هنگامی که سطح لوله فولادی ضد زنگ لکه های زنگ قهوه ای (لکه ها) ظاهر می شود، مردم تعجب می کنند: "فولاد زنگ نزن زنگ زده نیست، زنگ فولاد ضد زنگ نیست، ممکن است مشکلی در فولاد وجود داشته باشد."
در واقع، این یک دیدگاه اشتباه یک طرفه از عدم درک فولاد ضد زنگ است. فولاد ضد زنگ تحت شرایط خاصی زنگ می زند.
فولاد ضد زنگ توانایی مقاومت در برابر اکسیداسیون اتمسفر را دارد - یعنی زنگ زدگی، اما همچنین دارای توانایی خوردگی در محیط حاوی اسید، قلیایی، نمک - یعنی مقاومت در برابر خوردگی است. با این حال، اندازه مقاومت به خوردگی آن با ترکیب شیمیایی خود فولاد، حالت حفاظتی، شرایط استفاده و نوع محیط زیست تغییر می‌کند.
مانند لوله فولادی 304، در یک فضای خشک و تمیز، دارای مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی است، اما به منطقه ساحلی منتقل می شود، در مه دریا حاوی مقدار زیادی نمک، به زودی زنگ می زند. لوله فولادی 316 عملکرد خوبی داشت. بنابراین، هیچ نوع فولاد ضد زنگ، در هر محیطی نمی تواند در برابر خوردگی مقاومت کند، زنگ نمی زند.
فولاد ضد زنگ بر روی سطح آن توسط لایه ای از فیلم اکسید غنی از کروم (فیلم محافظ) بسیار نازک و جامد تشکیل می شود تا از نفوذ مداوم اتم های اکسیژن جلوگیری کند، به اکسید شدن ادامه دهد و توانایی مقاومت در برابر خوردگی را به دست آورد. هنگامی که به دلایلی، این فیلم به طور مداوم از بین می رود، ژن اکسیژن در هوا یا مایع به نفوذ ادامه می دهد یا اتم های آهن موجود در فلز به حل شدن ادامه می دهند و اکسید آهن شل را تشکیل می دهند و سطح فلز دائماً خورده می شود. .
این لایه سطحی می تواند به طرق مختلف آسیب ببیند.
چندین مورد رایج در زندگی روزمره وجود دارد:
1. سطح فولاد ضد زنگ حاوی گرد و غبار یا ضمیمه هایی است که حاوی عناصر فلزی دیگر یا ذرات فلزی عجیب و غریب است، در هوای مرطوب، میعانات بین پیوست ها و فولاد ضد زنگ، این دو به یک میکرو باتری متصل می شوند و باعث واکنش الکتروشیمیایی می شوند، فیلم محافظ است. آسیب دیده، خوردگی الکتروشیمیایی نامیده می شود.
2. سطح فولاد ضد زنگ به آب آلی چسبیده (مانند خربزه و سبزیجات، سوپ رشته، خلط و غیره) که در مورد اکسیژن آب اسید آلی را تشکیل می دهد و اسید آلی برای مدت طولانی سطح فلز را خورده می کند. .
3. چسبندگی سطح فولاد ضد زنگ حاوی اسید، قلیایی، مواد نمکی (مانند آب قلیایی، پاشیدن آب آهک بر روی دیوار دکوراسیون)، باعث خوردگی موضعی می شود.
4. در هوای آلوده (مانند جو حاوی تعداد زیادی سولفید، اکسید کربن، اکسید نیتروژن)، در صورت تراکم، اسید سولفوریک، اسید نیتریک، نقطه مایع اسید استیک تشکیل می شود که باعث خوردگی شیمیایی می شود. نکات برای اطمینان از اینکه سطح فلز به طور دائم روشن است و خورده نمی شود، توصیه می کنیم:
1) سطح فولاد ضد زنگ تزئینی باید مرتباً تمیز و ساییده شود تا ضمائم حذف شوند و عوامل خارجی که باعث اصلاح می شوند حذف شوند.
2) منطقه ساحلی باید از فولاد ضد زنگ 316 استفاده کند، مواد 316 می تواند در برابر خوردگی آب دریا مقاومت کند.
