فولاد ضد زنگ مخفف فولاد ضد زنگ و مقاوم در برابر اسید-است. فولادهای مقاوم در برابر مواد خورنده ضعیف مانند هوا، بخار و آب، یا آنهایی که دارای خواص ضد زنگ هستند، فولاد ضد زنگ نامیده می شوند. فولادهای مقاوم در برابر خوردگی شیمیایی (اسیدها، قلیاها، نمکها و غیره) فولاد مقاوم به اسید نامیده می شوند.
به دلیل تفاوت در ترکیب شیمیایی، فولاد ضد زنگ لزوماً در برابر خوردگی شیمیایی مقاوم نیست، در حالی که فولاد ضد زنگ معمولاً دارای خواص مقاوم در برابر زنگ-می باشد. مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ به عناصر آلیاژی آن بستگی دارد.
معمولاً بر اساس ساختار متالوگرافی آن طبقه بندی می شود:
به طور کلی بر اساس ساختار متالوگرافی، فولاد ضد زنگ معمولی به سه دسته فولاد زنگ نزن آستنیتی، فولاد ضد زنگ فریتی و فولاد ضد زنگ مارتنزیتی تقسیم می شود. بر اساس این سه ساختار متالوگرافی اساسی، فولاد ضد زنگ دوبلکس، فولاد ضد زنگ بارندگی-سختی و فولاد آلیاژی بالا-با محتوای آهن کمتر از 50 درصد برای نیازها و اهداف خاص به دست آمده است.
1. فولاد ضد زنگ آستنیتی
ماتریس عمدتاً از ساختار آستنیتی (فاز CY) با ساختار کریستالی مکعبی وسط- تشکیل شده است. غیر مغناطیسی است و عمدتاً از طریق کار سرد (که ممکن است به مقداری مغناطیس منجر شود) تقویت می شود. 1. **2. **فولاد ضد زنگ فریتی:** فولاد ضد زنگ با ماتریس فریت مکعبی (-فاز) عمدتاً-. مغناطیسی است و به طور کلی با عملیات حرارتی سخت نمی شود، اما کار سرد می تواند کمی آن را تقویت کند. موسسه آهن و فولاد آمریکا (AISI) آن را به عنوان 430 و 446 تعیین می کند.
3. **فولاد ضد زنگ مارتنزیتی:** فولاد ضد زنگ با ماتریس مارتنزیتی (بدنه مکعبی یا مکعبی در مرکز). مغناطیسی است و خواص مکانیکی آن را می توان از طریق عملیات حرارتی تنظیم کرد. AISI آن را به عنوان 410، 420، و 440 تعیین می کند. مارتنزیت ساختار آستنیتی را در دماهای بالا نشان می دهد. هنگامی که در دمای اتاق با سرعت مناسب سرد می شود، ساختار آستنیتی به مارتنزیت تبدیل می شود (یعنی سخت شدن).
**3. **فولاد ضد زنگ مارتنزیتی:** فولاد ضد زنگ با ماتریس مارتنزیتی (بدنه مکعبی یا مکعبی در مرکز). مغناطیسی است و خواص مکانیکی آن را می توان با عملیات حرارتی تنظیم کرد. AISI آن را به عنوان فولاد ضد زنگ 410، 420 و 440. 4. آستنیتی-فریتی (دوبلکس) تعیین می کند.
این نوع فولاد ضد زنگ دارای یک ماتریس متشکل از هر دو فاز آستنیتی و فریتی است که فاز ماتریس کوچکتر معمولاً بیش از 15٪ را شامل می شود. مغناطیسی است و می توان آن را از طریق کار سرد تقویت کرد. 329 یک نمونه معمولی از فولاد ضد زنگ دوبلکس است. در مقایسه با فولاد زنگ نزن آستنیتی، فولاد ضد زنگ دوبلکس دارای استحکام بالاتر و مقاومت قابل توجهی در برابر خوردگی بین دانهای، خوردگی تنش کلرید و خوردگی حفرهای است.
