانگونه که ذکر شده با افزودن ۵/۱۰ درصد کروم به فولاد به وجود می آید این ترکیب در مجاورت اکسیژن موجود در هوا به اکسید کروم Cr2O3 تبدیل می شود ضخامت این پوشش ۱۳۰ انگستروم Angstroms می باشد . ( هر انگستروم معادل یک صد میلیونیم سانتیمتر است ) وبلا فاصله روی آهن را گرفته و مانع از زنگ زدگی آن می گردد. این پوشش آگر چه مانند سرامیک سخت است ولی آسیب پذیر می باشد وبه مجرد خراش چنانچه اکسیژن کافی درمحیط موجود نباشد امکان تشکیل لایه مجدد را پیدا نکرده و به تدریج دچار زنگ زدگی می گردد . به خاطر همین مطلب است که وقتی یک واشر استنلس استیل را همراه با یک واشر لاستیکی به شدت محکم می کنیم به مرور زمان در اثر کمبود اکسیژن دچار زنگ زدگی می شود . این موضوع شایان توجه است که در اثر فرم دهی خمکاری و سایر عملیات مرتبا این پوشش از بین میرود و تشکیل می گردد.

 استنلش استیل در مقابل آب دریا که مقدار زیادی نمک دارد و همچنین آب های که دارای کلر زیاد هستند ، دچار آسیب می گردد زیرا کلر در سطح خارجی استنلش استیل اثر گذار بوده و در صورتی که خراش بر روی سطح استنلس استیل باشد امکان ترمیم آن را پیدا نمی کند و از همین مجرای کوچک ، آب های با نمک بالا یا کلر زیاد هر روز شروع به تخریب استنلس استیل می ننماید و این اثر به صورت لک های زنگ زدگی ملاحظه و به تدریج گسترش پیدا می نماید . انچه که بایستی در مورد استنلس استیل و مشتقات آن مورد توجه قرار داد اینست که استنلس استیل بایستی مرتب با هوا در تماس باشد و اگر در اثر کار سرد مثل خمکاری ، برش ، فرم دهی و غیره پوشش سطحی آن دچار آسیب شده باشد و در مجاورت اکسیژن نباشد ، دچار زنگ زدگی خواهد شد.

در مورد المنت استنلس استیل نظر به نامشخص و مطمئن نبودن منابع تولید و نوع واردات که اغلب بدون دانش فنی صحیح وارد کشور می شود به هیچ عنوان نمی توان صرفا به اظهار نظر فروشنده متکی بود زیرا تشخیص نوع استنلس استیل اسید مقاوم یا آتش مقاوم برای هیچ فروشنده ای امکان پذیر نمی باشد مگر با ارائه مدارک و اسناد

۴۱۰  مقاوم در برابر سایش است اما در برابر خوردگی مقاومت کمی دارد.
۴۲۰  گرید مخصوص کارد و چنگال قابلیت پولیش خوبی دارد
۴۳۰  گرید مخصوص دکوراسیون است به عنوان مثال در تزئینات داخلی اتومبیل کاربرد دارد قسمت اعظم استیلهای طرحدار با گرید ۴۳۰ بگیر می باشد این گرید قابلیت شکل پذیری خوبی در درجه حرارت کم دارد و مقاوم در برابر خوردگی است
استنلس استیل های مغناطیسی ,دارای میزان کمی کربن بوده وکروم و مولیبدن به عنوان عناصر اصلی در این آلیاژ محسوب می گردد.
این گروه بوسیله عملیات حرارتی سخت شدنی نبوده  ودر کلیه شرایط مغناطیسی می باشند

فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ) مارتنزیتی
فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ) مارتنزیتی

فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ) آستنیتی : سری Austenitic 300

فولاد ضد زنگ آستنیتی بیشترین مورداستفاده را در بین انواع دیگر فولادهای زنگ نزن داشته و تقریبا ۸۰% بازارجهان را به خود اختصاص داده است. درساختار آن حداقل ۷%  عنصر نیکل قرار دارد که ساختارفولاد را تماما آستنیتی نموده و باعث گردیده فولاد خاصیت انعطاف پذیر، مقاوم برای کاربرد دردماهای بالا، غیرمغناطیسی و قابلیت جوشکاری مساعد ازخود نشان دهد.

