30 100 910 - 021

30 100 910 - 031

صداقت - کیفیت - رضایتمندی مشتری

فولاد های ضد زنگ
شنبه 26 مرداد 1398 بازدید : 928

 

فولاد ضد زنگ چیست

 

فولادهای ضد زنگ ، آلیاژهای پایه آهنی هستند با حداقل %12 کروم . این میزان برای جلوگیری از اکسیداسیون در فولاد های ضد زنگ لازم است. فولادهای ضد زنگ این خاصیت ضد زنگ بودن خود را از طریق اکسید غنی از کروم نامرئی و پایدار به دست آمده اند.
 

تولید فولاد ضد زنگ :

 

تولید این محصول در دو مرحله انجام می شود:

ذوب قراضه جات و مزد آلیاژها در یک کوره قوس  الکتریکی (EAF)
تصفیه به وسیله ی اکسیژن آرگون و کربوره کردن (AOD) برای تنظیم محتوای کربن و حذف ناخالصی ها
مراحل ذوب و پالایش شامل ذوب در خلاء ، ذوب مجدد در خلا به کمک قوس الکتریکی ، ذوب الکتریکی سرباره ای و ذوب به کمک روش پرتو الکترونی است. به هر حال مراحل ذوب و پالایش فولادهای ضد زنگ با عملیات (AOD) و (EAF) انجام می شود. 

انواع فرم های نواری ، ورقه ای ، آسیابی و تبدیل این اشکال به شکل و اندازه های خاص ، با تغییر اندازه ی گرم یا بدون عملیات نورد سرد ، آینل کردن و تمیزکاری انجام می پذیرد.
 

 

کاربردهای فولاد ضد زنگ :

 

فولاد ضد زنگ در زمینه های متعدد و زیر ساختی استفاده می شود. در زمینه مهندسی شیمی و انرژی کاربرد گسترده ای دارد. از جمله مخازن راکتور هسته ای ، لوله های صنعت نفت ، اجزا و قطعات مورد استفاده در عملیات شیمیایی در صنایع تولید خمیر کاغذ و کاغذ ، مبدل های حرارتی ، قطعات کوره و دیگ های مورد استفاده در نیروگاه های برق فسیلی از کابرد های فولاد ضد زنگ میباشد.
 

 

اهمیت و فراوانی نسبیکاربرد محصولات فولادی ضد زنگ در زمینه های اصلی :

 

 

کاربرد              درصد
تجهیزات               ندارد
مهندسی شیمی و انرژی                34
صنایع غذایی و آشامیدنی                18
حمل و نقل                 9
معماری و ساختمان                 5
لوازم خانگی و وسایل آشپزخانه                28
تجهیزات کوچک الکتریکی و الکترونیکی                 6

 

 

نامگذاری فولادهای ضد زنگ کار شده :

 

اسامی و علائم اختصاری این محصول به وسیله ی انجمن ملی آهن و فولاد امریکا (AJSJ) و انجمن بین المللی آهن فولاد (UNS) مشخص می شود. در سیستم (AJSJ) که قدیمی تر است بیشتر فولادها دارای یک نام اختصاصی سه رقمی هستند. در سیستم  (UNS) نامگذاری تعداد بیشتری از فولاد های ضد زنگ را تحت پوشش قرار می دهد.
 

نامگذاری فولاد های ضد زنگ ریختگری شده :

 

اولین حرف در این گروه از آلیاژها، نشان دهنده ی این است که آیا این آلیاژ برای سرویس دهی در شرایط مقاومت در برابر خوردگی یک مایع در نظر گرفته شده است، (C) یا سرویس دهی درجه حرارت های بالا ؛ (H) حرف دوم نشانگر نوع اسمی آلیاژ کروم _ نیکل است. در فولادهای ضدزنگ ریختگری شده با افزایش میزان نیکل، حرف دوم نام اختصاصی تغییر می یابد و بعد از آن شماره ای وجود دارد که بیانگر حداکثر میزان کرم موجود در آلیاژ است.
 

 

انواع فولادهای ضد زنگ

 

فولادهای ضد زنگ که معمولا ساختار کریستالی (بلورین) دارند را در 5 بخش اصلی تقسیم بندی می کنند:

 

  • فولاد های ضد زنگ آستنیتی

 

  • فولادهای ضد زنگ آهنی

 

  • فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی

 

  • فولادهای ضد زنگ دوپلکس

 

  • فولاد های ضد زنگ رسوب سخت شونده

 

فولادهای ضد زنگ آستنیتی

 

بزرگترین خانواده از فولادهای ضد زنگ را فولاد ضد زنگ آستنیتی تشکیل داده یعنی چیزی حدود دو سوم از این تولید .

فولادهای ضد زنگ آستنیتی قابلیت سخت کاری از راه عملیات حرارتی را ندارند، زیرا این فولاد ها دارای ریز ساختارهایی به شکل کریستال مکعبی (وسط –وجهی) هستند.