5. فولاد ضد زنگ سخت شدن بارش
این نوع فولاد ضد زنگ دارای ماتریس آستنیتی یا مارتنزیتی است و می تواند از طریق عملیات سخت شدن رسوبی سخت شود. موسسه آهن و فولاد آمریکا آن را با اعدادی در سری 600، مانند 630، که 17-4PH است، تعیین می کند.
به طور کلی، به جز آلیاژها، فولاد ضد زنگ آستنیتی دارای مقاومت در برابر خوردگی عالی است. فولاد ضد زنگ فریتی را می توان در محیط های کم خوردگی- استفاده کرد. در محیط های با خورندگی ملایم، در صورت نیاز به استحکام یا سختی بالا، می توان از فولادهای زنگ نزن سخت کننده مارتنزیتی و رسوبی استفاده کرد.
تمایز ضخامت
1. در طول فرآیند نورد در کارخانه های فولادی، رول ها به دلیل گرما تغییر شکل جزئی پیدا می کنند که منجر به انحراف ضخامت در صفحات نورد شده، به طور کلی در وسط ضخیم تر و در لبه ها نازک تر می شود. مقررات ملی تصریح می کند که ضخامت صفحه باید در مرکز لبه بالایی اندازه گیری شود.
2. تحمل ها از تقاضاهای بازار و مشتری ناشی می شوند که به طور کلی به عنوان تحمل بزرگ یا کوچک طبقه بندی می شوند. به عنوان مثال:
[تصویر]
چه نوع فولاد ضد زنگ کمتر مستعد زنگ زدگی است؟
سه عامل اصلی بر خوردگی فولاد ضد زنگ موثر است:
1. محتوای عناصر آلیاژی
به طور کلی، فولاد با محتوای کروم 10.5٪ کمتر مستعد زنگ زدگی است. محتوای کروم و نیکل بالاتر باعث مقاومت در برابر خوردگی بهتر می شود. به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ 304 به 8٪ تا 10٪ نیکل و 18٪ تا 20٪ کروم نیاز دارد. چنین فولاد ضد زنگ به طور کلی زنگ نمی زند.
2. فرآیند ذوب شرکت تولیدی نیز بر مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ تأثیر می گذارد.
کارخانه های فولاد ضد زنگ بزرگ با تکنولوژی ذوب خوب، تجهیزات پیشرفته و فرآیندهای پیشرفته می توانند کنترل عناصر آلیاژی، حذف ناخالصی و دمای خنک کننده بیلت را تضمین کنند. بنابراین محصولات آنها دارای کیفیت پایدار و قابل اعتماد، با کیفیت داخلی خوب و مستعد زنگ زدگی نیستند. برعکس، برخی از کارخانههای فولادسازی کوچک دارای تجهیزات و فرآیندهای قدیمی هستند و ناخالصیها را نمیتوان در طی فرآیند ذوب حذف کرد و باعث میشود محصولات آنها بیشتر زنگ بزنند.
3. محیط خارجی: محیط های خشک و دارای تهویه مناسب کمتر در معرض زنگ زدگی هستند.
با این حال، محیط هایی با رطوبت بالا، هوای بارانی مداوم، یا اسیدیته/قلیایی بالا در هوا بیشتر مستعد زنگ زدگی هستند. اگر محیط اطراف خیلی ضعیف باشد، حتی فولاد ضد زنگ 304 نیز زنگ می زند.
چگونه با لکه های زنگ زدگی فولاد ضد زنگ مقابله کنیم؟
1. روش شیمیایی:
از خمیر ترشی یا اسپری برای کمک به غیرفعال کردن مجدد نواحی زنگ زده و تشکیل یک لایه اکسید کروم برای بازیابی مقاومت در برابر خوردگی کمک کنید. پس از ترشی، شستشوی مناسب با آب تمیز بسیار مهم است تا همه آلودگی ها و باقی مانده های اسید از بین برود. پس از انجام تمام مراحل، دوباره با تجهیزات پولیش پرداخت و با موم پولیش مهر و موم کنید. برای نقاط زنگ زدگی جزئی و موضعی، می توان از مخلوط 1:1 بنزین و روغن موتور استفاده کرد تا آنها را با یک پارچه تمیز پاک کنید.
