فولاد زنگ نزن (فولاد ضد زنگ) چیست؟

یکی از انواع فولادهایی که امروزه نام آن را بسیار می‌شنویم، فولاد ضد زنگ است؛ فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل (Stainless Steel)، آلیاژی از فولاد بوده که در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم است. علاوه بر این، قابلیت‌های بسیار زیاد دیگری مانند مقاومت و استحکام آن موجب مصرف بالا و تقاضای زیاد برای آن شده است.

در ادامه قصد بر معرفی این محصول، انواع، کاربردها و مزایای آن داریم؛ پس تا انتها همراه ما باشید!

فولاد زنگ‌ نزن یا استنلس استیل چیست؟

از نقاط ضعف آهن قابلیت زنگ زدگی آن در برابر آب، رطوبت و هوا بوده که همین امر باعث شده تا در بسیاری از موارد نتوان از آن استفاده کرد. در فولاد زنگ‌نزن، با قرار گرفتن پوششی از کروم بر روی سطح آهن، قابلیت ضد زنگ بر روی آن اعمال می‌شود.

در این محصول معمولا حدود 10.5 تا 20 درصد، کروم استفاده می‌شود که هرچه درصد آن بالاتر باشد، مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی نیز افزایش پیدا می‌کند. البته علاوه بر کروم عناصری مانند کربن، نیکل، مولیبدن و... نیز حضور دارند که هر کدام ویژگی خاصی در فولاد به وجود می‌آورند؛ در ادامه به این عناصر و خواص آن‌ها بیش‌تر می‌پردازیم.

مشخصات فولاد ضد زنگ

از مشخصات و ویژگی‌های این محصول که موجب محبوبیت آن شده می‌توان به ظاهر زیبای آن، مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی، تجدیدپذیری، قابلیت جوشکاری، مقاومت در برابر دما و کشش، تمیز و بهداشتی بودن، طول عمر بالا و... اشاره کرد.

تاریخچه‌ای از فولاد زنگ‌ نزن

نخستین بار در سای 1821 توسط پیر برتیر (Pierre Berthier)، متالوژیست فرانسوی آلیاژهای آهن-کروم، که در برابر برخی اسیدها مقاوم هستند کشف کرد. سال‌ها توسط متالوژیست‌ها در کشورهای مختلف بر روی این مسئله تحقیق شد تا در نهایت در سال 1912 هری بریرلی (Harry Brearly) برای اولین بار آلیاژ فولاد زنگ‌نزن مارتنزیتی را کشف و صنعتی کرد؛ در سال 1913 اولین چاقوی ضدزنگ نیز تولید شد و از آن پس استفاده از این آلیاژ در صنایع مختلف رواج پیدا کرد.

فرآیند تولید فولاد زنگ‌نزنی

برای اطلاع از مراحل تولید این محصول با کیفیت به صورت خلاصه، مراحل 1 تا 10 را به ترتیب دنبال کنید:

• ذوب مواد اولیه در کوره قوس الکتریکی
• کربن‌زدایی
• تنظیم
• شکل‌دهی
• نورد گرم
• نورد سرد
• آنیل کردن
• بازپخت
• برش‌کاری
• صیقل‌کاری

اجزای سازنده فولاد ضد زنگ

عناصر مختلفی در تولید محصول مذکور با درصدهای متفاوت به کار برده می‌شود که هرکدام خواص جدیدی را در آن به وجود می‌آورند. مهم‌ترین آن‌ها نیکل، کروم و کربن بوده؛ در جدول زیر، شاهد این عناصر همراه با خواص ‌آن‌ها خواهید بود:

فولاد زنگ‌ نزن و فولاد گالوانیزه چه تفاوت‌هایی دارند؟

بطور کلی تفاوت‌‌های این دو فولاد به شرح زیر است:

• مقاومت در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی در فولاد زنگ‌نزن نسبتا بالاتر بوده است.
• روی، سطح پوششی گالوانیزه بوده و عنصر کروم در ترکیب ضد زنگ استفاده می‌شود.
• قیمت فولاد گالوانیزه ارزان‌تر بوده و دسترسی به آن نیز راحت‌تر است.

