مقاومت بالا در برابر خوردگی، استحکام مناسب، دمای کاری گسترده، جوشکاری و ماشینکاری آسان و... از جمله ویژگیهایی هستند که در فولاد ضدزنگ قرار گرفته شدهاند. در واقع تنوع ویژگیهای استنلس استیل است که این آلیاژ را در صنایع مختلف پرکاربرد میکند. بهعنوانمثال در صنعت ساخت و ساز، دوام بالا، استحکام بینظیر، سازگاری با دیگر مصالح ساختمانی فولاد ضدزنگ است که باعث میشود مهندسان ساختوساز و مهندسین عمران از ورق، میلگرد و لوله استیل استفادههای فراوانی کنند.
همانطور که میدانید فولاد ضدزنگ یک عنصر فلزی طبیعی و خالص نیست. در واقع فولاد ضدزنگ از یک عنصر واحد تشکیل نشده است و در ساختار شیمیایی خود بر پایه آهن و کربن به وجود آمده است. با این ذهنیت، بسیاری از افراد تصور میکنند که فولاد ضدزنگ در برابر خوردگی از مقاومت خوبی برخوردار نمیباشد. اگرچه این فرضیه با درنظر گرفتن اینکه فولاد ضدزنگ یک عنصر فلزی خالص و طبیعی نیست، درست است؛ اما در نظر داشته باشید که ساختار شیمیایی فولاد ضدزنگ از عناصر دیگری نیز تشکیل شده است که مقاومت فولاد ضدزنگ در برابر خوردگی را بسیار افزایش میدهند (بهعنوانمثال کروم، مولیبدن و... از جمله عناصری هستند که مقاومت فولاد ضدزنگ را در برابر خوردگی افزایش میدهند).
در ادامه پیرامون خوردگی استنلس استیل بحث میکنیم و ۷ نکته مهم در این زمینه را نام میبریم و هر یک را توضیح میدهیم؛ پس تا انتها همراه ما باشید.
افزایش مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ با افزودن عناصر
همانطور که در بالا گفته شد فولاد ضدزنگ یک عنصر فلزی طبیعی نیست و همین موضوع، فولاد ضدزنگ را مستعد خوردگی میکند. یکی از روشهایی که میتوان میزان مقاومت فولاد ضدزنگ در برابر خوردگی را افزایش داد؛ افزودن عناصر دیگری (آلیاژ کردن) به ساختار شیمیایی آن است.
در واقع در فولاد، عناصری همچون کروم، مولیبدن، نیکل، منگنز و سیلیکون اضافه میکنند تا در برابر خوردگی تقویت شود. در بین عناصر مذکور عنصر کروم نقش اساسی و حیاتیتری نسبت به سایر عناصر گفته شده، دارد. چرا که کروم موجود در فولاد ضدزنگ، هنگامی که در معرض رطوبت و هوا قرار میگیرد؛ واکنش نشان میدهد و یکلایه اکسید نازک و بادوام به وجود میآورد. این لایه به وجود آمده اگرچه نازک است اما از فولاد ضدزنگ در برابر خوردگی بهخوبی محافظت میکند. همچنین توجه داشته باشید که اگر لایه اکسید کروم تشکیل شده بر روی فولاد ضدزنگ، به دلیل برخورد با جسم سخت نوکتیز یا زبر، از بین برود؛ مجدد کروم با اکسیژن واکنش میدهد و لایه محافظ را تشکیل میدهد. در واقع کروم بهعنوان یک سپر محافظ از فولاد ضدزنگ در برابر خوردگیهای جوی (که معمولاً بهواسطه رطوبت و اکسیژن رخ میدهند) عمل میکند و از تخریبشدن فولاد ضدزنگ جلوگیری به عمل میآورد.
مقایسه میزان مقاومت قسمتهای جوشکاری شده نسبت به سایر قسمتها
هنگامی که فولاد ضد زنگ تحت عملیات جوشکاری قرار میگیرد؛ مقاومت آلیاژ در برابر خوردگی در قسمتهای جوشکاری شده بهشدت افت میکند. دلیل این موضوع هم این است که در هنگام جوشکاری، حرارت اعمال شده به فلز بسیار بالا است و همین بالابودن درجه حرارت باعث میشود تا کاربیدهای کروم (همانطور که میدانید کاربید کروم، فلز را در برابر خوردگی مقاومتر میکند و آن را به یک فلز بسیار سخت تبدیل میکند) از مرزدانههای خود عقبنشینی کنند. به عقب راندهشدن کاربیدهای کروم از مرزدانهها باعث میشوند تا قسمتهای جوشکاری شده در برابر خوردگی از خود ضعف نشان دهند.