بنابراین مشخصه اصلی این طبقه از فولادهای زنگ نزن، سهولت جوشکاری و مقاومت به خوردگی عالی- نرم و انعطاف‌پذیر بودن برای کارسرد و غیرمغناطیس بودن آنها می باشد. طبق آنچه بدان اشاره گردید، فولادهای زنگ‌نزن را برای استفاده در محیط های اتمسفری، آب دریا و انواع مختلف محیط‌های شیمیایی انتخاب می‌کنند. اما، بستگی به نوع محیط، باید فولاد با ترکیب شیمیایی مناسب انتخاب شود. بجز مقاومت دربرابر محیط‌های خورنده خاص، فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی دارای خواص متالورژیکی

 الف- تبدیل آستنیت به مارتنزیت دراثر کارسرد درانواع ۳۰۱ ، ۳۰۲ و۳۰۴

 ب- کاهش کربن و عنصرآلیاژی کرم برای حذف امکان تشکیل کاربید کرم و جلوگیری از خوردگی بین دانه ‌‌يی درانواع ۳۰۴L،۳۱۶L،۳۲۱،۳۴۷

 ج- آلیاژکردن با مولیبدن برای افزایش مقاومت دربرابر خوردگی حفره‌يی درانواع ۳۱۶

 د- استفاده از درصدهای بالای عناصرآلیاژی کرم و نیکل برای افزایش استحکام دردمای بالا (فولادهای نسوز) و مقاومت دربرابر پوسته شدن درانواع ۳۰۹ و ۳۱۰ نیز می‌باشند.

موارد کاربرد

رایجترین نوع فولاد ضدزنگ استیل‌های سری ۳۰۰ هستند که خود به انواع مختلفی مثل ۳۰۳، ۳۰۴، ۳۰۵، ۳۱۶، ۳۲۱ و ۳۴۷ تقسیم می‌شوند و در بین آن‌ها استیل ۳۰۴ با اختلاف قابل توجهی از بقیه پرکاربردتر و رایج‌تر است. استیل ۳۰۴ و تعداد دیگری از استیل‌های این سری شامل ۱۸ درصد کروم و ۸ درصد نیکل هستند و به همین دلیل به نام استیل ۸-۱۸ هم شناخته می‌شوند. البته نام استیل ۸-۱۸ اشاره به نوع خاصی از استیل ندارد چون فقط درصد دو آلیاژ نیکل و کروم را نشان می‌دهد. علاوه بر این کربن این استیل‌ها کمتر از ۰.۰۸ درصد است و خاصیت آهنربایی ندارند.

استیل ۳۱۶ پس از استیل ۳۰۴ دومین استیل رایج در بین استیل‌های آستنیتی است. این استیل که به «استیل ضدزنگ گرید دریایی» هم معروف است و معمولا شامل ۱۶ درصد کروم، ۱۰ درصد نیکل و ۲ درصد مولیبدن است و به همین دلیل به استیل ۱۰-۱۸ هم معروف است. تغییر در نسبت کروم و نیکل و افزودن مولیبدن باعث شده تا این استیل مقاومت بیشتری در مقابل فرسایش، به‌ویژه فرسایش ناشی از کلر داشته باشد و به همین دلیل برای وسایلی که باید در تماس زیاد با عوامل فرساینده مانند مواد شیمیایی، حلال‌ها، و آب شور باشند، مناسب است. این نوع از استیل معمولا در ساخت کاردها و ابزارهای برنده و لوازم مرغوب آشپزخانه استفاده می‌شود و برای تاسیات دریایی نیز مناسب است

مخازن نگهدارنده موادشیمیایی – لوازم آشپزخانه – لوله های صنعتی –نمای خارجی بناها – استراکچرها

فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ) آستنیتی : سری Austenitic 300 فولاد ضد زنگ آستنیتی بیشترین مورداستفاده را در بین انواع دیگر فولادهای زنگ نزن داشته و تقریبا 80% بازارجهان را به خود اختصاص داده است. درساختار آن حداقل 7% عنصر نیکل قرار دارد که ساختارفولاد را تماما آستنیتی نموده و باعث گردیده فولاد خاصیت انعطاف پذیر، مقاوم برای کاربرد دردماهای بالا، غیرمغناطیسی و قابلیت جوشکاری مساعد ازخود نشان دهد. بنابراین مشخصه اصلی این طبقه از فولادهای زنگ نزن، سهولت جوشکاری و مقاومت به خوردگی عالی- نرم و انعطاف‌پذیر بودن برای کارسرد و غیرمغناطیس بودن آنها می باشد. طبق آنچه بدان اشاره گردید، فولادهای زنگ‌نزن را برای استفاده در محیط های اتمسفری، آب دریا و انواع مختلف محیط‌های شیمیایی انتخاب می‌کنند. اما، بستگی به نوع محیط، باید فولاد با ترکیب شیمیایی مناسب انتخاب شود. بجز مقاومت دربرابر محیط‌های خورنده خاص، فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی دارای خواص متالورژیکی الف- تبدیل آستنیت به مارتنزیت دراثر کارسرد درانواع 301 ، 302 و304 ب- کاهش کربن و عنصرآلیاژی کرم برای حذف امکان تشکیل کاربید کرم و جلوگیری از خوردگی بین دانه ‌‌يی درانواع 304L،316L،321،347 ج- آلیاژکردن با مولیبدن برای افزایش مقاومت دربرابر خوردگی حفره‌يی درانواع 316 د- استفاده از درصدهای بالای عناصرآلیاژی کرم و نیکل برای افزایش استحکام دردمای بالا (فولادهای نسوز) و مقاومت دربرابر پوسته شدن درانواع 309 و 310 نیز می‌باشند. موارد کاربرد مخازن نگهدارنده موادشیمیایی – لوازم آشپزخانه – لوله های صنعتی –نمای خارجی بناها – استراکچرها

استیل دوپلکس (Super Duplex stainless steel) چیست؟

 استنلس استیل های دوپلکس بطور کلی از نظر مقاومت در سطح بالاتری نسبت به انواع معمول استنلس های بگیر  و نگیر قرار دارندو پر مصرف ترین آنها نوع ۴۴۶۲/۱ EN می باشد

انواع استنلس های دوپلکس

     ASTM                             EN

     ۳۲۱۰۱S                      ۴۱۶۲/۱

     ۳۲۳۰۴S                      ۴۳۶۲/۱

     ۳۲۲۰۵S                      ۴۴۶۲/۱

     ۳۱۸۰۳S

     ۳۲۷۶۰S                      ۴۵۰۱/۱

    ۳۲۷۵۰S                      ۴۴۱۰/۱

مشخصات اختصاصی

۱٫        قدرت بالا ۲- مقاومت بالادر برابر نفوذ حفره ای و خوردگی موئی  ۳- مقاومت بالا در برابر تنش های منجر به ترک خوردگی و خستگی هر دو ناشی از خوردگی  ۴- مقاومت بالا در برابر خوردگی های یکپارچه  ۵- مقاومت خوب در برابر خستگی  ۶- قدرت جذب انرژی بالا  ۷- انبساط حرارتی پائین  ۸- جوش پذیری خوب

 کاربردها

 ۱- مبدل های حرارتی  ۲- آبگرمکن ها   ۳- محفظه های تحت فشار  ۴- تانکرها   ۵- شفت ها و جلو برندها قطعات گردشی دیوارهای موج شکن  حائل در سکوهای دریایی ۶- تانکرهای حمل مواد و نیز سیستم های لوله کشی جهت تانکرهای شیميایی   ۷- هضم کنندها و سایر دستگاها در صنایع کاغذ و خمیر کاغذ  ۸- داکتهای تصفیه گاز  ۹- سیستم آب دریا  ۱۰- کارخانجات آب شیرین کن.

 مختصات عمومی

 استنلسهای دوپلکس به عنوان استنلس های بگیر- نگیر ( مغناطیسی- غیر مغناطیسی) نیز شناخته شده که تعداد زیادی از خواص مفید هر دو نوع استنلس استیل بگیر و نگیر را دارا می باشد.