این ریز ساختارها با آلیاژ شدن بانیکلیا منگنز ، نیتروژن  لازم برای حفظ ریز ساختار آستنیتی در کلیه دماها از ناحیه کرایوژنیک تا نقطه ذوب حاصل می شوند. بنابراین در هر دمایی دارای یک نوع ریز ساختار یکسان است. این فولاد ها خود به دو دسته طبقه بندی شده اند:

 

سری 200

 

برای از بین بردن نوسانات قیمت نیکل که بر روی قیمت نهایی فولاد ضد زنگ تاثیر می گذارد چیزی حدود 50 سال است که برای جایگزینی نیکل موجود در فولاد های ضد زنگ آستنیتی با منگنز در تلاش هستند . حاصل این تلاش ها فولادهای ضد زنگ سری 200 شده است که به علت وجود نیتروژن ، فاز آستنیتی را پایدارتر کرده است. از مس هم برای افزایش پایداری و افزایش خواص کارسرد در این فولادهای ضد زنگ استفاده می شود.

وجود نیتروژن باعث شده که سری 200 از استحکام تسلیم بیشتری نسبت به سری 300 برخوردار باشد . چیزی حدود 50% بیشتر . اما کمی نیکل موجود ، مقاومت به خوردگی را در این فولاد ها کاهش می دهد.

 

سری 300

 

بزرگترین و پرکاربردترین فولادهای ضد زنگ سری 300 می باشد. فولادهای آلیاژ کروم – نیکل را شامل می شوند که ریز ساختار آستنیتی آن به علت حضور نیکل است. راهکار برای کاهش این میزان نیکل استفاده از نیتروژن در بعضی از گریدهای آلیاژ بالا است.

اگر بخواهیم معروف ترین آن را نام ببریم فولاد ضد زنگ 304 است . نام دیگر آن فولاد 18/8 یا 18/10 است که در آن 18% کروم و حدود 8 الی 10 % نیکل استفاده می شود .

یکی دیگر از این فولاد های پرکاربرد فولاد 316 است . در این فولادها با اضافه کردن 2% مولبیدن ، میتوان مقاومت به خوردگی در بابر اسید و همچنین مقاومت به خوردگی ناحیه ای به وسیله ی یون های کلر را افزایش داد.

 

فولادهای ضد زنگ آهنی (ferritic)

 

فولادی ضد زنگ آهنی دارای 5/10 تا 27 درصد کروم و مقدار ناچیزی نیکل یا بدون نیکل هستند.

ریز ساختار آنها فریتی و مانند فولاد کربنی است، یعنی یک ساختار مکعی مرکز- بدنی دارند . این فولاد ها نیز مانند فولاد ضد زنگ آستنیتی با عملیات حرارتی سخت کاری نمی شود و به علت اضافه شدن کروم در مقام درجه حرارت ها وجود دارد. همچنین نمی توان آن ها با کار سرد تقویت کرد و دارای خاصیت مغناطیسی نیز هستند و شامل :

  • آلیاژهای استاندارد سری 400 که شامل مقادیر کمی از تثبیت کننده های فریتی مانند آلومینیوم ، تیتانیوم و نیوبیوم هستند.
  • نوع توسعه یافته با محتوای کم کربن و نیتروژن و محتوای بالای کروم ، این فولادها دوام زیادی در برابر ترک های ناشی از خوردگی و تنش دارند.

 

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی

 

این نوع از فولادها از نظر ترکیبات شیمیایی شبیه فولاد های فریتی هستند اما کربن بیشتر و کروم کمتری دارند تا به قابلیت لازم جهت سخت شوندگی از طریق عملیات حرارتی برسند. و به عنوان فولاد ضد زنگ مهندسی ، فولاد ضدزنگ ابزاری و فولاد مقاوم در برابر خزش استفاده می شود.

این فولاد ها به 4 دسته تقسیم می شوند :

  • گرید های آهن-کروم-کربن : مناسب برای استفاده در کاربردهای مهندسی و مقاوم در برابر سایش می باشد.

 

  • گرید های آهن-کروم-نیکل-کربن : دارای سختی و مقاومت به خوردگی بالاتر هستند و مقداری از کربن با نیکل جایگزین شده است.

 

  • گریدهای پیر سخت کاری شونده : کاربرد آن در صنایع هوافضا و دیگر صنایع است و میتواند استحکام بالا و چقرمگی خوب را بدست آورد.

 

  • گرید مقاوم در برابر خزش : مقاومت خزش تا حد 650 درجه سیلسیوس با اضافه شدن مقداری کبالت ، بور ، وانادیم و نابوبیم افزایش می یابد.

 

فولاد های ضد زنگ دوپلکس

 

فولاد ضد زنگ دوپلکس تقریبا دو برابر ضدزنگ آستینی استحکام دارد.