3) ترکیب شیمیایی برخی از لوله های فولادی ضد زنگ در بازار نمی تواند استانداردهای ملی مربوطه را برآورده کند و نمی تواند الزامات مواد 304 را برآورده کند. بنابراین باعث ایجاد زنگ زدگی نیز می شود که کاربران را ملزم به دقت در انتخاب محصولات تولید کنندگان معتبر می کند.
فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) مخفف فولاد ضد اسید ضد زنگ، مقاوم در برابر هوا، بخار، آب و سایر رسانه های خورنده ضعیف یا فولاد ضد زنگ است. فولادی که در برابر محیط های خوردگی شیمیایی (اسیدی، قلیایی، نمکی و سایر اچ های شیمیایی) مقاوم باشد، فولاد مقاوم به اسید نامیده می شود.
دسته بندی های رایج:
معمولاً بر اساس سازمان متالوگرافی تقسیم می شود:
به طور کلی طبق سازمان متالوگرافی، فولاد ضد زنگ معمولی به سه دسته فولاد زنگ نزن آستنیتی، فولاد ضد زنگ فریتی، فولاد ضد زنگ مارتنزیتی تقسیم می شود. بر اساس این سه ساختار متالوگرافی اساسی، برای نیازها و اهداف خاص، و مشتق شده از فولاد دوبلکس، فولاد ضد زنگ سخت‌کننده بارش و محتوای آهن کمتر از 50 درصد از فولاد آلیاژی بالا است.
1، فولاد ضد زنگ آستنیتی.
ماتریس عمدتاً فولاد ضد زنگ با ساختار کریستالی مکعبی رو به مرکز از ساختار آستنیتی (فاز CY)، غیر مغناطیسی است، عمدتاً از طریق کار سرد برای تقویت آن (و ممکن است منجر به مغناطیسی خاصی شود). موسسه آهن و فولاد آمریکا از اعداد سری 200 و 300 مانند 304 استفاده می کند.
2، فولاد ضد زنگ نوع آهن.
ماتریس توسط یک ساختار فریت (فاز A) از ساختار کریستالی مکعبی متمرکز بدن، مغناطیسی، غالباً با عملیات حرارتی سخت نمی شود، اما کار سرد می تواند آن را فولاد ضد زنگ کمی تقویت کند. مؤسسه آهن و فولاد آمریکا دارای علامت 430 و 446 است.
3. فولاد ضد زنگ مارتنزیتی
ماتریس ساختار مارتنزیتی (مکعبی یا مکعبی متمرکز بدن)، فولاد ضد زنگ مغناطیسی است، خواص مکانیکی آن را می توان با عملیات حرارتی تنظیم کرد. مؤسسه آهن و فولاد آمریکا از اعداد 410، 420 و 440 استفاده می کند. مارتنزیت در دماهای بالا ساختار آستنیتی دارد و وقتی با سرعت مناسب تا دمای اتاق خنک شود، ساختار آستنیتی قادر است به مارتنزیت تبدیل شود (یعنی سخت شود).
4، آستنیتی فریتی (دوبلکس) فولاد ضد زنگ.
ماتریس دارای ساختار دو فاز آستنیتی و فریتی است که محتوای ماتریس فاز کمتر آن معمولاً بیشتر از 15 درصد است، مغناطیسی است و می تواند توسط فولاد ضد زنگ سرد کار تقویت شود، 329 یک فولاد ضد زنگ معمولی دوبلکس است. در مقایسه با فولاد زنگ نزن آستنیتی، فولاد دوبلکس استحکام بالاتر، مقاومت بالاتر در برابر خوردگی بین دانه ای، خوردگی تنش کلرید و خوردگی نقطه ای دارد.
5، فولاد ضد زنگ سخت شدن بارش.
فولاد ضد زنگ که ماتریکس آن آستنیتی یا مارتنزیتی است و می تواند با سخت شدن رسوبی سخت شود. مؤسسه آهن و فولاد آمریکا از 600 شماره سری مانند 630 استفاده می کند که 17-4PH است.