بررسی انواع فولاد زنگ‌نزن (استنلس استیل)

بطور کلی استنلس استیل به پنج دسته آستنیتی، آهنی، ماتنزیتی، دوپلکس و رسوب سخت شونده تقسیم می‌شود که در ادامه به معرفی هر کدام خواهیم پرداخت:

آستنیتی

آستنیتی یا (Austenitic) بیش‌ترین استفاده را در میان انواع دیگر دارد به‌طوری که دو سوم (حدود 80%) فولاد زنگ‌نزن از این نوع است. حاوی 3% نیکل و 16% کروم بوده و از لحاظ جوشکاری و انعطاف‌پذیری کاملا مطلوب است؛ همچنین در برابر عوامل خورنده بسیار مقاوم بوده و از آن حتی در دریا نیز استفاده می‌شود. در دو گرید 200 و 300 تولید و در بازار عرضه می‌شود.

آهنی

سری 400 در دسته آهنی یا فریتی (Ferritic) قرار دارد که حاوی 10.5 تا 27 درصد کروم و درصد بسیار پایینی نیکل است (گاهی اوقات از نیکل استفاده نمی‌شود.). از لحاظ مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت حرارتی بسیار مطلوب بوده و همچنین مغناطیسی نیز هستند.

مارتنزیتی

مارتنزیتی (Martensitic) فاز دیگری بوده که دارای 11 تا 18 درصد کروم و 1 درصد کربن است؛ سری 400 و 500 در این دسته قرار می‌گیرند. قابلیت جوشکاری و شکل‌پذیری ضعیفی دارد؛ از لحاظ مقاومت در برابر خوردگی متوسط بوده و مقاومت بالایی ندارد و از نظر استحکام، مقاومت و سختی نیز مطلوب است.

دوپلکس

دوپلکس (Duplex) از ترکیب دو فاز آستنیت و فریت بوده که حاوی 19 تا 32 درصد کروم و حداکثر 5 درصد مولیبدن است. از لحاظ قیمت کاملا مقرون به‌صرفه و از نظر قابلیت‌های جوشکاری، شکل‌پذیری سطح آن معمولی است و در برابر خوردگی مقاومت بالایی دارد؛ از نظر مغناطیسی نیز ضعیف عمل می‌کند.

رسوب سخت شونده

نوع دیگر رسوب سخت شونده (Precipitation hardening) بوده که دارای 4 درصد نیکل و 17 درصد کروم است؛ همچنین مقداری تیتانیوم، مس و مولیبدن در آن وجو دارد. استحکام بالا در برابر دما، خوردگی و قابلیت انعطاف‌پذیری از ویژگی‌های آن است.

مزیت‌های فولادهای زنگ‌نزن

وجود مزایای متعدد، فولاد زنگ‌نزن را تبدیل به یک محصول کاربردی و محبوب کرده است؛ با توجه به مزیت‌های بسیار زیاد این فولاد در این بخش تنها قادر به توضیح برخی از مهم‌ترین مزایای آن هستیم:

قابلیت بازیافت دارد

این محصول قابلیت 100 درصدی بازیافت را دارد که یکی از مزایای مهم آن به حساب می‌آید؛ این امر موجب استقبال فراوان افراد از آن شده زیرا برای محیط زیست، انسان‌ها و حیوانات هیچ خطری ندارد.

بادوام است

طول عمر بالای این محصول از دیگر دلایل محبوبیت آن است؛ با توجه به خواص مکانیکی استنلس استیل و قابلیت تمیز شدن راحت، اگر از آن به درستی استفاده شود، طول عمر بسیار بالایی خواهد داشت و به راحتی از بین نمی‌رود.

از نظر اقتصادی به‌صرفه است

با توجه به طول عمر بالا و نرخ فروش آن، قیمت این محصول کاملا مقرون به‌صرفه بوده است و حتی هزینه‌های نگهداری و تعمیرات آن نیز از نرخ پایینی برخوردار است.

