درباره استنلس استیل

پیر بارتیه مهندس فرانسوی در سال ۱۸۲۱ ، مشاهده کرد که با افزایش مقدار مشخصی کروم به آهن ، سفتی و مقاومت به خوردگی اسیدی آن بسیار افزایش می یابد . در ۱۹۰۹ لئون گویله و آلبرت پورتوین بطور مستقل در فرانسه ریز ساختار آلیاژ های Fe-Cr و Fe-Cr-Ni را بررسی کردند
آلیاژ هاآلیاژهای فولاد زنگ نزن به علت داشتن مقاومت بالا نسبت به خوردگی یکی از پر کاربردترین مواد درمهندسی است. این مقاومت به دلیل وجود مقدار زیادی کروم درآن‌ها ناشی می‌شود. مقدار کم کروم، مثلاً ۵٪، مقاومت به خوردگی آهن را مقداری افزایش می‌دهد، اما برای رسیدن به فولاد زنگ نزن، حداقل ۱۲Cr% نیاز است. بنابر نظریه‌های کلاسیک، کروم با تشکیل یک لایه اکسید سطحی که لایه‌های زیرین را از خوردگی محافظت می‌کند، سطح آهن را زنگ نزن می‌سازد. برای ایجاد این لایه محافظ، سطح فولاد زنگ نزن باید در تماس با عوامل اکسید کننده باشد.
اضافه کردن نیکل به فولادهای زنگ نزن مقاومت به خوردگی را در محیط‌های خنثی و یا اکسید کننده ضعیف افزایش می‌بخشد اما قیمت آن‌ها را نیز افزایش می‌دهد. هم‌چنین مقدارکافی نیکل قابلیت انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری فولادها را افزایش می‌دهد زیرا امکان نگهداری آستینت (FCC) در دمای محیط را فراهم می‌کند. افزایش مولیبدن به فولادهای زنگ نزن مقاومت به خوردگی را در حضور یون‌های کلر افزایش می‌دهد، حال آن‌که افزودن آلومینیوم مقاومت به پوسته شدن را در دماهای بالا بهبود می‌بخشد. کروم نیز برای افزایش مقاومت به خوردگی آن، اضافه می‌شود.

رایج ترین نوع استنلس استیل ها سری ۳۰۰ هستند که خود به انواع مختلفی مثل ۳۰۳ – ۳۰۴ – ۳۱۶ – ۳۲۱ و ۳۴۷ … تقسیم می شود ، در بین آن ها استنلس استیل ۳۰۴ با اختلاف قابل توجهی پر کاربرد تر و رایج تر است .

استنلس استیل ۳۰۴ دارای ۱۸ درصد کروم و حداقل ۸ درصد نیکل می باشد و به همین دلیل به نام ۸-۱۸ شناخته می شود ، استنلس استیل ۳۱۶ پس از۳۰۴ دومین استنلس استیل رایج ترین می باشد و به استنلس استیل ضد زنگ گرید دریایی نیز معروف است و معمولا شامل حداقل ۱۶ درصد کروم ، ۱۰ درصد نیکل و ۲ درصد مولبیدن است ، تغییر در نسبت کروم و نیکل و افزودن مولبیدن باعث مقاومت بیشتر در مقابل فرسایش به ویژه فرسایش ناشی از کلر می شود به همین دلیل این ماده برای وسایلی که باید در تماس زیاد با عوامل فرساینده مانند مواد شیمیایی ، حلال ها و آب شور باشد مناسب است .

فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ) چیست؟
گروه وسیع و گسترده ای از آلیاژهای ویژه ای که بیشتر برای مقاومت در برابر خوردگی توسعه یافته اند را فولادهای زنگ نزن نامند.از جمله ویژگی های ممتاز برای این دسته از آلیاژها شکل پذیری عالی، چقرمگی زیاد در دمای اتاق و دمای پایین و مقاومت خوب در برابر پوسته شدن، اکسایش و خزش در دمای بالا میباشد که خواص خود را نیز تا دماهای بالا حفظ میکنند.فولادهای ضد زنگ جزء دسته فولادهای آلیاژی حاوی مقادیر قابل توجهی کرم میباشند.حداقل عنصر کرم متعارف در این دسته از فولادها ۱۱% میباشد و برای اینکه آلیاژهای آهنی خاصیت زنگ نزن داشته باشند میزان کرم در آنها نباید کمتر از این مقدار باشد.
عنصر کرم موجب میگردد فولاد خاصیت ضد زنگ داشته باشد بدین معنا که مقاومت به خوردگی در آن بهبود یابد. بنابراین کرم عنصر آلیاژی بهبود دهنده مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ نزن است که این بهبود مقاومت در برابر خوردگی به لحاظ تشکیل لایه محافظ از اکسید کرم روی سطح فولاد ضد زنگ میباشد. این لایه نازک سرتاسری تحت شرایط مساعد فولاد را در برابر مواد و محیط های خورنده محافظت مینماید. علاوه بر کرم، عناصر شیمیایی دیگری نیز در ترکیب فولادهای ضد زنگ بکار میروند که از آن جمله میتوان به مولییدن و نیکل اشاره نمود. نیکل عمدتا موجبات انعطاف پذیری و فرم پذیری را در فولاد ضد زنگ باعث می‌گردد.
فولاد ضد زنگ به گروهی از آلیاژها با پایه آهنی گفته می‌شود که حاوی حداقل ۱۱ درصد کروم (Cr) می‌باشد. کروم عنصری اساسی است که با تشکیل یک فیلم اکسید کروم در سطح فولاد آن را ضد زنگ می‌سازد.
هنگامی که فولاد ضد زنگ بریده یا خراش داده می‌شود، کروم موجود در سطح سریعاً اکسید می‌شود و فیلم اکسید ناحیه صدمه دیده را ترمیم می‌کند. به دلیل همین خاصیت خود ترمیمی (خودشفایی/ Self healing) است که فولاد را بدون زنگ (Stainless) می‌نامند
اولین فولاد ضد زنگ به صورت آلیاژ، مارتنزیتی Fe-Cr-C توسط دانشمند انگلیسی به نام هاری بررلی (Harry Brearley) در ۱۹۱۲ تهیه گردید. اولین ریخته‌گری تجارتی فولاد ضد زنگ در سال ۱۹۱۳ در شفیلد انگلستان به تولید رسید و حق ثبت آمریکایی جهت این اختراع در سال ۱۹۱۶ به آقای هاری بررلی اهدا گردید.