 به علت درصد بالای کروم و نیتروژن و همچنین در اکثر موارد مولیبدن دارای مقاومت بالا در برابر خوردگیهای نقطه ای و یکنواخت می باشند. ساختمان میکروسکوپی استنلسهای دوپلکس موجب افزایش توانایی (قدرت) و مقاومت آن در برابر ترک خوردگی های ناشی از تنشهای خوردگی می گردد. استنلسهای دوپلکس درای خصوصیت جوش پذیری خوبی نیز می باشند.

 مقاومت در برابر خوردگی

 استنلس های دوپلکس به علت برخورداری از درصد بالای کروم مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی در بسیاری از محیط ها را دارند.

 خوردگی یکنواخت (uniform corrosion)

 این نوع خوردگی در هنگامی اتفاق می افتد که کل سطح استیل در مجاورت محیط خورنده قرار گرفته و بصورت یکنواخت در معرض خوردگی قرار می گیرد . بطور کلی هنگامی که سرعت خوردگی در استیل کمتر از ۰/۱ میلیمتر در سال باشد ، استیل با مقاومت خوب در برابر خوردگی تلقی می گردد.

 استیلهای دوپلکس به علت برخورداری از درصد بالای کروم مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی در بسیاری از محیطها را دارند.

 ۲۳۰۴SAF در بسیاری از مواقع معادل ۴۴۰۴ بوده و انواع دیگر استیلهای دوپلکس با آلیاژهای بالاتر مقاومتهای بیشتری در برابر خوردگی از خود نشان می دهند. در اسید سولفوریک که یا یونهای کلر همراه گردیده ، دوپلکس ۲۲۰۵ از استنلس نوع ۴۴۰۴ مقاومت خیلی بهتری در برابر خوردگی از خود نشان داده و مقاومت آن معادل استنلس نوع ۹۰۴ L می باشد

 خوردگی حفره ای و موئی (PITTING)

 با افزایش کروم ، مولیبدن و نیتروژن در استیل مقاومت آن در برابر خوردگی حفره ای افزایش می یابد.

 ترک ناشی از تنش خوردگی

 در محیط های کلریدی با درجه حرارت بالا، استنلس استیلهای نگیر در معرض بروز ترک بر اثر تنش خوردگی قرار می گیرند. استنلس استیلهای از نوع دوپلکس به علت تداوم فاز مغناطیسی شان به میزان بسیار کمتری در مقابل اینگونه خوردگی حساس می باشند.

 تنش خوردگی سولفاید منجر به ترک

 در شرایط حضور محلول های هیدرو سولفاید و هیدروکلراید، امکان بروز تنش خوردگی منجر به ترک در درجه حرارت های پائین تر بیشتر می گردد. چنین شرایطی در بدنه چاههای نفت و گاز به شدت امکان وقوع پیدا می کند. در حالیکه انواع استیلهای ۲۲۰۵و ۲۵۰۷SAF  مقاومت خوبی در اینگونه شرایط از خود نشان می دهند در حالیکه استنلسهای با ۱۳ درصد کروم تمایل بیشتری به تنش خوردگی منجر به ترک دارند.

 خستگی خوردگی (CORROSION FATIGUE)

 استیلهای دوپلکس به علت قدرت مکانیکی بالا و مقاومت زیاد در برابر خوردگی دارای توانائی بالا در برابر خستگی خوردگی می باشند مقاومت استیل ۲۲۰۵ در آب دریا (مصنوعی) بیشتر از انواع دیگر آن می باشد

 خوردگی داخل کریستالی

 به علت ساختمان میکروسکوبی خاص و درصد پائین کربن این نوع استنلسها دارای مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی داخل کریستالی می باشند و به گونه ای هستند که پدید آمدن حالت غیر مغناطیسی در منطقه حرارت دیده جوش را تضمین می نمایند و پدید آمدن کاربیدها و نیتریدهای ناخواسته در مرزهای دانه ای در اینگونه استیل ها به حداقل کاهش می یابد.

 جوش

 جوش پذیری استیل های دوپلکس خوب بوده و روشهای معمول جوشکاری در استنلس استیل ها در مورد آنها نیز صادق می باشد.

