فولاد ضد زنگ چیست؟

دلیل محبوبیت فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ آلیاژی از آهن، کروم و در برخی موارد نیکل و سایر فلزات مقاوم در برابر خوردگی است. بازیابی فولاد موجب می شود که از معادن فلزی استفاده نشود. در ساختمان سازی از استنلس استیل استفاده می شود. این آلیاژ موجب دوام هر چه بیشتر ساختمان می شود.

اینگونه فولاد ضد زنگ است و می توان چندین بار آن را شست. جذاب و زیبا بوده و نگهداری وسایل ساخته شده از این فلز آسان است. همچنین در صنایع از جمله انرژی، حمل و نقل، ساختمان، تحقیقات، پزشکی، غذا و لجستیک به کار گرفته می شود.

فولاد مذاب را می توان به فرم های مختلف شکل داد. گاهی اوقات برای ایجاد ویژگی های مورد نظر می توان یک روند را چندین بار اجرا کرد.

فولاد ضد زنگ و کاربردهای متنوع

فولاد ضد زنگ ترکیبی از فلزات مختلف و با درهای متفاوت تولید می شود. این ترکیب فلزی از حداقل 10.5 درصد کروم، کمتر از 1.2 درصد کربن و سایر عناصر تشکیل شده است. می توان با افزودن عناصری مانند نیکل، مولیبدن، تیتانیوم، نیوبیم، منگنز، کربن، نیتروژن، گوگرد، مس، سیلیکون این ترکیب فلزی را نسبت به خوردگی مقاوم کرده و ویژگی ضد زنگ آن را تقویت کرد.

اکسید کروم در تماس با هوا روی سطح این ترکیب فلزی تشکیل شده و این لایه از زنگ زدگی آن جلوگیری می کند. این ویژگی‌ ها، فولاد ضد زنگ را برای کاربردهای ساختمانی که در معرض آب و هوای نامساعد قرار دارند، مانند سقف‌، نما، سیستمهای بازیابی آب باران و لوله آب خانگی مناسب می‌سازد.

طول عمر فولاد الزامات ساخت و ساز پایدار را برآورده می کند و نصب موثر، نصب و نگهداری کم، موجب می شود که بتوان از آن در دراز مدت استفاده کرد.

فولاد ضد زنگ و ویژگی های عمومی

فولاد ضد زنگ متنوع بوده و از مات تا روشن، غیر انعکاسی نور و نقش برجسته طراحی و تولید می شود. رنگ آمیزی موجب منحصر به فرد شدن این آلیاژ می شود. بسیاری از صنایع از این آلیاژ استفاده می کنند.

این فلز شکل می پذیرد و بسیار مقاوم است. در حالت ‌های سخت شکل ‌دهی فلز مثل کوبش ، خمش ، اکستروژن، و غیره استفاده می شود و در عین حال مقاومت در برابر سایش، اصطکاک، ضربه، کشش، جزء ویژگی های آن به شمار می رود.

افزایش مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر دمای بالا و پایین، قدرت، جوش پذیری، شکل پذیری و کنترل جریان الکترومغناطیس موجب منحصر به فرد این آلیاژ می شود. نحوه ساخت آن موجب ایجاد این ویژگی ها می شود.

فولاد ضد زنگ بهترین مقاومت در برابر آتش را در بین تمام مواد فلزی در کاربردهای سازه ای دارد و دمای بحرانی آن بالای 800 درجه سانتیگراد پیش بینی شده است. فولاد برای مقاومت در برابر آتش و بدون انتشار دود سمی در رتبه A2s1d0 قرار دارد.

فولاد ضد زنگ با حداقل کروم 10.5 درصد به طور مداوم توسط یک لایه غیرفعال اکسید کروم محافظت می شود که به طور طبیعی بر روی سطح از طریق واکنش کروم با اکسیژن هوا یا آب تشکیل می شود. اگر سطح خراشیده شود، ویژگی خود ترمیمی دارد.

این ویژگی موجب مقاومت در برابر خوردگی می شود. محصولاتی که از این آلیاژ ساخته شده اند به راحتی تمیز می شوند، محصولات تمیز کننده معمولی مانند مواد شوینده، پودر صابون کافی است و به سطح آسیب نمی رساند. فولاد به طور کامل الزامات دکوراسیون و ظروف پخت و پز را که نیاز به شستشوی مکرر و موثر دارند برآورده می کند.

این آلیاژ با محیط سازگار بوده و بازیافت می شود. در تماس با عناصری مانند آب از نظر محیطی خنثی و بی اثر است.

