استنلس استیل چیست؟
دلیل معروف شدن این آلیاژها و یا فولادها به عنوان فولاد زنگ نزن stainless این می باشد که بر خلاف فولاد های معمولی و عادی در مقابل هوا و رطوبت لکه و زنگ نمی زنند. استنلس استیل آلیاژهایی از آهن با حداقل 11% کروم (Cr) می باشند.
کروم در فولاد باعث به وجود آمدن ویژگی نگهداری یا رویین شدن در مقابل خوردگی Passivation می شود.
علت به ایجاد این ویژگی، تشکیل لایه اکسید کروم بسیار چسبنده با ضخامت تقریبی 100 آنگستروم بر سطح فولاد است که اکسیژن موجود در هوا برای به وجود آمدن آن کافیست. در استنلس استیلی که فقط حاوی کروم می باشد و عناصر آلیاژی دیگری ندارند Straight Chromium Alloys، این لایه اکسیدی دارای ترکیب Cr2O3 و در فولاد هایی با عناصر آلیاژی دیگر، ترکیبی از اکسید آنها می باشد که غالباً باعث تثبیت آن در محیط های شیمیایی می شوند.
ویژگی خوردگی با افزایش درصد کروم افزایش می یابد. حداقل درصد کروم برای به ایجاد لایه محافظ 10.5 درصد می باشد که در اینصورت استنلس استیل تنها در مقابل اتمسفر معمولی مقاوم می باشد. وقتی درصد کروم به 25 تا 30% افزایش می یابد، خاصیت مهم استنلس استیل به عبارتی مقاومت به خوردگی، زیاد می شود و استقامت به اکسیداسیون به حداکثر می رسد. خوردگی وضعیتی موقتی و غیرپایدار از استنلس استیل است که مقاومت آن علاوه بر ترکیب فولاد، بستگی به عواملی نظیر نوع و غلظت محیط خورنده، درجه حرارت و غیره دارد.
باتوجه به اینکه بیشترین مصرف استنلس استیل به دیلیل ویزگی پایداری به خوردگی Corrosion Resistance آنها در محیط های مختلف شیمیایی میباشد، ولی کاربرد مهم دیگر آنها در درجه حرارت های بالا تحت عنوان آلیاژهای مقاوم به دما Heat Resisting Alloys است که معمولاً کمتر به آن توجه می شود
حداکثر دمای قابل تحمل در محیط های اکسیدی
| متناوب | مستقیم | حداکثر دما (°C) |
| 870 | 730 | 430 |
| 800 | 830 | 321، L304، 304 |
| 870 | 920 | L316، 316 |
| 980 | 1100 | S309 |
| 1030 | 1200 | S310 |
کاربردهای استنلس استیل در مصارف گوناگون
| کاربرد های عمومی | نوع |
| سینک ظرفشویی، توالت، طراحی تجهیزات داخلی، کارد و چنگال و ظروف آشپزخانه، روکش و پوشش بام ساختمان | 430 |
| ابزار پخت و پز، سینک، کارد و چنگال، تجهیزات سلف، بیمارستان، غذا و نوشیدنی ها، کشتارگاه ها، داروسازی، نفت و گاز، لوازم برودتی، مخازن و کشتی های حامل مایعات خورنده. | 304 |
| اجزای کوره، تجهیزات در معرض دمای بالا و یا سیکل های آبی | 321 |
| محیط های حاوی کلر و آلوده دریایی، آب های شیرین، لوله ها، مخازن، پتروشیمی، صنایع کاغذ و خمیر کاغذ، کنترل آلودگی، نفت و هیدرومتالورژی | 316 |
| قطعات کوره، ظروف دما بالا، مبدل های کاتالیزوری، سیستم های اگزوز و غیره. گرید S از مقاومت بالایی نسبت به اکسیداسیون برخوردار است. | 309 |
| قطعات کوره، لوله ها، مبدل های آمونیاک و غیره. | 310 |
استیل بکار رفته در دستگاه های آکروپارس مانند( دستگاه ماشین لباسشویی صنعتی، دستگاه خشک کن لباس صنعتی، دستگاه دیگ بخار، دستگاه کارواش بخار نانو، دستگاه آبگیر صنعتی البسه، ورق بدنه پرس اطو و….) همگی از نوع استیل 304 هستند.
طبقه بندی استنلس استیل
باتوجه به اینکه جهت ایجاد خاصیت نگهداری یا رویین شدن اولیه در مقابل سایس ویا خوردگی، حداقل 11% کروم و برای بهتر شدن ویژگی خوردگی، مکانیکی و غیره عناصر دیگری به فولاد افزوده می شوند. تاثیر متفاوت این عنصرها بر ریز ساختار، شش دسته استنلس استیل به شرح زیر را به وجود می آورد:
1-دسته فریتی (Ferritic): با محدوده ترکیبی C<0.1%، Ni=0-4%، Cr=11-30%
2-دسته مارتنزیتی (Martensitic): با محدوده ترکیبی 0.1<c<1.2%< span=””></c<1.2%<>، Ni=0-6%، Cr=11-18%
3-دسته آستنیتی (Austenitic): با محدوده ترکیبی C<0.15%، Ni=8-20%، Cr=15-27%. همچنین آلیاژهایی با نیکل زیادتر نیز جزء آلیاژ های سوپر آستنیتی و نیکل می باشد و غالباً در این گروه قرار می گیرند.
4-دسته دوفازی (Duplex): با محدوده ترکیبی C<0.08%، Ni=4-7%، Cr=18-27% و کمی عناصر کمک افزودنی مانند N و Cu
5-دسته رسوب سختی (Precipitation Hardening): با محدوده ترکیبیC<0.15%، Ni=3-27%، Cr=12-28% و کمی عناصر کمک افزودنی مانندN، Cu، B، Ti، Al
6-دسته ریختگی (Cast)
چهار دسته اول براساس ساختار میکروسکوپی می باشد و دسته پنجم براساس نوع عملیات حرارتی مشخص شده اند.
دسته ششم نیز شامل مجموعه آلیاژهایی از پنج دسته اصلی و مهم می باشد که به روش ریخته گری تولید می گردند. در مورد کلیه دسته های فوق عنصرهای دیگری نظیر فسفر، سیلیسیم، گوگرد، منگنز، نئوبیم، تیتانیم و مولیبدن نیز ممکن است به عنوان ناخالصی در ترکیب بوده و یا به عنوان افزودنی برای بهبود ویژگی معینی به آلیاژ ها افزوده گردند که حدود آنها را استانداردها مشخص نموده اند.
در مقاله بعدی – همه چیز درباره آلیاژ محبوب استیل (قسمت دوم) – به بررسی تمامی ویژگی های دسته بندی های فوق میپردازیم.
با ما همراه باشید.