 روشهای معمول جوش استنلس استیل

 جوش قوسی  فلز  با حفاظت

 جوش قوسی تنگستن با  گاز

 جوش قوسی فلز با گاز

 جوش قوسی با الکترود

 جوش قوسی با پلاسما

 جوش قوسی زیر پودری

 دستور العمل کلی زیر درهنگام جوشکاری می تواند عموما مورد استفاده قرار بگیرد:.

 ۱- جوش ماده می بایست بدون پیشگرم انجام پذیرد.

 ۲- ماده باید فرصت سرد شدن تا حد پایین تر از ۱۵۰ در جه سانتیگراد در بین مراحل مختلف جوش را داشته باشد .

 ۳- جهت حصول مشخصات خوب برای فلز جو ش شده ، مواد پر کننده مورد استفاده قرار گیرد .

 ۴- جهت حصول شرایط مناسب تعادلی بین حالت مغناطیسی و غیر مغناطیسی در جوش ، قدرت قوس جوش می بایست در محدود های توصیه شده باقی بماند.

 ۵- برای اطمینان از عدم وقوع خوردگی حفر ه ای در جوشکار های  GTIMوPAW ، اضافه نمودن نیتروژن در گاز محافظ       توصیه می گردد.

فولاد ضدزنگ آستنیتی : سری Austenitic 300

فولاد ضدزنگ آستنیتی بیشترین مورداستفاده را در بین انواع دیگر فولادهای زنگ نزن داشته و تقریبا ۸۰% بازارجهان را به خود اختصاص داده است. درساختار آن حداقل ۷%  عنصر نیکل قرار دارد که ساختارفولاد را تماما آستنیتی نموده و باعث گردیده فولاد خاصیت انعطاف پذیر، مقاوم برای کاربرد دردماهای بالا، غیرمغناطیسی و قابلیت جوشکاری مساعد ازخود نشان دهد.

بنابراین مشخصه اصلی این طبقه از فولادهای زنگ نزن، سهولت جوشکاری و مقاومت به خوردگی عالی- نرم و انعطاف‌ پذیر بودن برای کارسرد و غیرمغناطیس بودن آنها می باشد. طبق آنچه بدان اشاره گردید، فولادهای زنگ نزن را برای استفاده در محیط های اتمسفری، آب دریا و انواع مختلف محیط‌های شیمیایی انتخاب می‌کنند. اما، بستگی به نوع محیط، باید فولاد با ترکیب شیمیایی مناسب انتخاب شود. بجز مقاومت دربرابر محیط‌های خورنده خاص، فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی دارای خواص متالورژیکی

الف- تبدیل آستنیت به مارتنزیت دراثر کارسرد درانواع ۳۰۱ ، ۳۰۲ و۳۰۴

ب- کاهش کربن و عنصرآلیاژی کرم برای حذف امکان تشکیل کاربید کرم و جلوگیری از خوردگی بین دانه‌‌يی درانواع L304 L316 ، ۳۲۱ ، ۳۴۷ 

ج- آلیاژکردن با مولیبدن برای افزایش مقاومت دربرابر خوردگی حفره‌يی درانواع ۳۱۶

 د- استفاده از درصدهای بالای عناصرآلیاژی کرم و نیکل برای افزایش استحکام دردمای بالا (فولادهای نسوز) و مقاومت دربرابر پوسته شدن درانواع ۳۰۹ و ۳۱۰ نیز می‌باشند.

موارد کاربرد

مخازن نگهدارنده موادشیمیایی – لوازم آشپزخانه – لوله های صنعتی –نمای خارجی بناها – استراکچرها

درباره ی صابر زارع

صابر زارع هستم ساکن تبریز و مدیر وب سایت شرکت صنایع نان سالم تبریز ، بنا به علاقه خود به وب این وب سایت رو راه اندازی کردم تا قدمی تو تسهیل صنعت نان ایجاد کرده باشم مهارت شخصی ام ، طراحی و سئو وب، امنیت سایبر، کارشناس صنایع غذایی ، مهارت صنعتی و ....

همچنین ببینید

دستگاه پخت نان سنگک نیمه اتومات

دستگاه پخت سنگک نیمه اتومات

شرکت صنایع نان سالم تبریز با توجه به نیاز بازار و تنوع محصولات پخت نان، …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *