پروفیل ضد زنگ چیست و معرفی کاربرد آن

به‌طور کلی پروفیل ضد زنگ نام خانواده‌ای از فولادهای مقاوم در برابر خوردگی است. مانند بسیاری از اکتشافات علمی، فولاد ضد زنگ نیز خیلی اتفاقی کشف شده است. در سال 1913، شخصی به‌نام هری برلی در شفیلد انگلستان در حال بررسی توسعه آلیاژهای فولادی جدید برای استفاده در لوله‌های تفنگ بود. هری برلی متوجه شد که بعضی از نمونه‌ها زنگ نمی‌زند و به سختی تراشیده می‌شود. این نمونه‌ها حاوی حدود 13 درصد کروم بودند.

به‌زودی و در اولین کاربرد، کارد و چنگال‌ها توسط این فولاد زنگ‌نزن تولید شدند. جدای از انگلستان، فرانسه نیز به‌طور هم‌زمان به توسعه اولین فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی مشغول شد؛ البته چیزی نگذشت که این اختراع به شهرت جهانی رسید.

امروزه استفاده پروفیل ضد زنگ به یک صنعت محدود نمی‌شود. این محصول تقریبا همه صنایع موجود را تحت پوشش قرار داده و روزبه‌روز کاربردهای جدیدتری پیدا می‌کند؛ به همین دلیل لازم است که درباره چیستی، انواع، ویژگی‌ها، کاربرد و حتی وزن پروفیل ضد زنگ بیشتر بدانید. پس با این مقاله از مهدفولاد همراه ما باشید.

پروفیل ضد زنگ چیست؟

پروفیل ضد زنگ یک آلیاژ خاص از آهن است که حداقل 10.5 درصد کروم دارد. کروم موجود در این آلیاژ یک لایه اکسید شفاف محافظ خودترمیم‌شونده را تشکیل می‌دهد. این لایه اکسید به پروفیل، ویژگی ضد زنگ‌بودن در برابر خوردگی را می‌بخشد. ماهیت خودترمیمی لایه اکسید به این معنی است که مقاومت در برابر خوردگی بدون توجه به روش‌های ساخت یا مونتاژی که روی آن انجام می‌گیرد، دست‌نخورده باقی می‌ماند. حتی اگر سطح پروفیل برش بخورد یا آسیب ببیند، این آلیاژ به خودی‌خود ترمیم شده و مقاومت خود در برابر خوردگی را حفظ می‌کند.

پروفیل ضد زنگ چه ویژگی‌هایی دارد؟

ویژگی‌های پروفیل ضد زنگ عامل کاربرد گسترده این محصول است که البته روزبه‌روز نیز بیشتر می‌شود. مهم‌ترین این ویژگی‌ها عبارتند از:

مقاومت در برابر خوردگی

فولادهای کربنی معمولی ممکن است با رنگ‌آمیزی یا پوشش‌های دیگر مانند گالوانیزه در برابر خوردگی مقاوم شوند؛ اما هرگونه تغییر یا آسیب سطح، فولاد زیرین را در معرض خوردگی قرار می‌دهد. پروفیل زنگ‌نزن از فولادی تهیه می‌شود که حتی با برداشتن لایه سطحی، در برابر زنگ‌زدگی مقاوم است.

البته باید بدانید که خوردگی درجات مختلف پروفیل ضد زنگ، با محیط‌های مختلف متفاوت است. حتی مقادیر کمی از برخی عناصر می‌تواند به‌طور قابل توجهی مقاومت در برابر خوردگی این پروفیل‌ها را تغییر دهد. درباره پروفیل‌های زنگ‌نزن، به‌طور خاص کلریدها می‌توانند تأثیر نامطلوبی بر مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی داشته باشند. البته باید توجه داشت که مقادیر بالای کروم، مولیبدن و نیکل در برابر خوردگی مقاوم‎‌تر هستند.

چقرمگی برودتی بالا

مقاومت برودتی با شکل‌پذیری یا چقرمگی در دماهای زیر صفر اندازه‌گیری می‌شود. در دماهای زیر صفر، استحکام کششی فولاد زنگ‌نزن آستنیتی به‌طور قابل توجهی بیشتر از دمای محیط است.