به طور کلی، علاوه بر آلیاژها، مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن آستنیتی نسبتاً عالی است، در یک محیط کمتر خورنده، می توان از فولاد ضد زنگ فریتی استفاده کرد، در یک محیط با خورندگی ملایم، در صورتی که ماده مورد نیاز استحکام بالا یا سختی بالا باشد. می توان از فولاد ضد زنگ مارتنزیتی و فولاد ضد زنگ سخت شده با بارش استفاده کرد.
ویژگی ها و کاربردها
تکنولوژی سطح
چه نوع فولاد ضد زنگ به راحتی زنگ نمی زند؟
سه عامل اصلی بر خوردگی فولاد ضد زنگ تأثیر می گذارد:
1، محتوای عناصر آلیاژی.
به طور کلی، محتوای کروم در فولاد 10.5 درصد به راحتی زنگ نمی‌زند. هر چه میزان نیکل کروم بیشتر باشد، مقاومت در برابر خوردگی بهتر است، مانند محتوای نیکل 304 در 8-10 درصد، محتوای کروم به 18-20 درصد می‌رسد، چنین فولاد ضد زنگ در شرایط عمومی زنگ نمی‌زند.
2، فرآیند ذوب شرکت تولیدی نیز بر مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ تأثیر می گذارد.
کارخانه های فولاد ضد زنگ بزرگ با فناوری ذوب خوب، تجهیزات پیشرفته و فناوری پیشرفته را می توان تضمین کرد که آیا در کنترل عناصر آلیاژی، حذف ناخالصی ها و کنترل دمای خنک کننده بیلت، بنابراین کیفیت محصول پایدار و قابل اعتماد است، کیفیت داخلی خوب است و زنگ زدن آن آسان نیست. برعکس، برخی کارخانه‌های کوچک فولادی از نظر تجهیزات و فناوری عقب مانده‌اند و ناخالصی‌ها را نمی‌توان در فرآیند ذوب حذف کرد و محصولات تولید شده ناگزیر زنگ‌زدگی می‌کنند.
3، محیط خارجی، آب و هوا خشک است و محیط تهویه شده آسان به زنگ زدن نیست.
رطوبت هوا زیاد است، هوای بارانی مداوم یا مناطق محیطی با pH بالا در هوا به راحتی زنگ می زند. فولاد ضد زنگ 304، اگر محیط اطراف خیلی ضعیف باشد، زنگ می‌زند.
فولاد ضد زنگ به نظر می رسد نقطه زنگ زدگی چگونه با آن مقابله کنیم؟
1. روش های شیمیایی
از خمیر ترشی یا اسپری برای کمک به قطعات زنگ زده آن برای غیرفعال شدن مجدد و تشکیل لایه اکسید کروم برای بازیابی مقاومت در برابر خوردگی آن استفاده کنید. پس از ترشی، برای از بین بردن تمام آلودگی ها و باقی مانده های اسید، شستشوی مناسب با آب بسیار مهم است. پس از تمام مراحل درمان، دوباره با تجهیزات پولیش پرداخت و با موم پولیش مهر و موم کنید. برای نقاط زنگ محلی خفیف نیز می توان از بنزین 1: 1 استفاده کرد، مخلوط روغن با یک پارچه تمیز برای پاک کردن لکه های زنگ.
2. روش مکانیکی
سند بلاست، شات بلاست با ذرات شیشه یا سرامیک، نابودسازی، برس زدن و پرداخت. با روش های مکانیکی می توان آلودگی های ناشی از موادی که قبلاً برداشته شده، صیقل داده شده یا از بین رفته اند را پاک کرد. انواع آلودگی ها به ویژه ذرات آهن خارجی می تواند منبع خوردگی به خصوص در محیط های مرطوب باشد. بنابراین، سطح تمیز کننده مکانیکی ترجیحاً باید در شرایط خشک تمیز شود. استفاده از روش های مکانیکی فقط می تواند سطح را تمیز کند، نمی تواند مقاومت در برابر خوردگی خود ماده را تغییر دهد. بنابراین توصیه می شود پس از تمیز کردن مکانیکی مجدداً با تجهیزات پولیش پرداخت و با واکس پولیش آب بندی شود.
