رمز و راز فولاد ضد زنگ
فولاد ضد زنگنام خود را از یکی از قابل توجهترین خواصش گرفته است، یعنی مقاومت بسیار بالای آن در برابر خوردگی، کدر شدن و زنگزدگی. سطح نهایی این فلز در شرایط عادی کمتر احتمال دارد که "لکهدار" شود یا هر نوع پتینه ایجاد کند. این در تضاد با فولاد معمولی است که به عنوان آلیاژی از آهن و کربن، به ویژه در برابر زنگزدگی بسیار حساس است.
عنصر کلیدی: کروم
دلیل اینکه فولاد ضد زنگ "ضد زنگ" است این است که حاوی مقدار کافی کروم (Cr) است. استانداردهای بینالمللی تصریح میکنند که کسر جرمی کروم نباید کمتر از 10.5٪ باشد. فولاد تنها زمانی میتواند مقاومت در برابر خوردگی پایدار را به دست آورد که محتوای کروم به این مقدار بحرانی برسد یا از آن فراتر رود.
کروم با اکسیژن واکنش میدهد و یک لایه محافظ (یا فیلم غیرفعال) تشکیل میدهد.
وقتی سطح آلیاژهای غنی از کروم در معرض اکسیژن قرار میگیرد، اتمهای کروم ترجیحاً با اکسیژن واکنش میدهند. یک لایه اکسید کروم بسیار نازک، متراکم و محکم به سطح تشکیل میشود که به عنوان "لایه غیرفعال" شناخته میشود. این لایه آمورف، بدون منافذ و از نظر شیمیایی بسیار پایدار است. مانند یک دیوار نامرئی و پیوسته است که به طور مؤثر تماس بین محیطهای خورنده مانند اکسیژن، مولکولهای آب و یونهای کلرید از خارج و زیرلایه آهن داخلی را مسدود میکند.
قابلیت خودترمیمی فولاد ضد زنگ
برجستهترین ویژگی فیلم غیرفعالسازی، خاصیت خودترمیمی پویای آن است. اگر لایه فیلم محلی به دلیل خراشهای مکانیکی، سایش یا تمیز کردن آسیب ببیند، تا زمانی که مقدار کمی اکسیژن در محیط وجود داشته باشد، کروم تازه در معرض قرار گرفته بلافاصله با اکسیژن ترکیب میشود، به طور خودکار ناحیه آسیب دیده را ترمیم میکند و لایه محافظ را بازسازی میکند. این امر فولاد ضد زنگ را قادر میسازد تا در برابر سایش و خراشهای روزانه مقاومت کند.
اثر همافزایی آلیاژهای متعدد
فولاد ضد زنگ مدرن، با افزودن عناصر دیگر، خواص مختلفی را بهینه کرده و در عین حال مقاومت در برابر خوردگی را حفظ کرده و به این ترتیب "خانوادههای" مختلفی را تشکیل میدهد.
| عنصر آلیاژی | عملکرد اصلی | نمونههای کاربردی معمول |
| Ni | ساختار آستنیت را تثبیت میکند و به طور قابل توجهی چقرمگی، شکلپذیری، جوشپذیری و مقاومت در برابر خوردگی را در اسیدهای احیاکننده افزایش میدهد. | فولاد ضد زنگ 304 (18%Cr-8%Ni)، ظروف آشپزخانه، تزئینات معماری. |
| Mo | مقاومت در برابر خوردگی حفرهای و شکافی ناشی از کلریدها را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد. فیلم غیرفعالسازی را پایدارتر میکند. | فولاد ضد زنگ ۳۱۶ (حاوی ۲-۳٪ مولیبدن)، مورد استفاده در ساختمانهای ساحلی، تجهیزات شیمیایی و اجزای کشتی. |
| N | پایداری آستنیت را بهبود میبخشد (میتواند تا حدی جایگزین نیکل شود)، استحکام را افزایش میدهد و مقاومت در برابر خوردگی حفرهای را افزایش میدهد. | معمولاً در سری 200 یا فولاد ضد زنگ آستنیتی با استحکام بالا استفاده میشود. |
| C | استحکام را افزایش دهید، اما اگر خیلی زیاد باشد، باعث رسوب کاربید کروم میشود و "مناطق فقیر از کروم" ایجاد میکند و مقاومت در برابر خوردگی را کاهش میدهد. کنترل دقیق لازم است. | مدلهای کم کربن مانند 304L در مواردی که نیاز به جوشکاری باشد، استفاده میشوند. |
آیا فولاد ضد زنگ میتواند زنگ بزند؟
فولاد ضد زنگ هرگز زنگ نمیزند؛ بلکه از مقاومت بالایی در برابر خوردگی برخوردار است. در شرایط خاص و سخت، لایه غیرفعال آن ممکن است از بین برود.
استفاده و نگهداری صحیح
خوردگی حفرهای:در محیطی غنی از یونهای کلرید (مانند آب دریا و نمکهای یخزدا)، لایه فیلم محلی سوراخ میشود و گودالهای خوردگی عمیق و کوچکی تشکیل میدهد. مولیبدن عنصر کلیدی در مقاومت در برابر خوردگی حفرهای است.
خوردگی شکافی:این پدیده در شکافهای باریکی که گردش اکسیژن محدود است، مانند اتصالات پیچ و مهره و زیر واشرها، به دلیل دشواری در حفظ لایه غیرفعال موضعی، رخ میدهد.
استفاده و نگهداری صحیح
انتخاب منطقی مواد:بر اساس محیط (میزان خوردگی، دما و شرایط نیرو) گرید مناسب را انتخاب کنید (برای مثال، ۳۱۶ برای مناطق ساحلی و ۳۰۴ برای صنایع غذایی).
تمیز نگه دارید:لکههای سطحی، نمکها و بقایای شیمیایی را به موقع پاک کنید تا یکپارچگی لایه محافظ (لایه غیرفعال) حفظ شود.
نتیجهگیری
ماهیت ضد زنگ بودن فولاد ضد زنگ در واکنش پذیری شیمیایی کروم نهفته است که آن را به یک لایه محافظ اکسید کروم پایدار، متراکم و خود ترمیم شونده تبدیل میکند. این یک لایه محافظ استاتیک نیست، بلکه یک سیستم دفاعی پویا است. این ویژگی، همراه با کنترل دقیق آلیاژسازی چندگانه، فولاد ضد زنگ را قادر ساخته است تا از آشپزخانه به اعماق دریا، از دستگاههای پزشکی به آسمان خراشها منتقل شود و به مادهای سنگ بنای تمدن صنعتی مدرن تبدیل شود.
زمان ارسال: ۲۶ دسامبر ۲۰۲۵