این نوع پروفیل همچنین چقرمگی خود را به‌طور قابل توجهی حفظ می‌کند. برخلاف فولاد زنگ‌نزن، فولادهای سخت‌کننده فریتی، مارتنزیتی و رسوبی نباید در دماهای زیر صفر استفاده شوند. چقرمگی این گریدها در دماهای پایین به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. در برخی موارد این افت نزدیک به دمای اتاق نیز اتفاق می‌افتد.

قابلیت سخت‌کاری

پروفیل ضد زنگ این مزیت را دارد که می‌توان افزایش قابل توجهی در استحکام فلز را به سادگی و از طریق کار سرد به‌دست آورد. ترکیبی از مراحل سردکاری و آنیلینگ می‌تواند استحکام قابل توجهی به محصول نهایی بخشد. یک مثال ساده از این قابلیت، در سیمی که به عنوان فنر مورد استفاده قرار می‌گیرد، دیده می‌شود. پروفیلی که برای ساخت فنر استفاده می‌شود با وجود استحکام کششی خاص، سخت می‌شود. اگر قرار باشد از همان سیم به‌عنوان سیم‌کشی قابل خم‌شدن استفاده شود، آنیل شده و در نتیجه ماده انعطاف‌پذیرتری را ایجاد می‌کند.

مقاومت گرمایی

گریدهای آستنیتی فولاد و پروفیل ساخته‌شده از آن، در دماهای بالا استحکام بالایی دارند. این قابلیت به‌ویژه در مورد گریدهای حاوی سطوح بالای کروم یا سیلیکون بالا، نیتروژن و عناصر نادر خاکی کمیاب صادق است. محتوای کروم بالای پروفیل استنلس استیل همچنین به مقاومت در برابر پوسته‌پوسته شدن در دماهای بالا کمک می‌کند.

شکل‌پذیری

این ویژگی معمولا با درصد کشیدگی در طول آزمایش کشش به‌دست می‌آید. ازدیاد طول فولاد ضد زنگ آستنیتی بسیار زیاد است. شکل‌پذیری و سرعت سخت‌کاری بالا باعث می‌شود که پروفیل زنگ‌نزن آستنیتی با استفاده از فرآیندهای شدید مانند کشش عمیق شکل گیرد.

استحکام و سختی بالا

در مقایسه با پروفیل‌های ساخته‌شده از فولادهای نرم، فولاد ضد زنگ تمایل بیشتری به استحکام کششی بالا دارد. پروفیل ضد زنگ دو برابر گریدهای پروفیل 304 و پروفیل 316 که متداول‌ترین فولاد است، استحکام دارند.

ظاهر جذاب

شاید کم‌اهمیت به‌نظر برسد؛ اما بخش مهمی از کاربردهای این محصول، به‌دلیل جذابیت ظاهری آن گسترش یافته است. پروفیل‌های ضد زنگ دارای ظاهر براق، صاف و تا حدودی منعکس‌کننده نور هستند. این ویژگی باعث شده تا از انواع پروفیل ضد زنگ در معماری، دکوراسیون داخلی و ساخت لوازم قمیتی استفاده شود.

کاربرد پروفیل ضدزنگ بیشتر در چه صنایعی است؟

این محصول به دلیل همان ویژگی‌هایی که پیش‌تر معرفی کردیم، کاربرد گسترده‌ای دارد. به جرأت می‌توان گفت که در جای جای زندگی بشر می‌توان نشانی از این نوع محصول پیدا کرد. با این وجود مهم‌ترین کاربردهای پروفیل ضدزنگ عبارتند از:

• ساختمان‌سازی
• بخش‌های مختلف خودروسازی
• پالایشگاه‌های نفت و گاز
• صنایع نظامی و تهیه انواع سلاح
• سیستم لوله‌کشی و تأسیسات شهری
• اجرای انواع‌ پل‌ها
• ساخت ماشین‌آلات صنعتی
• ساخت لوازم خانگی
• صنعت کشاورزی
• کارخانه‌های تولید لوازم الکترونیک
• ساخت اکسسوری زینتی