تضعیفکنندههایی به نام "کلریدها"
همانطور که میدانید کلریدها بر فولاد ضدزنگ تأثیر میگذارند و منجر به خورده شدن یکنواخت سطح فولاد میشوند. در واقع فولادهای ضدزنگ در محیطهای حاوی کلرید، نمیتوانند عملکرد خوب خود را حفظ کنند. اما نگران نباشید چرا که فولاد دارای پوششهای محافظی است که از واردشدن اثرات مخرب کلریدها به فولاد جلوگیری میکند مانند لوله، ورق و میلگرد استیل 316 که در محیطهای اسیدی و کلریدی مقاومت خوبی از خود نشان میدهند.
ظاهر فولادهای زنگزده شده
فولادهای ضد زنگی که در برابر خوردگی مقاومت خود را ازدستدادهاند و دچار زنگزدگی شدند را دیدهاید. سطح این فولادها ظاهر بسیار بدی پیدا میکند و به مصرفکننده این ذهنیت را میدهد که دیگر از این فولاد، نمیتوان استفاده کرد. اما توجه داشته باشید که بهواسطه برخی فرایندهای شیمیایی، میتوان از این فولادها بهصورت مجدد استفاده کرد (بدون آنکه سطح فولاد نیاز به قرارگیری در برابر فرایند پوشش کاری پودری داشته باشد).
محافظت از فولاد ضدزنگ در برابر خوردگی
روشهای مختلفی وجود دارد که میتوان از فولاد ضدزنگ در برابر خوردگی محافظت کرد. رنگکاری، افزودن عناصر مختلف به فولاد، قراردادن پوشش بر روی فولاد یا حفاظت کاتدی از جمله متداولترین روشهایی است که میتوان به کمک آنها از فولاد ضدزنگ در برابر خوردگی محافظت کرد. اما علاوه بر این روشها، روش دیگری نیز وجود دارد که در صنعت بسیار مورداستفاده قرار میگیرد. در این روش یکلایه نازک از فلز روی بر سطح فولاد ضدزنگ قرار میگیرد. این لایه تشکیل شده از فلز روی، از فولاد ضدزنگ در برابر خوردگی محافظت میکند. توجه داشته باشید که این فرایند هیچگاه بر روی آلومینیوم و مس انجام نمیشود؛ بنابراین یکی از ویژگیهای مهم فولاد ضدزنگ در زمینه مقاومت در برابر خوردگی این است که این آلیاژ، قابلیت گالوانیزه شدن را دارد.
فولاد به طور ذاتی و طبیعی در برابر خوردگی مقاوم نیست
همانطور که گفته شد فولادهای ضدزنگ در ترکیب خود دارای عناصر آهن و کربن هستند که این موضوع، فولاد ضدزنگ را در برابر خوردگی تضعیف میکند. در واقع آهن موجود در فولاد ضدزنگ بهراحتی با اکسیژن و رطوبت موجود در جو واکنش میدهد و باعث تخریب و ازبینرفتن فولاد ضدزنگ میشود. اکسیدهای آهن هیدراته (III) و اکسید-هیدروکسید آهن (III) بهعنوان زنگزدگی شناخته میشوند و فولاد را تخریب میکنند. از جمله راهکارهایی که در زمینه مقابله با خوردگی فولاد ضدزنگ مؤثر است؛ میتوان به گالوانیزه کردن فولاد ضدزنگ اشاره کرد.
وارد شدن ضربه از طرف قطعه آهنی به فولاد، چه پیامدی را به دنبال خواهد داشت؟
آهن بهراحتی با اکسیژن و رطوبت موجود در جو واکنش میدهد و منجر به زنگزدگی فولاد میشود. در واقع وجود آهن در ساختار شیمیایی فولاد ضدزنگ، این آلیاژ را بیش از پیش مستعد خورده شدن و زنگزدگی میکند. همانطور که گفته شد بر روی سطح فولاد ضدزنگ فرایندهایی انجام میدهند که از خوردگی و زنگزدگی فولاد جلوگیری به عمل میآورند. اما توجه داشته باشید که برخورد جسم آهنی به سطح مثلا ورق استیل 304، باعث میشود تا لایههای محافظ موجود بر روی سطح فولاد از بین بروند و فولاد بهراحتی دچار خوردگی و زنگزدگی شود. بنابراین سعی کنید که آهن در مجاورت فولاد ضدزنگ قرار نگیرد و همچنین مراقب برخورد آهن با فولاد ضدزنگ باشید؛ چرا که میتواند با از بینبردن لایههای محافظ، به فولاد آسیب وارد کند.
سخن پایانی
همانطور که در بالا بیان شد؛ فولاد ضدزنگ بهواسطه ویژگی و خواص منحصربهفرد، در صنایع مختلف بسیار مورداستفاده قرار میگیرد. استحکام بالا، بادوام بودن، مقاومت در برابر خوردگی و... از جمله ویژگیهای بارز فولاد ضدزنگ هستند. اما برخی شرایط میتواند میزان مقاومت فولاد در برابر خوردگی را دستخوش تغییر کند.