چرا فولاد ضد زنگ مهم است. آیا درباره خواص فولاد ضد زنگ اطلاعاتی دارید؟ فولاد ضد زنگ در دنیای مدرن کاربرد زیادی دارد و در همه جنبه‌های زندگی از لوازم خانگی و تجهیزات پزشکی گرفته تا اجزای موتور توربین و ساختمان‌ها استفاده میشود. برای استفاده فولاد ضد زنگ در کاربردهای مختلف، گریدهای مختلفی از فولاد استنلس استیل یا فولاد زنگ نزن وجود دارد که هر کدام خواص مختص به خود را دارند. برای خواندن ادامه مطلب، مجله کارآهن را دنبال کنید.
| جدول خواص و کاربردهای فولاد ضد زنگ | ||||
| نام محصول | خواص | ویژگی | کاربرد | انواع |
| فولاد ضد زنگ | ضد آب، رطوبت و مواد شیمیایی | ماشینکاری مطلوب، مقاومت در برابر خوردگی، استحکام بالا و جوش‌پذیری مناسب | صنایع غذایی، ساختمانی، لوازم خانگی، پتروشیمی، نفت، گاز و … | گرید ۳۰۳، ۳۰۴، ۳۱۶ و ۴۱۶ |
تاریخچه فولاد ضد زنگ
قبل از فولاد ضد زنگ، موادی مانند چدن و حتی فولاد، مشابه آنچه ما امروز به عنوان فولاد کربنی می‌نامیم، در سراسر جهان ساخته و استفاده می‌شد. گزارش های خاصی از تولید فولاد در مقیاس بزرگ از طریق آهنگرهای پالایشگاهی در کشورهای مختلف دنیا در اوایل سال ۱۵۷۴ وجود دارد. با این حال چه کسی تا آن دوران از خواص فولاد ضد زنگ خبر داشت؟
فولاد ضد زنگ عمدتا از جنس آهن است اما چیزی که فولاد زنگ نزن را خاص می‌کند، وجود سه عنصر نیکل، مولیبدن و کروم به نسبت‌های کم اهمیت است.
۱- نیکل
در سال ۱۷۵۱، اکسل فردریک کرونستد، کانی شناس سوئدی، نیکل را در حین کار در لوس سوئد کشف کرد. این عنصر از سنگ معدن مس حفر شده از معادن کبالت استخراج شد.
نام نیکل از کلمه سوئدی “Kupfer nickel” به معنای مس- اسپریت گرفته شده است؛ نامی که معدنچیان به سنگ معدن جدید داده‌اند؛ زیرا به نظر می‌رسد این نوع ماده معدنی حضوری فراطبیعی داشته باشد که استخراج مس را از آن سخت می‌کند.
۲- مولیبدن
کارل ویلهلم شیله، در میان بسیاری از عناصر دیگر، مولیبدن را در سال ۱۷۷۸ کشف کرد. شیمیدان آلمانی-سوئدی همچنین اکسیژن، منگنز و تنگستن را کشف کرد. مولیبدن هم مقاومت در برابر خوردگی و هم مقاومت در برابر دمای بالا را در اکثر آلیاژها از جمله فولاد ضد زنگ افزایش می‌دهد.
۳- کروم
در سال ۱۷۹۷، Nicolas-Louis Vauquelin کروم را کشف کرد؛ عنصری که با درخشندگی زیاد ظاهر میشود. از این نوع مواد به طور گسترده در آلیاژسازی و همچنین آبکاری برای افزودن مقاومت به خوردگی و جلوه زیبایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اولین فولاد ضد زنگ چه زمانی اختراع شد؟
جان تی وودز و جان کلارک که پیش از کشف فولاد ضد زنگ ناشناخته بودند، با استفاده از عناصر تازه کشف شده در آزمایشات خود، در سال ۱۸۷۲ در دفتر ثبت اختراع بریتانیا، حق اختراع «فولاد مقاوم در برابر آب» را ثبت کردند. آن‌ها اولین افرادی بودند که به خواص فولاد ضد زنگ پی بردند.
بر اساس کار پیر برتیه در سال ۱۸۲۱، با ترکیب غلظت‌های بالاتر کروم، این ماده در برابر خوردگی به گونهای مقاومت می‌کرد که قبلا هرگز دیده نشده بود.
پیر برتیه نیز به خاطر نقش خود در ساخت فلزات ضد زنگ اعتبار دارد. آلومینیوم، پس از کشف سنگ معدن مورد استفاده برای استخراج آن. بوکسیت، در دهه ۱۸۲۰، از جمله ابداعات او بود.
در حالی که بحث هایی در مورد نوع فولاد ضد زنگ برای اولین بار وجود دارد، آلبرت مارسل پورتوین مقاله‌ای در مورد انواع مختلف مواد تازه کشف شده که در آزمایش خود شاهد بوده منتشر کرد.