انواع پروفیل ضد زنگ کدامند و هرکدام چه کاربردی دارند؟

این محصول براساس گریدی از فولاد ضد رنگ که در آن به‌کار می‌رود، به دسته‌های زیر تقسیم‌بندی می‌شود:

پروفیل ضدزنگ آستنیتی

متریال ساخت این محصول یعنی فولاد ضد زنگ آستنیتی حاوی حداقل 16 درصد کروم و 6 درصد نیکل است. این نوع پروفیل از گریدهای پایه مانند 304 تا فوق آستنیتیک مانند گریدهای 904L و  6 درصد مولیبدن تولید می‌شوند. با افزودن عناصری مانند مولیبدن، تیتانیوم یا مس می‌توان خواص فولاد را اصلاح کرد. این تغییرات می‌تواند فولاد را برای کاربردهای دمای بالا سازگار کرده و مقاومت آن‌ها را در برابر خوردگی افزایش دهد.

به‌علاوه بیشتر فولادها در دماهای پایین شکننده می‌شوند؛ اما نیکل موجود در پروفیل ضد زنگ آستنیتی آن را برای کاربردهای دمای پایین یا برودتی مناسب می‌کند. همچنین باید بدانید که فولاد ضد زنگ آستنیتی به‌طور کلی غیر مغناطیسی است. این نوع پروفیل نمی‌تواند با عملیات حرارتی سخت شود؛ همچنین به سرعت با کار سرد سخت می‌شود.

کاربردهای پروفیل استلس استیل آستنیتی عبارتند از:

• ساخت تجهیزات آشپزخانه مانند سینک، آب‌چکان، کابینت، شیرآلات و...
• صنعت ساخت‌وساز و اجرای سقف و روکش، ناودان
• صنعت ساخت درب و پنجر
• نرده‌سازی
• ساخت اجسامی مانند نیمکت‌ها
• تجهیزات آماده‌سازی غذا و آشپزخانه‌های صنعتی
• صنعت پتروشیمی و ساخت مخازن و لوله‌های انتقال مواد شیمیایی
• کوره‌ها و ساخت مبدل‌های حرارتی

پروفیل زنگ نزن فریتی

فولاد ضد زنگ فریتی شامل گریدهایی مانند 430 است و تنها حاوی کروم به‌عنوان عنصر آلیاژی اصلی است. مقدار کروم موجود در این محصولات بین 10.5 تا 18 درصد است. این نوع پروفیل با مقاومت در برابر خوردگی متوسط ​​و ساخت ضعیف شناخته می‌شوند. فولاد ضد زنگ فریتی نمی‌تواند با عملیات حرارتی سخت شود و همیشه در شرایط آنیل‌شده استفاده می‌شود.

پروفیل‌های ضد زنگ فریتی دارای خواص مغناطیسی هستند. این محصولات همچنین به ترک‌خوردگی تنشی حساس نیستند و جوش‌پذیریشان در مقاطع نازک قابل قبول است؛ اما با افزایش ضخامت مقطع کاهش می‌یابد.

کاربردهای پروفیل زنگ‌نزن فریتی شامل موارد زیر است:

1. ساخت اگزوز خودرو
2. ساخت خطوط سوخت
3. تهیه ظروف پخت‌وپز
4. ترمیم المان‌های معماری
5. ساخت لوازم خانگی

پروفیل ضد زنگ دوبلکس

فولاد ضد زنگ دوبلکس دارای محتوای کروم بالا و نیکل کم است. این ریزساختارها، فولادی ضد زنگ را ایجاد کرده که شامل هر دو فاز آستنیتی و فریتی است. این نوع پروفیل با داشتن آستنیت و فریت در ریزساختار، ویژگی‌های هر دو کلاس را دارد.

با این وجود گریدهای دوبلکس می‌توانند قابلیت‌های منحصربه‌فردی داشته باشند. گریدهای دوبلکس در برابر ترک‌خوردگی ناشی از تنش مقاوم هستند؛ اما نه به اندازه گریدهای فریتی! همچنین چقرمگی گریدهای دوبلکس نسبت به گریدهای فریتی بالاتر و از گریدهای آستنیتی پایین‌تر است.

