چرا فولاد ضد زنگ "ضد زنگ" است: مکانیسم اصلی فیلم غیرفعال کروم
چیزی که فولاد ضد زنگ را از فولاد کربن معمولی متمایز می کند، محتوای کروم آن حداقل 10.5٪ است. کروم به طور خود به خود با اکسیژن موجود در هوا واکنش می دهد تا یک لایه اکسید غیرفعال غنی از کروم- متراکم و پیوسته در مقیاس نانومتری تشکیل دهد. این سد بسیار نازک، رطوبت، اکسیژن و رسانه های خورنده را مسدود می کند و دارای قابلیت ترمیم خودکار است: خراش های جزئی سطح به سرعت لایه محافظ اکسید کروم را تحت شرایط هوازی دوباره رشد می کند و مقاومت طولانی مدت در برابر زنگ زدگی ایجاد می کند.
کروم به تنهایی تنها عملکرد اولیه ضد خوردگی- را ارائه میکند. این صنعت با آلیاژسازی با نیکل، مولیبدن، نیتروژن، تیتانیوم و سایر عناصر، چهار سیستم متالوگرافی فولاد زنگ نزن را توسعه داده است که برای شرایط خدمات متنوع طراحی شده است.
طبقه بندی، ویژگی ها و سناریوهای کاربرد چهار سیستم اصلی فولاد ضد زنگ
1. فولادهای زنگ نزن آستنیتی (سری 300: 304، 316L، 321)
نیکل برای تثبیت ریزساختار آستنیتی اضافه می شود. این گریدها غیر مغناطیسی هستند، شکلپذیری عالی و قابلیت خمش و جوشپذیری عالی را نشان میدهند و بهترین مقاومت در برابر خوردگی را دارند.
304 (18Cr-8Ni): درجه همه منظوره برای کاربردهای عمرانی.
316L: آلیاژ شده با 2٪ تا 3٪ مولیبدن برای مقاومت به شدت افزایش یافته در برابر خوردگی یون کلرید، مناسب برای مناطق ساحلی، پردازش شیمیایی و محیط های آب دریا.
321: تیتانیوم-گرید تثبیت شده با مقاومت-در حرارت بالا و ایمنی در برابر خوردگی بین دانهای، برای خطوط لوله-و بویلرهای با دمای بالا استفاده میشود.
2. فولادهای ضد زنگ فریتی (430، 409L؛ نیکل-رایگان سری 400)
نیکل{0}رایگان با هزینه تولید کمتر، دارای خاصیت مغناطیسی ضعیف و دارای هدایت حرارتی عالی و در عین حال جوش پذیری متوسط است. به طور گسترده در پانل های لوازم خانگی، دکوراسیون آشپزخانه و حمام و سیستم های اگزوز خودرو استفاده می شود. انتخاب مقرون به صرفه{2}}برای محیط های خشک داخلی.
3. فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی (410، 420)
کربن بالا و محتوای کروم کم، سخت شدن را از طریق خاموش کردن امکان پذیر می کند، سختی و تیزی فوق العاده را به قیمت مقاومت ضعیف در برابر زنگ زدگی ایجاد می کند. کاربردهای اولیه شامل ابزارهای برش، دریچه ها، یاتاقان ها و تیغه های جراحی است.
4. فولادهای ضد زنگ دوبلکس (2205، 2507)
ریزساختار دو فاز- متشکل از آستنیت و فریت. استحکام کششی آنها دو برابر استحکام فولاد ضد زنگ 304 است و صنعت{3}}در برابر خوردگی حفرهای و ترک خوردگی تنشی مقاومت دارد. به عنوان فولادهای ضد زنگ ویژه-بالا، شرایط کاری با خوردگی بسیار بالا مانند تأسیسات عمیق{{7}دریایی، فرآیندهای شیمیایی اسید قوی و پروژههای نمکزدایی آب دریا را ارائه میکنند.
روشن شدن باورهای غلط رایج در صنعت
"فولاد ضد زنگ غیر مغناطیسی برابر با کیفیت بالا است": فولاد ضد زنگ فریتی درجه 430 مغناطیسی است، در حالی که 304 سرد-همچنین خاصیت مغناطیسی کمی ایجاد می کند. نمی توان از مغناطیس برای قضاوت در مورد کیفیت مواد استفاده کرد.
"فولاد ضد زنگ هرگز زنگ نمیزند": اسپری نمک سنگین، اسید قوی یا غوطهور شدن طولانیمدت در آب میتواند لایه غیرفعال را بشکند و منجر به خوردگی حفرهای و لکههای زنگ شود. درجه مواد مناسب باید با توجه به محیط های خدماتی انتخاب شود.