برای سلامتی انسان خطرناک نیست

از آنجایی که این محصول به راحتی تولید باکتری نمی‌کند، از آن می‌توان در صنایع داروسازی و وسایل آشپزخانه بدون هیچ خطری برای انسان استفاده کرد.

بررسی کاربردهای انواع فولادهای زنگ‌نزن

هر کدام از انواع این فولاد با توجه به عناصر تشکیل دهنده، ویژگی‌های خاص خود را دارد که موجب می‌شود تا در صنایع مختلفی کاربرد داشته باشند. در ادامه شاهد کاربردهای انواع مختلف این محصول خواهید بود:

آستنیتی

از کاربردهای این نوع می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• لوازم آشپزخانه (سینک، قاشق، چنگال و...)
• تجهیزات شیمیایی
• لوله
• مبدل حرارتی
• ناودانی
• درب و پنجره

و...

آهنی

از این محصول در اگزوز خودرو، لوازم آشپزخانه، مبدل حرارتی، تانکرهای آب گرم و... استفاده می‌شود.

مارتنزیتی

از این نوع معمولا در ساخت لوازم جراحی، شیرآلات، قاشق، چنگال و بسیاری دیگر از موارد استفاده می‌شود.

دوپلکس

این نوع نیز در موارد زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:

• تجهیزات کارخانه‌های کاغذ
• تجهیزات شیمیایی
• تجهیزات روی آب
• مبدل حرارتی

و...

کاربردهای فولاد ضد زنگ در صنایع مختلف

این محصول در انواع مصارف خانگی، شهری و صنعتی کاربرد دارد؛ از تولید زیورآلات گرفته تا صنایع شیمیایی مورد استفاده است. در ادامه شاهد برخی از این کاربردها خواهید بود:

صنایع شیمیایی و پتروشیمی

به دلیل شرایط خوردگی بالا، دما زیاد، تولید انواع اسید و... تنها این فولاد قابلیت دوام در این مکان را دارد.

صنایع غذایی و تجهیزات آشپزخانه

به دلیل عدم تاثیر در مزه مواد غذایی و تمیزی راحت محصول مذکور، از آن در ظروف و وسایل آشپزخانه استفاده فراوان می‌شود. علاوه بر این در صنایع لبنی و بسته‌بندی مواد غذایی نیز کاربرد گسترده دارد.

کشاورزی

کودها و اسپری‌های آفت‌کش شرایط خورنده‌ای را در زمین‌های کشاورزی ایجاد می‌کنند و اگر از فولاد ضد زنگ استفاده نشود، در مدت زمان کوتاهی تخریب می‌شوند.

تجهیزات شست‌و‌شو

 با توجه به مقاومت بالای این محصولات در برابر خورندگی، گزینه بسیار مناسبی برای ساخت لباسشویی و خشک‌کن‌ها هستند.

تجهیزات بیمارستانی

تجهیزات پزشکی و دندانپزشکی، کابینت‌های بیمارستان، تخت‌های جراحی، تجهیزات آزمایشگاه و... همه و همه از جنس این فولاد هستند زیرا به راحتی استریل می‌شود و همیشه تیز باقی می‌ماند.

رایج‌ترین فولادهای زنگ‌نزن را می‌شناسید؟

از رایج‌ترین آلیاژهای این محصول می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• 304
• 316
• 321
• 420
• 430

 البته میان آن‌ها 304 و 316 که در گروه آستینی قرار می‌گیرند، از فروش بیش‎‌تری برخوردار هستند.

سخن پایانی

با توجه به آنچه گفته شد با افزایش هرچه بیشتر کروم مقدار مقاومت در برابر خورندگی نیز در فولاد زنگ نزن افزایش پیدا می‌کند. استنلس استیل در داخل ایران تولید نمی‌شود و از کالاهای وارداتی محسوب می‌شودکه از معروف‌ترین برندها می‌توان به چین، تایوان و کره اشاره کرد. در نهایت امیدواریم تا با این مطلب شما را با فولاد ضد زنگ بیش‌تر آشنا کرده باشیم.

منتظر نظرات ارزشمند شما و پاسخگوی تک تک سوالات شما عزیزان هستیم!