مهم‌تر از همه، مقاومت به خوردگی فولادهای دوبلکس برابر یا برتر از فولاد ضد زنگ 304 و 316 است. این به‌ویژه در مورد شرایط تماس با کلرید صادق است. گریدهای دوبلکس به‌راحتی جوش داده می‌شوند و مقاومت کششی بالایی دارند.

کاربردهای پروفیل استنلس استیل دوبلکس عبارتند از:

• ساخت مبدل‌های حرارتی
• ساخت ابزار کاربردی دریایی
• تأسیسات نفت و گاز فراساحل
• کارخانه‌های محصولات شیمیایی و پتروشیمی

پروفیل زنگ‌نزن مارتنزیتی

کربن بالا و محتوای کروم کمتر، از ویژگی‌های متمایز فولاد ضد زنگ مارتنزیتی در مقایسه با فولاد ضد زنگ فریتی است. در تهیه این نوع محصول از فولاد ضد زنگ مارتنزیتی گریدهای 410 و 416 استفاده می‌شود. پروفیل‌های مارتنزیتی دارای خواص مغناطیسی بوده، مقاومتشان در برابر خوردگی متوسط است ​​و جوش‌پذیری ضعیفی دارند.

کاربردهای پروفیل استلس استیل مارتنزیتی عبارتند از:

• ساخت تیغه‌های چاقو
• تهیه کارد و چنگال
• ساخت وسایل جراحی
• تهیه انواع اتصال‌دهنده‌ها
• ساخت شفت‌ها
• ساخت انواع فنر

پروفیل رسوب سخت

فولاد این نوع پروفیل حاوی کروم و نیکل است که با استفاده از عملیات حرارتی استحکام کششی بسیار بالایی ایجاد می‌کند. همچنین این محصول قابلیت ماشین‌کاری بالایی دارد. پس از ماشین‌کاری یا شکل‌دهی، فولاد را می‌توان در فرآیند عملیات حرارتی با دمای پایین کهنه کرد. از آنجایی‌که عملیات حرارتی در دماهای پایین انجام می‌شود، هیچ اعوجاجی در مقاطع ایجاد نمی‌شود.

کاربردهای پروفیل زنگ‌نزن رسوب سخت عبارتند از:

• ساخت تجهیزات صنعت خمیر و کاغذ
• صنعت هوافضا
• تهیه پره‌های توربین
• ساخت سطل زباله‌های هسته‌ای
• تهیه اجزای مکانیکی

قیمت پروفیل زنگ نزن چگونه محاسبه می‌شود؟

از جمله عوامل موثر بر قیمت پروفیل زد زنگ میتوان به نرخ دلار اشاره کرد. به‌طور کلی قیمت پروفیل ضد زنگ به اندازه زیادی تحت‌تأثیر نرخ دلار و مسایل روز جهان قرار دارد. به همین دلیل قیمت پروفیل زنگ‌نزن نوسانات زیادی را تجربه می‌کند. این نوسانات بر روی صنایع مختلف و به‌خصوص صنعت ساخت‌وساز اثر قابل توجهی دارد. با این‌وجود در نهایت این وزن پروفیل ضد زنگ است که قیمت آن را معین می‌کند.

خلاصه مطلب پروفیل ضد زنگ

تقاضای جهانی فولاد ضد زنگ با نرخی در حدود 5 درصد در سال در حال افزایش است. استفاده پروفیل ضدزنگ به‌صورت سالانه در حال حاضر بیش از 20 میلیون تن است و در زمینه‌هایی مانند صنعت ساختمان و لوازم خانگی در حال افزایش است. هر روز کاربردهای جدیدی از این محصول به‌دلیل ظاهر جذاب، مقاومت در برابر خوردگی، نگهداری آسان و استحکام پیدا می‌شود.

فولاد ضد زنگ گران‌تر از فولادهای استاندارد است؛ اما مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد. این محصول نگهداری آسان و بی‌دردسری داشته و نیازی به رنگ‌آمیزی یا استفاده از دیگر پوشش‌ها ندارد. همه این عوامل نشان می‌دهد که پروفیل ضد زنگ با در نظر گرفتن عمر مفید آن و سهولت در کاربرد و نگهداری، از نظر اقتصادی قیمت پروفیل ضدزنگ مقرون‌به‌صرفه‌تر از دیگر پروفیل‌ها است.