فولاد ضد زنگ چیست

[XMEHRDADX 7,514]

 

فولاد ضدزنگ يك گروه از مواد آلياژي است كه در آن 30ـ10 درصد كروم به‌عنوان عنصر اصلي براي جلوگيري و مقاومت در مقابل خوردگي مصرف مي‌شود. از نظر وزني داراي استحكام بالا و خواص فوق‌العاده بالاي خستگي‌ناپذيري است. علاوه بر اين داراي ظاهري زيبا، درخشش فوق‌العاده، خوردگي پايين، استحكام و دوام بالاست.

 

به گزارش ورلد استيل، با توجه به ميزان محتوي كروم و افزودن Nr، Mo، Mn، Ti و Nb و غيره فولاد ضدزنگ را مي‌توان به گروه‌هاي آستينيتيك، فريك، مارتنزيك، دوپلكس و گريدهاي رسوب سختي كه داراي خواص زيرساختار، فيزيكي، شيميايي و مكانيكي مختلفي براي كاربردهاي متفاوت و مصرف نهايي خاص هستند، طبقه‌بندي كرد.

 

 

خواص مهم فولاد ضدزنگ

خواص مهم فولاد ضدزنگ را مي‌توان به شرح زير خلاصه كرد:

 

ـ فوق‌العاده مقاوم در مقابل خوردگي كه نياز به اندودكاري ندارد.

 

ـ قدرت بالاي كششي و شكل‌پذيري

 

ـ به‌صورت پوشش‌هاي سطحي مختلف وجود دارد

 

ـ به‌راحتي مي‌توان روي فولادهاي كربني آن را پوشش داد

 

ـ فوق‌العاده مقاوم در برابر خستگي

 

ـ به‌راحتي مي‌توان آن را تميز كرد و مناسب مصارف بهداشتي

 

ـ صددرصد قابل بازيافت

 

ـ داراي خواص بسيار خوب جذب انرژي

 

ـ داراي خواص كششي بالا

 

ـ قابليت هدايت حرارتي پايين

 

ـ به‌راحتي شكل‌پذير بوده و با تجهيزات سنتي جوش مي‌خورد

 

ـ مقاومت خوب در مقابل درجه حرارت‌هاي بالا

 

ـ مقاومت بالا به نسبت وزني

 

 

طبقه‌بندي فولادهاي ضدزنگ

 

معمولا فولادهاي ضدزنگ به پنج گروه طبقه‌بندي مي‌شوند

 

1. فولادهاي ضدزنگ آستينيتيك (Austenitic) يا آستينيتي

 

2. فولادهاي ضدزنگ فريتك (Ferritic) يا فريتي

 

3. فولادهاي ضدزنگ مارتنيستيك (Martenistic) يا مارتنزيتي

 

4. فولادهاي ضدزنگ دوپلكس (Duplex) يا دوتايي

 

5. فولادهاي ضدزنگ رسوب سختي كه براساس نوع عمليات حرارتي توليد مي‌شود و زيرساختاري، نقشي در آن ندارد.

 

 

1. فولادهاي ضدزنگ آستينيتي

 

اين نوع فولادها داراي ساختار آستينيتي است كه از درجه حرارت اتاق تا درجه حرارت زير نقطه ذوب است بنابراين نمي‌تواند با عمليات حرارتي سخت شود. فولادهاي ضدزنگ آستينيتيك از طريق عمليات سرد سخت شده و نشان مي‌دهد هرچه كه عمليات سرد بيشتر باشد در مقايسه با ديگر طبقه‌بندي‌ها سختي آن بيشتر مي‌شود. اين فولادها داراي 16 درصد (حداقل) كروميوم و 3 درصد نيكل (نيكل جايگزين فاز آستينيتي مواد استحكام‌بخش مانند نيتروژن، منگنز و مس شد) و گريدهاي آن با توجه به ميزان يا موجودي آلياژ آن يعني بسيار بالا (سوپر آستينيتيك) مانند L904 و 6 درصد Mo تغيير مي‌كند. با استفاده از ساير مواد اصلاحاتي در آلياژهاي پايه صورت مي‌پذيرد و براساس خواص به‌دست آمده كاربردهاي متفاوتي پيدا مي‌كند.

 

اضافه كردن نيكل در گريدهاي آستينيتي موجب افزايش چگالي، ضريب انبساط حرارتي و مقاومت در برابر فرسايش مي‌شود. در مقايسه با گريدهاي فولاد ضدزنگ فريتي اين گروه از فولادهاي ضدزنگ داراي استحكام و چقرمگي بالايي هستند. گريد منگنز ـ نيكل آستينيتي نسبت به گريدهاي نيكل‌دار در دامنه درجه حرارت وسيعي داراي استحكام بالايي است به‌طوري كه راندمان آن تقريبا 40 درصد بالاتر بوده و در مقابل ترك‌خوردگي فرسايشي استرسي، رسوب كاربيدي و ايجاد حفره از خود مقاومت بالايي نشان مي‌دهد.

 

 

2. فولادهاي ضدزنگ فريتي

 

اين فولادها اصولا براساس كروميم بوده و در تمام درجه حرارت‌ها فريتي هستند اگرچه بعضي از گريدها در درجه حرارت‌هاي بالا ساختار فريتي از خود نشان داده و مي‌تواند به مارتنزيت تبديل شوند. در شرايط تابكاري در درجه حرارت اتاق كاملا ساختار فريتي از خود نشان مي‌دهند. فولادهاي ضدزنگ فريتي از طريق عمليات حرارتي سخت يا محكم نمي‌شوند.

