فولادهای زنگ نزن گروه وسیع و پر کاربردی از فولادها هستند که بیشتر برای مقاومت در برابر انواع خوردگی ها توسعه یافته اند. عنصر پایه و اصلی آلیاژی در این فولادها کروم است که حداقل حدود ۱۱ درصد در ترکیب آن ها وجود دارد. نقش اصلی مقاومت به خوردگی در این فولادها به عهده کروم است. کروم با تشکیل اکسید کروم در سطح فولاد، چون از نظر شیمیایی ترکیبی بسیار پایدار است، سبب جلوگیری از نفوذ اکسیژن و ترکیب آن با لایه های زیرین می شود. به همین خاطر نقش مقاومت به خوردگی را ایفا می نماید. لایه چسبنده اکسید کروم بسیار نازک (با ضخامتی در حد چند اتم) است. کروم عنصری است که موجب پایداری ساختار فریت با شبکه BCC می شود. در حدود ۱۲% کروم، فریت BCC کاملاً از دمای اتاق تا دمای ذوب پایدار می شود. با گسترش ناحیه پایداری فریت، ناحیه پایداری آستنیت محدود شده و یک ناحیه ای اصطلاحاً موسوم به حلقه گاما (Gamma Loop) را به وجود می آورد. نمودار آهن ـ کروم اساس و پایه فولادهای مارتنزیتی و فریتی را تشکیل می دهد. فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی باید توانایی تبدیل شدن به آستنیت را داشته باشد تا اینکه در ضمن سرد شدن به مارتنزیت تبدیل شوند. بنابراین ترکیب شیمیایی فولادهای مارتنزیتی باید در گستره حلقه گاما باشد. در فولادهای زنگ نزن فریتی مقدار کروم در مقایسه با مارتنزیتی بیشتر بوده و لذا فریت در تمام دماها پایدار است.
پس از کروم عنصر آلیاژی دیگر که بیشترین تاثیر را روی فولادهای زنگ نزن دارد، نیکل است. اضافه شدن نیکل به آهن موجب پایداری آهن با شبکه بلوری FCC شده و لذا ناحیه مربوط به فاز آستنیت را گسترش می دهد. نمودار تعادلی آهن ـ نیکل نشان می دهد که با وجود مقدار کافی از نیکل، آستنیت در تمام دماهای بالاتر از دمای اتاق پایدار است. در آلیاژ دوتایی آهن و نیکل به منظور پایدار شدن کامل آستنیت به حدود ۳۰ درصد نیکل نیاز است ولی در حضور مقدار کافی کروم، مقدار به مراتب کمتری نیکل برای پایداری آستنیت نیاز است. در نتیجه آلیاژهای حاوی ۱۸% کروم و ۸% نیکل از دماهای زیردمای اتاق تا دمای ذوب کاملاً آستنیتی اند. برای مطالعه فولادهای زنگ نزن از سیستم سه فازی آهن ـ نیکل ـ کروم استفاده می شود.
| شناسایی استنلس استیل (فولاد زنگ نزن) از فولاد معمولی |
علاوه بر کروم و نیکل، عناصر آلیاژی دیگری چون مولیبدن، منگنز، نیتروژن، مس و غیره ساختار فولادهای زنگ نزن را تشکیل داده و باعث خواص و کاربری متفاوت آن ها می شوند. علاوه بر مقاومت به خوردگی، ویژگی های دیگری چون شکل پذیری عالی، چقرمگی زیاد در دمای اتاق و دماهای زیر صفر، مقاومت خوب در برابر پوسته شدن، اکسایش و خزش در دماهای بالا، جوش پذیری و قابلیت ریخته گری باعث کاربرد زیاد انواع فولادهای زنگ نزن در کاربری های مختلف صنعتی شده است.
متداول ترین دسته بندی فولادهای زنگ نزن بر اساس ریز ساختار فازی آن ها در دمای محیط صورت گرفته است، بر این اساس فولادهای زنگ نزن به انواع مارتنزیتی، فریتی، آستنیتی، دو فازی فریتی – آستنیتی یا دوپلکس و سختی رسوبی تقسیم می شود.
در دو فایل پیوست این مطلب، اطلاعات کاربردی و جامعی از فولادهای زنگ نزن ارائه شده است. این دو فایل به صورت مختصر معرفی می شود:
در فایل PDF اول، اطلاعات فنی تهیه شده در شرکت ATLAS SPECIALTY METALS در خصوص فولادهای زنگ نزن در قالب یک هندبوک کاربردی ارائه شده است. در این هندبوک، موضوعات زیر مورد توجه بوده است:
- انواع فولادهای زنگ نزن
- مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ نزن
- مقاومت فولادهای زنگ نزن در دماهای بالا و دماهای زیر صفر
- خواص مکانیکی، مغناطیسی و فیزیکی فولادهای زنگ نزن
- ساخت فولادهای زنگ نزن
- عملیات حرارتی فولادهای زنگ نزن
- عملیات سطحی نهایی روی فولادهای زنگ نزن
- ملاحظات طراحی در ساخت فولادهای زنگ نزن
- راهنمای مقدماتی برای انتخاب گرید آلیاژی از فولادهای زنگ نزن برای سرویس مورد نظر
- خلاصه مشخصات فنی انواع گریدهای آلیاژی فولادهای زنگ نزن
این هندبوک فنی فولادهای زنگ نزن را در ۴۴ صفحه از عصر مواد دریافت کنید.
Technical Handbook of Stainless Steels
در فایل PDF دوم، راهنما و دستورالعمل طراحی NIDI (انجمن توسعه نیکل) برای انتخاب و استفاده از فولادهای زنگ نزن ارائه شده است. در این هندبوک، موضوعات زیر مورد توجه بوده است:
- انواع فولادهای زنگ نزن
- راهنمای انتخاب فولادهای زنگ نزن
- مقاومت به خوردگی و خواص خوردگی فولادهای زنگ نزن
- خواص فیزیک و مکانیکی فولادهای زنگ نزن
- خواص فولادهای زنگ نزن در دماهای بالا و دماهای زیر صفر
- پایداری دمایی و خواص انتقال حرارت
- ساخت فولادهای زنگ نزن
- شکل دهی گرم و سرد فولادهای زنگ نزن
- جوشکاری و اتصال فولادهای زنگ نزن
- مهندسی سطح فولادهای زنگ نزن
این راهنما را در ۵۴ صفحه از عصر مواد دریافت کنید.
Design guideline for the selection and use of stainless steel
 |
 |
 |
 |
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.