2. روش های مکانیکی
شات بلاست، با استفاده از ریز ذرات شیشه یا سرامیک برای شات بلاست، سوراخ کردن، برس زدن و پرداخت. روشهای مکانیکی ممکن است آلایندهها را از موادی که قبلاً حذف شدهاند، مواد صیقلدهنده یا مواد حفر شده را حذف کنند. همه انواع آلاینده ها، به ویژه ذرات آهن خارجی، می توانند به منابع خوردگی، به ویژه در محیط های مرطوب تبدیل شوند. بنابراین، سطوحی که به صورت مکانیکی تمیز می شوند، باید در شرایط خشک به درستی تمیز شوند. روش های مکانیکی فقط سطح را تمیز می کنند و مقاومت ذاتی مواد در برابر خوردگی را تغییر نمی دهند. بنابراین توصیه میشود بعد از تمیز کردن مکانیکی، دوباره-با تجهیزات پولیش پرداخت و با واکس پولیش آببندی شود.
نمرات و ویژگی های رایج فولاد ضد زنگ برای ابزار
1. 304 فولاد ضد زنگ. یکی از پرکاربردترین فولادهای زنگ نزن آستنیتی، مناسب برای ساخت قطعات عمیق-، خطوط لوله اسید، ظروف، اجزای ساختاری، بدنه های مختلف ابزار و غیره. همچنین می توان از آن برای ساخت تجهیزات و اجزای غیر مغناطیسی، برودتی استفاده کرد.
2. 304L فولاد ضد زنگ. برای رسیدگی به تمایل شدید خوردگی بین دانه ای فولاد زنگ نزن 304 تحت شرایط خاص به دلیل بارش Cr23C6، فولاد زنگ نزن آستنیتی فوق العاده کم کربن ایجاد شد. مقاومت آن در برابر خوردگی بین دانه ای در حالت حساس به طور قابل توجهی برتر از فولاد ضد زنگ 304 است. به جز استحکام کمی کمتر، سایر خواص آن مشابه فولاد ضد زنگ 321 است. عمدتاً برای تجهیزات و اجزای{11}مقاوم در برابر خوردگی که نیاز به جوش دارند اما نمیتوانند تحت درمان محلول قرار گیرند، استفاده میشود و میتوان از آن برای ساخت بدنههای ابزار مختلف و غیره استفاده کرد.
3. 304فولاد ضد زنگ H. یک شاخه داخلی از فولاد ضد زنگ 304، با کسر جرمی کربن 0.04٪ - 0.10٪، عملکرد دمای بالا آن نسبت به فولاد ضد زنگ 304 برتر است.
4. 316 فولاد ضد زنگ. بر اساس فولاد 10Cr18Ni12، مولیبدن اضافه می شود که به فولاد مقاومت خوبی در برابر کاهش رسانه ها و خوردگی حفره ای می دهد. در آب دریا و رسانه های مختلف دیگر، مقاومت به خوردگی آن نسبت به فولاد ضد زنگ 304 برتری دارد و عمدتاً برای مواد مقاوم در برابر خوردگی حفره ای استفاده می شود.
5. 316L فولاد ضد زنگ. فولادی فوق-کم کربن با مقاومت خوب در برابر خوردگی بین دانهای حساس، مناسب برای ساخت قطعات و تجهیزات جوشی با مقاطع{3} ضخیم، مانند مواد مقاوم در برابر خوردگی{4} در تجهیزات پتروشیمی{5}H فولاد زنگ نزن. یک شاخه داخلی از فولاد ضد زنگ 316، با محتوای کربن 0.04٪ - 0.10٪. عملکرد دمایی بالا{11}}از فولاد ضد زنگ 316 برتر است.
7. 317 فولاد ضد زنگ. مقاومت آن در برابر خوردگی حفره ای و خزش نسبت به فولاد ضد زنگ 316 لیتری برتر است. در ساخت تجهیزات پتروشیمی و تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی اسید آلی استفاده می شود.
8. 321 فولاد ضد زنگ. فولاد زنگ نزن آستنیتی تثبیت شده با تیتانیوم-. افزودن تیتانیوم مقاومت آن را در برابر خوردگی بین دانهای بهبود میبخشد و خواص مکانیکی در دمای بالا دارد. می توان آن را با فولاد زنگ نزن آستنیتی فوق-کم کربن جایگزین کرد. به جز برای کاربردهای خاص مانند مقاومت در برابر خوردگی در دمای بالا یا هیدروژن، معمولاً استفاده از آن توصیه نمیشود.
9. 347 فولاد ضد زنگ. یک فولاد زنگ نزن آستنیتی{2}}نیوبیم تثبیت شده است. افزودن نیوبیم مقاومت آن را در برابر خوردگی بین دانه ای بهبود می بخشد. مقاومت به خوردگی آن در محیط های اسیدی، قلیایی و نمکی مشابه فولاد ضد زنگ 321 است. این جوش پذیری خوبی دارد و می تواند هم به عنوان یک ماده-مقاوم در برابر خوردگی و هم به عنوان فولاد مقاوم در برابر حرارت{8}} استفاده شود. عمدتاً در زمینههای انرژی حرارتی و پتروشیمی، مانند ساخت ظروف، لولهها، مبدلهای حرارتی، شفتها، لولههای کوره در کورههای صنعتی، و دماسنجهای لوله کوره{10}}L Stainless Steel استفاده میشود. فولاد ضد زنگ فوق آستنیتی که توسط Outokumpu، یک شرکت فنلاندی اختراع شده است، دارای محتوای نیکل 24٪ تا 26٪ و محتوای کربن کمتر از 0.02٪ است. مقاومت در برابر خوردگی عالی از خود نشان می دهد و در برابر اسیدهای غیر اکسید کننده مانند اسید سولفوریک، اسید استیک، اسید فرمیک و اسید فسفریک مقاومت خوبی از خود نشان می دهد. همچنین مقاومت خوبی در برابر خوردگی شکاف و خوردگی تنشی دارد. برای استفاده با اسید سولفوریک با غلظت های مختلف زیر 70 درجه مناسب است و مقاومت به خوردگی خوبی در اسید استیک و اسیدهای مخلوط اسید فرمیک و اسید استیک با هر غلظت و درجه حرارت تحت فشار معمولی نشان می دهد. استاندارد اصلی ASME SB{22}}625 آن را به عنوان آلیاژ مبتنی بر نیکل طبقهبندی میکند، در حالی که استاندارد جدید آن را به عنوان فولاد ضد زنگ طبقهبندی میکند. در چین، فقط فولاد با عیار تقریبی 015Cr19Ni26Mo5Cu2 موجود است. تعدادی از سازندگان ابزار اروپایی از فولاد ضد زنگ 904L به عنوان یک ماده کلیدی استفاده می کنند. به عنوان مثال، لوله اندازه گیری دبی سنج E+H از فولاد ضد زنگ 904 لیتری و قاب ساعت رولکس نیز از فولاد ضد زنگ 904 لیتری ساخته شده است.
11. 440C فولاد ضد زنگ. فولاد ضد زنگ مارتنزیتی، سختترین فولاد ضد زنگ سختشونده، با سختی HRC57. به طور عمده برای ساخت نازل، بلبرینگ، هسته سوپاپ، صندلی سوپاپ، آستین و میل سوپاپ استفاده می شود.
12. 17-4PH فولاد ضد زنگ. فولاد ضد زنگ سخت شدن رسوب مارتنزیتی با سختی HRC44. استحکام، سختی و مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارد، اما در دمای بیش از 300 درجه قابل استفاده نیست. مقاومت خوردگی خوبی در برابر هوا و اسیدها یا نمک های رقیق شده مشابه فولاد ضد زنگ 304 و 430 دارد. در ساخت سکوهای دریایی، تیغه های توربین، هسته سوپاپ، صندلی سوپاپ، آستین و میل سوپاپ استفاده می شود.
