نامگذاری فولادهای زنگ نزن و دستهبندی آنها
فولادهای زنگ نزن به دلیل حضور عنصر کروم در ترکیب شیمیایی خود، مقاومت بالایی در برابر خوردگی از طریق تشکیل لایهای محافظ و متراکم از اکسید کروم (Cr2O3) دارند.
این لایه به عنوان مانعی چسبنده عمل میکند و مانع از زنگزدگی و آسیبهای ناشی از اکسیداسیون میشود. با توجه به ترکیبات مختلف آلیاژی، فولادهای زنگ نزن به چندین دسته تقسیم میشوند. هر کدام از این دستهها ویژگیهای خاصی دارند و در صنایع مختلف به کار گرفته میشوند.
فولادهای زنگ نزن سری 300
سری 300، پرکاربردترین و شناختهشدهترین دسته از فولادهای زنگ نزن است. این فولادها دارای ساختار آستنیتی هستند که به دلیل پایداری آستنیت در دماهای بالا، بسیار مقاوم و مناسب برای کاربردهای حرارتی و صنعتی میباشند. برای پایدارسازی آستنیت در دمای محیط، معمولاً حدود ۸ درصد نیکل به این آلیاژ اضافه میشود. این سری به دلیل ویژگیهای خود، در بسیاری از کاربردهای روزمره و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
فولاد 304 (فولاد 18-8)
فولاد 304 که به عنوان "فولاد همه فن حریف" شناخته میشود، مهمترین عضو سری 300 است. این فولاد حاوی 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل است که مقاومت به خوردگی بالا و استحکام مکانیکی مناسبی را فراهم میکند. یکی از کاربردهای معمول این آلیاژ در تولید قاشق و چنگالهایی است که در زندگی روزمره استفاده میکنیم. این نوع فولاد به دلیل تطبیقپذیری بالا در بسیاری از صنایع نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
فولاد 316
فولاد 316، یکی دیگر از اعضای مهم سری 300 است که علاوه بر نیکل و کروم، حدود 2 درصد مولیبدن نیز به ترکیب خود اضافه میکند. مولیبدن باعث افزایش مقاومت فولاد 316 در برابر خوردگی حفرهای یا شیارهای سطحی میشود. این ویژگی آن را برای محیطهای خورندهای مانند صنایع دریایی یا شیمیایی بسیار مناسب میسازد.
فولاد 321
در فولاد 321، به جای مولیبدن، از تیتانیوم استفاده میشود. این تغییر باعث بهبود مقاومت در برابر خوردگی مرزدانهای (خوردگی بین دانهها) شده و همچنین قابلیت جوشکاری این آلیاژ را افزایش میدهد. فولاد 321 به دلیل این ویژگیها در کاربردهایی که نیاز به جوشکاری وجود دارد، بسیار مورد توجه است.
فولاد 347
فولاد 347 با استفاده از نایوبیوم (Nb) به جای تیتانیوم در ترکیب خود، مقاومت بالایی در برابر خوردگی و جوشکاری دارد. نایوبیوم در مقایسه با تیتانیوم از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفهتر است و معمولاً در صنایع شرقی و غربی به طور یکسان استفاده میشود. این ترکیب فولاد، عملکردی مشابه با فولاد 321 دارد اما هزینههای تولید آن کمتر است.
نکته مهم درباره کربن در فولادهای سری 300
تمامی فولادهای زنگ نزن سری 300 دارای حدود 0.7 درصد کربن هستند. با کاهش مقدار کربن به 0.03 درصد، فولادهای کمکربن به دست میآیند. این کاهش کربن باعث افزایش مقاومت به خوردگی میشود، هرچند ممکن است نرمتر از فولادهای معمولی باشند. این گریدها معمولاً با پسوند "L" مانند 304L و 316L شناخته میشوند و در کاربردهای حساس به خوردگی بیشتر استفاده میشوند.
فولادهای زنگ نزن سری 200
فولادهای زنگ نزن سری 200 از لحاظ ساختاری مشابه سری 300 هستند، اما برای کاهش هزینهها، نیکل با منگنز جایگزین شده است. منگنز به عنوان یک آستنیتزا عمل میکند و باعث ایجاد خواص مشابه، اما با شدت کمتری نسبت به نیکل میشود. این سری از فولادها در بازار کمتر شناخته شده و کاربردهای محدودی دارند، اما در برخی از صنایع اقتصادی استفاده میشوند.
فولادهای زنگ نزن سری 400
فولادهای زنگ نزن سری 400 حاوی نیکل نیستند و ساختار آنها مارتنزیتی یا فریتی است. فولادهای مارتنزیتی با درصد بالای کربن (بیش از 0.2 درصد) و فولادهای فریتی با کربن کمتر (زیر 0.2 درصد) شناخته میشوند. یکی از ویژگیهای اصلی این سری، خاصیت مغناطیسی آنها است، برخلاف سری 300 که غیرمغناطیسی هستند. مهمترین عضو این خانواده فولاد 430 است که حاوی 23 درصد کروم و آهن است. این آلیاژ مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد و به دلیل ارزانتر بودن نسبت به سری 300 در برخی کاربردهای صنعتی استفاده میشود.
فولادهای زنگ نزن سری 600 (دوپلکس)
فولادهای زنگ نزن سری 600 یا دوپلکس، ترکیبی از ساختار فریتی و آستنیتی را بهطور همزمان در خود دارند. در حالت ایدهآل، این فولادها دارای 50 درصد فریت و 50 درصد آستنیت هستند. این ساختار دو فازی باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگیهای ناشی از تنش (SCC) و بهبود خواص مکانیکی میشود. از دیگر مزایای این سری میتوان به قابلیت جوشکاری بالای آنها اشاره کرد که باعث شده است در محیطهای خورنده شدید، نظیر صنایع نفت و گاز، بهکار گرفته شوند.
انتخاب فولاد زنگ نزن مناسب به نیازهای خاص هر کاربرد بستگی دارد. با توجه به ترکیبات مختلف آلیاژی و خواص مکانیکی، انتخاب صحیح میتواند باعث افزایش طول عمر و کارایی تجهیزات در صنایع مختلف شود.