کاربرد آن در بسیاری از استفاده های مهندسی مقرون به صرفه تر است. گریدهای فولاد دوپلکس طبق مقدار آلیاژ و مقاومت به خوردگی آن ها در گروه های مختلفی تقسیم بندی می شوند. دارای میکرو ساختار ترکیبی آستنیتی و فریتی ست که هدف آن معمولا تولید ترکیب 50/50 است. همچنین در آلیاژهای تجاری این نسبت به 40/60 هم می رسد. آن ها با کروم بالا (19-32 درصد) و مولیبدن (تا 5 درصد) و درصد نیکل پایین تر از فولاد ضد زنگ آستنیتی مشخص می شوند.

 

فولادهای ضد زنگ رسوب سخت شونده

 

این فولاد ها مقاومت به خوردگی شان مانند فولادهای آستنیتی است، اما می توان آن ها را به واسطه ی فرآیند سخت کاری رسوبی ، سخت کاری کرد .

یکی از گرید های معروف آن PH 17-4 است که تقریبا 17 درصد کروم و 4درصد نیکل دارد.

 

فولاد زد زنگ - آهن پویا

ویژگی های فیزیکی و مکانیکی فولادهای ضد زنگ :

 

شباهت:
- چگالی فولادهای ضد زنگ همانند فولادهای کربنی تقریبا 8است، یعنی حدود 3 برابر بیشتر از چگالی آلیاژهای آلومینیومی

فولادهای ضد زنگ همانند فولادهای کربنی مدول الاستیسیته بالایی دارند.
تفاوت بین ویژگی های فیزیکی و مکانیکی این مواد در خواص رسانایی گرمایی، ضریب انبساط حرارتی و مقاومت الکتریکی آنها است.

فولادهای ضد زنگ مقاومت الکتریکی بالایی دارند؛ زیرا عناصر آلیاژی گرایش به بالا بردن مقاومت الکتریکی دارند؛ ولی فولادهای ضد زنگ مزیتی و آستنسیتی مقاومت الکتریکی کمتری نسبت به انواع آستنسیتی دو گانه دارند.
 

 

عوامل موثر در انتخاب فولادهای ضد زنگ:

 

معیارهای متعددی می تواند در انتخاب فولادهای ضد زنگ موثر باشد از قبیل : خصوصیات ساختاری ، در دسترس بودن ، استحکام در برابر خوردگی ، ویژگی های مکانیکی محدوده دمای خاص ، هزینه های تولید ، در میان این فاکتورها مقاومت در برابر خوردگی و ویژگی های مکانیکی مهمترین عامل در انتخاب فولاد محسوب می شوند.

 

فاکتورهای لازم برای انتخاب فولاد ضد زنگ برای یک کاربرد خاص:

 

  • مقاومت در برابر اکسیداسیون و سولفید شدن 
  • مقاومت در برابر سایش، خراش و فرسایش  
  •  پرداخت سطحی و ویژگی های باز تابندگی نهایی
  • مناسب برای روش های تمیز کاری مورد نظر 
  • استحکام و شکل پذیری در دمای سرویس دهی 
  • خواص فیزیکی مانند خواص مغناطیسی، هدایت حرارتی، مقاومت الکتریکی 
  • ثبات خواص مورد نظر در حین سرویس 
  • مهمترین ویژگی فولاد های ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی است، این ویژگی دشوارترین عامل جهت ارزیابی برای یک کاربرد خاص نیز است؛ زیرا محاسبه مقاومت به خوردگی در برابر حلال های شیمیایی خالص نسبتا آسان است اما محیط واقعی معمولا پیچیده تر عمل میکند 
     

 

عوامل مهم در انتخاب یک فولاد ضد زنگ برای یک کارکرد مقاوم در برابر خوردگی:

 

1. دما 
2. رسوبات فلزی 
3. گرد و غبار روی سطح 
4. ترکیب شیمیایی فلز 
5. اتمسفر محیط خورنده 
6. جریان الکتریسته ساکن 
7. اثرات جوشکاری و لحیم کاری تغییرات دمای 
8. ماهیت و چگونگی توزیع اجزای ساختاری 
9. تفاوت در پتانسیل الکتریکی 
10. رسوب کربن از ترکیبات عالی گرم شده
11. تماس فلز با یک یا چند ماده متفاوت فلزی 
12. حرکت نسبی محیط خورنده نسبت به فولاد 
 

 

ویژگی های ساختاری : 

 

فولاد های ضد زنگ از لحاظ شیوه ی ساخت مشابه فولادهای کربنی و سایر فلزات هستند، اما با توجه به استحکام و نرخ سخت کاری فولاد های ضد زنگ اعمال تغییراتی در روش های ساخت لازم است 
مشخصه ی اصلی فولادهای آستنسیتی افزایش قابل توجه در استحکام و سختی با اعمال کار سرد است. فولاد های ضد زنگ با قابلیت ماشین کاری آزاد در برابر تغییرات اندازه مقاومت خوب از خود نشان می دهند.

    آهن پویا

    آهن پویا

    آهن پویا با بیش از یک دهه تجربه پر فروش، پایبند به اصول حرفه ای و اخلاقی در عرصه خرید و فروش در مرزهای داخلی و خارجی یاری گر شما در صنعت فولاد است

    به اشتراک بگذارید

    دیدگاه

      0