ابزاری که معمولاً از درجه و عملکرد فولاد ضد زنگ استفاده می شود
فولاد ضد زنگ 1, 304. این یکی از پرکاربردترین فولادهای زنگ نزن آستنیتی است که برای ساخت قطعات کشش عمیق و خطوط لوله اسید، ظروف، قطعات ساختاری، انواع بدنه ابزار و غیره مناسب است و همچنین می تواند تجهیزات و قطعات غیر مغناطیسی و با دمای پایین را تولید کند. .
فولاد ضد زنگ 2، 304 لیتر. به منظور حل تمایل به خوردگی بین دانه ای جدی فولاد ضد زنگ 304 ناشی از بارش Cr23C6 تحت برخی شرایط، حالت حساس فولاد زنگ نزن آستنیتی با کربن فوق العاده کم مقاومت خوردگی بین دانه ای به طور قابل توجهی بهتر از فولاد ضد زنگ 304 است. علاوه بر استحکام کمی کمتر، سایر خواص با فولاد ضد زنگ 321، که عمدتاً برای تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی و قطعاتی که نیاز به جوش دارند و نمی توانند با محلول جامد درمان شوند، استفاده می شود، می تواند برای ساخت انواع بدنه ابزار استفاده شود.
فولاد ضد زنگ 3، 3{3}}4H. شاخه داخلی فولاد ضد زنگ 304، کسر جرمی کربن 0.04 درصد -0.10 درصد، عملکرد دمای بالا بهتر از فولاد ضد زنگ 304 است.
فولاد ضد زنگ 4، 316. افزودن مولیبدن بر اساس فولاد 10Cr18Ni12 باعث می شود که فولاد مقاومت خوبی در برابر خوردگی محیطی و نقطه ای کاهش دهد. در آب دریا و سایر رسانه ها، مقاومت در برابر خوردگی بهتر از فولاد ضد زنگ 304 است که عمدتاً برای مواد مقاوم در برابر حفره استفاده می شود.
فولاد ضد زنگ 5، 316 لیتر. فولاد بسیار کم کربن، با مقاومت خوب در برابر خوردگی بین دانه‌ای حساس، مناسب برای ساخت قطعات و تجهیزات جوشی با اندازه‌های مقطع ضخیم، مانند مواد مقاوم در برابر خوردگی در تجهیزات پتروشیمی.
فولاد ضد زنگ 6، 316H. شاخه داخلی فولاد ضد زنگ 316، کسر جرمی کربن 0.04 درصد -0.10 درصد، عملکرد دمای بالا بهتر از فولاد ضد زنگ 316 است.
فولاد ضد زنگ 7, 317. مقاومت در برابر حفره و خزش بهتر از فولاد ضد زنگ 316L است که در ساخت تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی اسیدهای پتروشیمی و آلی استفاده می شود.
فولاد ضد زنگ 8, 321. فولاد ضد زنگ آستنیتی تثبیت شده با تیتانیوم، افزودن تیتانیوم برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای، و دارای خواص مکانیکی خوب در دمای بالا است، می تواند با فولاد ضد زنگ آستنیتی با کربن بسیار کم جایگزین شود. به طور کلی توصیه نمی شود مگر در موارد خاص مانند دمای بالا یا مقاومت در برابر خوردگی هیدروژن.
9, 347 فولاد ضد زنگ. فولاد زنگ نزن آستنیتی تثبیت شده با نیوبیم، افزودن نیوبیم برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای، مقاومت در برابر خوردگی در اسید، قلیایی، نمک و سایر رسانه های خورنده با فولاد ضد زنگ 321، عملکرد جوش خوب، می تواند به عنوان مواد مقاوم در برابر خوردگی به عنوان فولاد مقاوم در برابر حرارت استفاده شود. عمدتا در زمینه های انرژی حرارتی، پتروشیمی، مانند تولید ظروف، خطوط لوله، مبدل های حرارتی، شفت، لوله های کوره در کوره های صنعتی و دماسنج های لوله کوره استفاده می شود.