فولاد ضد زنگ و نحوه ساخت

فولاد ضد زنگ طی مراحل مختلفی تولید می شود. تولید فولاد با ذوب ضایعات فلزات و مواد افزودنی در یک کوره قوس الکتریکی (EAF) شروع می شود. EAF با استفاده از الکترودهای پرقدرت، فلزات را در طی چند ساعت گرم می کند تا مخلوطی مذاب و سیال ایجاد کند.

از آنجایی که فولاد 100٪ قابل بازیافت است، بسیاری از سفارشات ضد زنگ حاوی 60٪ فولاد بازیافتی هستند. این عامل نه تنها در کنترل هزینه ها عامل موثری محسوب می شود بلکه در کاهش اثرات زیست محیطی نیز تاثیرگذار خواهد بود.

کربن به افزایش سختی و استحکام آهن کمک می کند. با این حال، کربن بیش از حد می تواند مشکلاتی مانند رسوب کاربید در طول جوشکاری ایجاد کند. قبل از ریخته‌گری فولاد مذاب، کالیبراسیون و کاهش کربن به سطح مناسب ضروری است. دو راه وجود دارد که در ریخته گری ها می توان کربن را کنترل می کنند.

اولین مورد از طریق کربن زدایی با اکسیژن آرگون (AOD) پیشنهاد می شود. تزریق مخلوط گاز آرگون به فولاد مذاب، کربن را با حداقل از دست دادن سایر عناصر ضروری کاهش می دهد. بدین ترتیب فولاد با درجه خلوص بالایی تولید می شود.

روش دیگر، کربن زدایی اکسیژن در خلاء (VOD) نام دارد. در این روش، فولاد مذاب به محفظه دیگری منتقل می ‌شود که در آن در حین اعمال حرارت، اکسیژن به فولاد تزریق می ‌شود. سپس یک خلاء گازهای تهویه شده را از محفظه خارج می کند و کربن را کاهش می دهد.

با هر دو روش می توان مقدار کربن را در آلیاژ فولاد کنترل کرد. پس از کاهش کربن، تعادل نهایی و همگن شدن دما و شیمی رخ می دهد. این روش تضمین می کند که فلز الزامات درجه مورد نظر خود را برآورده می کند نمونه ها مورد آزمایش و تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. سپس تنظیمها شروع شده تا مخلوط به استاندارد مورد نیاز برسد.

فولاد ضد زنگ و نورد گرم

فولاد ضد زنگ را می توان با نورد گرم نیز تولید کرد. این مرحله که در دماهای بالاتر از دمای تبلور مجدد فولاد انجام می شود، به تنظیم ابعاد فیزیکی فولاد کمک می کند. کنترل دقیق دما در طول فرآیند، فولاد را به اندازه کافی نرم نگه می دارد تا بدون تغییر ساختار کار کند. با تکرار فرایند برای تنظیم ابعاد فولاد به آرامی استفاده می شود. در بیشتر موارد، با این کار می توان ضخامت مورد نظر فولاد را ایجاد کرد.

نورد سرد

اغلب در مواقعی که نیاز به دقت است استفاده می شود، نورد سرد زیر دمای تبلور مجدد فولاد رخ می دهد. برای شکل دادن به فولاد از غلتک های متعدد استفاده می شود. با این روش می توان محصولات جذابی را تولید کرد. با این حال، همچنین می تواند ساختار فولاد را تغییر شکل دهد و اغلب به عملیات حرارتی برای تبلور مجدد فولاد به ریز ساختار اصلی خود نیاز دارد.

فرایند مقاوم کردن فولاد

فولاد ضد زنگ پس از نورد، تحت فرآیند بازپخت قرار می گیرد. چرخه های گرمایش و سرمایش کنترل شده است. در هر یک از این چرخه ها، فولاد تغییر می کند. دما و زمان ‌های دقیق مربوط به درجه فولاد بستگی دارد، گرمایش و سرمایش بر محصول نهایی تأثیر می‌گذارد.

رسوب زدایی

فولاد ضد زنگ طی مراحل مختلف تولید دچار رسوب شده و آن ها روی سطح فلز انباشته می شوند. این انباشت خبر خوبی نیست. همچنین می تواند بر مقاومت در برابر لکه، دوام و جوش پذیری فولاد تأثیر بگذارد.

برای از بین بردن رسوب لازم است که خاصیت ضد زنگ ایجاد شود. بنابراین فلز را در محلولی غوطه ور کرده و بعد از آن از طریق سرمایش و گرمایش این کار به انجام می رسد. بسته به محصول نهایی، فلز ممکن است برای پردازش بیشتر به نورد یا اکسترود برگردد. با این روش می توان میزان مقاومت فولاد را افزایش داد.