 

در بعضي از موارد فولادهاي ضدزنگ فريتي داراي خواص چكش‌خواري و شكل‌پذيري بسيار خوبي هستند. به‌دليل ميزان سخت‌شوندگي پايين داراي خواص كششي فوق‌العاده بالايي هستند. اما چقرمگي آن نسبتا پايين است. در درجه حرارتي در حدود درجه حرارت اتاق اين فولادها داراي استحكام پاييني هستند. مقاومت در مقابل فرسايش و خواص اكسيداسيون آن بستگي دارد به ميزان كروميوم موجود در فولاد كه براي گريدهاي مختلف 11 تا 27 درصد متفاوت است.

 

 

3. فولادهاي ضدزنگ مارتنزيتي

 

اين نوع فولادها معمولا داراي 11 تا 18 درصد كروميوم بوده و داراي ساختار آستينيتي در درجه حرارت‌هاي بالا هستند كه مي‌توان آن را با سرد كردن متناسب در درجه حرارت اتاق به مارتنيتي (يعني سخت) تبديل كرد. فولادهاي مارتنيتي سخت شده را نمي‌توان به‌طور موفقيت‌آميزي به‌صورت سرد شكل داد. اين فولادها داراي خواص مغناطيسي، مقاومت ضدفرسايسي متوسط و خاصيت جوش‌پذيري ضعيفي هستند.

 

 

4. فولادهاي ضدزنگ دوپلكس

 

اين فولادها داراي تركيب شيميايي و زيرساختار متوازن (duplex) و تقريبا نسبت مساوي فريتي و آستينيتي هستند. خواص اين دسته از فولادهاي ضدزنگ به‌طور خلاصه در زير آمده است:

 

1. خواص شيميايي براساس كروميوم و Mo بالا به ترتيب خواص بين‌دانه‌اي و خوردگي حفره‌اي آن را بهبود مي‌بخشد.

 

2. افزودن نيتروژن مي‌تواند به مكانيسم محلول جامد بين حفره‌اي، سختي ساختار را افزايش داده كه در نهايت راندمان مقاومت و چقرمگي را ارتقا مي‌بخشد.

 

3. زيرساختار دومرحله‌اي متضمن مقاومت بالا بوده در مقابل ايجاد حفره و ترك ناشي از استرس‌خوردگي از خود مقاومت نشان مي‌دهد.

 

4. چقرمگي فولادهاي ضدزنگ دوپلكس نسبت به گريدهاي فريتي بالاتر است، اما نسبت به گريدهاي آستينيتي پايين‌تر است.

 

5. اين فولادها به‌راحتي قابل جوشكاري بوده و داراي مقاومت كششي بالايي هستند.

 

 

5. فولادهاي ضدزنگ رسوب سختي (پرسختي)

 

اين فولادها داراي 18ـ15 درصد كروميوم و نيكل بوده و با عمليات حرارتي قدرت كششي آنها افزايش پيدا مي‌كند. اين گريدها معمولا در شرايط عمليات حرارتي محلولي كاربرد دارد كه امكان ماشين‌كاري فولاد را ميسر مي‌سازد. پس از ماشين‌كاري يا شكل‌دهي، اين نوع فولاد مي‌تواند در يك درجه حرارت پايين فرآيند عمليات حرارتي پير شود. زماني‌‌كه عمليات حرارتي در درجه حرارت‌هاي پايين انجام مي‌شود، در قطعه كار هيچ انحرافي رخ نمي‌دهد.

 

 

توليد جهاني فولاد ضدزنگ و فولاد خام نسوز

 

توليد جهاني فولاد ضدزنگ و فولاد خام نسوز طي سال 2007ـ2006 و ميزان تقريبي آن در سال 2008 در جدول زير مشخص شده است.

 

پيش‌بيني مي‌شود كه توليد جهاني آن در سال 2008 به 32/29 ميليون تن رسيده باشد اما با توجه به بحران كنوني اقتصاد جهاني، رشد در سال 2008 در حد پايين 6 درصد پيش‌بيني مي‌شود و انتظار مي‌رود كه بحران تا سه ماهه دوم سال 2009 تداوم داشته باشد.

 

توليد واقعي جهاني در سال 2007 با 6/2 درصد كاهش به 6/27 ميليون تن تنزل پيدا كرد. اين وضع باعث شد كه بيش از يك ميليون تن از موجودي انبارها كاسته شود. در سال 2007 تقاضاي جهاني براي فولاد ضدزنگ به‌دليل ميزان رشد شديد توليدات صنعتي در جهان بيش از 8 درصد ارتقا داشته است.

 

آسيا همچنان بزرگترين توليدكننده فولاد ضدزنگ در جهان خواهد بود. در سال 2007 آسيا تنها منطقه‌اي بود كه توليد آن افزايش داشته است.

 

چين نيروي محركه اين سطح توليد بوده است. پس از چين در آسيا هند قرار دارد. در سال 2006 ميزان توليد فولاد ضدزنگ چين از ژاپن پيشي گرفت. چين در سال 2007 نيز بزرگترين توليدكننده بوده است.

معدن و توسعه296