10، فولاد ضد زنگ 904L. فولاد زنگ نزن آستنیتی فوق کامل یک فولاد ضد زنگ فوق العاده آستنیتی است که توسط شرکت OUTOKUMPU (فنلاند) اختراع شده است که کسر جرمی نیکل آن 24 درصد تا 26 درصد، کسر جرمی کربن کمتر از 0.02 درصد، مقاومت در برابر خوردگی عالی و مقاومت در برابر خوردگی خوب در غیر است. اسیدهای اکسید کننده مانند اسید سولفوریک، اسید استیک، اسید فرمیک و اسید فسفریک. در عین حال مقاومت خوبی در برابر خوردگی شکاف و خوردگی تنشی دارد. برای اسید سولفوریک با غلظت های مختلف زیر 70 درجه مناسب است و در برابر استیک اسید و اسید مخلوط اسید فرمیک و اسید استیک در هر غلظت و دمای تحت فشار معمولی مقاومت خوردگی خوبی دارد. استاندارد اصلی ASMESB-625 آن را به عنوان آلیاژ مبتنی بر نیکل طبقه‌بندی کرد و استاندارد جدید آن را به عنوان فولاد ضد زنگ طبقه‌بندی کرد. چین تنها درجه مشابه فولاد 015Cr19Ni26Mo5Cu2، چند سازنده ابزار اروپایی از مواد کلیدی فولاد ضد زنگ 904L است، مانند لوله اندازه گیری متر جریان جرم E به علاوه H فولاد ضد زنگ 904L است، مورد ساعت رولکس نیز از فولاد ضد زنگ 904L استفاده می کند.
فولاد ضد زنگ 11، 440C. فولاد ضد زنگ مارتنزیتی، بالاترین سختی در فولاد ضد زنگ سخت، فولاد ضد زنگ، سختی HRC57 است. عمدتا برای ساخت نازل، بلبرینگ، قرقره سوپاپ، صندلی، آستین، ساقه و غیره استفاده می شود.
فولاد ضد زنگ 12، 17-4PH. فولاد ضد زنگ مارتنزیتی سخت شده در اثر بارش، HRC44، با استحکام، سختی و مقاومت در برابر خوردگی بالا، قابل استفاده در دماهای بالاتر از 300 درجه سانتیگراد نیست، در برابر اتمسفر و اسید یا نمک رقیق شده مقاومت به خوردگی خوبی دارد و مقاومت به خوردگی آن برابر است. فولاد ضد زنگ 304 و فولاد ضد زنگ 430، که برای ساخت سکوهای دریایی، تیغه های توربین، قرقره سوپاپ، صندلی، آستین، میل سوپاپ و غیره استفاده می شود.
در سازهای حرفه ای، همراه با مشکلات تطبیق پذیری و هزینه، ترتیب انتخاب فولاد زنگ نزن آستنیتی معمولی 304-304L-316-316L-317-321-347-904L است که از آن 317 کمتر استفاده می شود، 321 است. توصیه نمی شود، 347 برای مقاومت در برابر خوردگی در دمای بالا استفاده می شود، 904L تنها ماده پیش فرض برای برخی از اجزای سازنده های فردی است. 904L به طور کلی در طراحی به طور فعال انتخاب نشده است.
در طراحی و انتخاب ساز، معمولا مواردی وجود دارد که مواد ساز با مواد لوله متفاوت باشد، به خصوص در شرایط دمای بالا، باید توجه ویژه ای به این موضوع داشت که آیا انتخاب متریال ساز با دمای طراحی و طراحی مطابقت دارد یا خیر. فشار تجهیزات فرآیند یا خط لوله، مانند خط لوله فولاد کروم مولیبدن با دمای بالا است، و ابزار فولاد ضد زنگ را انتخاب می کند، پس احتمالاً مشکلی وجود دارد، باید به دماسنج و فشار متر مواد مربوطه بروید.
در طراحی و انتخاب ابزار، اغلب با انواع سیستم‌های مختلف، سری، درجه‌های فولاد ضد زنگ مواجه می‌شویم، انتخاب باید بر اساس فرآیند خاص، دما، فشار، قطعات تنش، خوردگی، هزینه و سایر جنبه‌های در نظر گرفته شود.