از طریق توضیحات او در مورد روش ساخت و خواص مواد، سه نوع ماده ارتباط نزدیکی با آلیاژهای آستنیتی، فریتی و مارتنزیتی که امروزه می‌‍شناسیم، وجود دارد.
اولین اختراع برای درجه فریتی فولاد ضد زنگ توسط فردریک ام بکت و کریستین دانتسیزن در سال ۱۹۱۲ ثبت شد. ادوارد مورر و بنو استراوس نیز در سال ۱۹۱۲ دو اختراع دریافت کردند: یکی برای فولاد ضد زنگ آستنیتی و دیگری برای فولاد ضد زنگ مارتنزیتی.
انواع فولاد ضد زنگ
رایج‌ترین گریدهای فولاد ضد زنگ عبارتند از:
۱- فولاد ضد زنگ گرید ۳۰۳
محتوای گوگرد بالا باعث میشود که این گرید فولاد زنگ نزن آستنیتی، ماشینکاری بسیار آسانی داشته باشد. با این حال مقاومت در برابر خوردگی و چقرمگی کمتری نسبت به سایر گریدها دارد.
این ماده اغلب برای موارد زیر استفاده میشود:
- چرخ دنده ها
- فنر
- اتصال‌دهنده‌ها
۲- فولاد ضد زنگ گرید ۳۰۴
فولاد ضد زنگ گرید ۳۰۴ احتمالا متداول‌ترین گرید مورد استفاده است. این نوع گرید خواص بسیار بالایی دارد که از جمله می‌توان به مقاومت در برابر خوردگی بالا، استحکام و شکل‌پذیری مناسب اشاره کرد. مورد دوم به این معنی است که کار با عملیات خمش، برش و پانچ بسیار آسان است؛ به همین دلیل تولید آن را ارزان می‌کند.
کاربردهای فولاد ضد زنگ ۳۰۴ عبارتند از:
- چارچوب‌ها و محفظه‌های مقاوم در برابر خوردگی
- براکت
- لوله‌کشی
۳- فولاد ضد زنگ گرید ۳۱۶
معمولا به عنوان فولاد ضد زنگ مورد استفاده در بستهبندی مواد غذایی شناخته میشود. همچنین یک فولاد ضد زنگ آستنیتی است که خواص آن شباهت زیادی به گرید ۳۰۴ دارد. با این وجود تفاوت ۳۱۶ و ۳۰۴ در نسبت بیشتر مولیبدن است. به طوری که گرید ۳۱۶، مولیبدن بیشتری در ترکیب شیمیایی خود دارد. این موضوع باعث میشود بهتر بتواند در برابر خوردگی مقاومت کند.
کاربردهای رایج فولاد ضد زنگ گرید ۳۱۶ عبارتند از:
- تجهیزات پزشکی و فرآوری مواد غذایی
- کاربردهای دریایی
- اتصال‌دهنده‌ها
۴- فولاد ضد زنگ گرید ۴۱۶
فولاد ضد زنگ ۴۱۶ یک گرید مارتنزیتی است که از گوگرد برای بهبود قابلیت ماشینکاری استفاده می‌کند. با این حال، محتوای بالای گوگرد باعث آخال سولفيد منگنز میشود که درنتیجه زمینه را برای کاهش استحکام و جوش‌پذیری فراهم می‌کند.
گرید ۴۱۶ اغلب در موارد زیر استفاده میشود:
- اجزای شیر
- اتصال‌دهنده‌ها
- شفت موتور
خواص فولاد ضد زنگ
- قابلیت جوشکاری بالا
- مقاوم در برابر خوردگی
- مقاوم در برابر دمای بالا
- مقاوم در برابر دمای بالا
- مقاوم در برابر کشش
- مقاوم در برابر سایش
- دوام و استحکام بالا
- عدم نیاز به تعمیر
- قابل بازیافت
- نداشتن ضرر برای انسان
- طول عمر بالا
کلام آخر
در این مقاله به خواص فولاد ضد زنگ و کاربردهای آن پرداختیم. فولاد ضد زنگ یک محصول آهنی-فولادی است که برخلاف سایر فلزات هم خانواده، مقادیر بیشتری از عناصر کروم، مولیبدن و نیکل در ترکیب شیمیایی خود دارد. فولاد ضد زنگ که با نام فولاد زنگ نزن و فولاد استنلس استیل نیز شناخته میشود، بهترین گزینه برای محیطهای مرطوب و پر آب است. زیرا در برابر آب و رطوبت، مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد.
سوالات متداول
خواص فولاد ضد زنگ چیست؟
فولاد ضد زنگ در برابر آب و رطوبت، مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد.
فولاد ضد زنگ چه کاربردهایی دارد؟
بیشترین کاربرد فولاد ضد زنگ در محیطهای تولیدی، غذایی، ساختمانی، دریایی و … است.
انواع فولاد ضد زنگ کدام است؟
انواع فولاد استنلس استیل یا ضد زنگ، به ۴ گرید ۳۰۳، ۳۰۴، ۳۱۶ و ۴۱۶ تقسیمبندی میشود.