فولاد ضد زنگ چیست و چه کاربردی دارد؟

فولاد دارای انواع مختلفی است که برخی از آن‌ها در مقابل زنگ‌زدگی مقاوم هستند؛ این نوع از فولاد را فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل می‌گویند. فولاد ضد زنگ یا زنگ‌نزن گروهی از آلیاژهای ویژه است که مقاومت بالایی در برابر زنگ‌زدگی دارد. همچنین در برابر اکسیدشدن، پوسته‌شدن و تغییر شکل در دمای بالا مقاوم است.

فولاد ضد زنگ با عنوان Stainless Steel شناخته می‌شود که نوعی آلیاژ آهن با حداقل 10.5 درصد کروم است. دلیل آنکه در این فولاد از کروم استفاده می‌شود، آن است که کروم به‌کاررفته در این فولاد از خوردگی و زنگ‌زدگی فولاد جلوگیری می‌کند. در واقع با بیشترشدن مقدار کروم، افزایش مقاومت در برابر خوردگی این فولاد نیز افزایش پیدا می‌کند. در ادامه این مقاله از مهدفولاد با معرفی بیشتر این فولاد همراه ما باشید.

تعریف فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ، یک آلیاژ مقاوم است که از آهن و کربن تشکیل می‌شود. عنصر کروم و نیکل در این فولاد، آن را متفاوت کرده و توانسته یک محصول مقاوم در برابر خوردگی تولید کند. زمانی‌که کروم به فولاد اضافه می‌شود، اکسید کروم تشکیل شده و در نقش یک محافظ عمل می‌کند تا از زنگ‌زدگی هوا و رطوبت جلوگیری کند.

کروم به‌کاررفته در فولاد ضد زنگ حدود 12 تا 20 درصد است که به‌غیر از کروم، نیکل و کربن، مقادیری از سیلیسیم و منگنز نیز در آن وجود دارد؛ وجود سیلیسیم و منگنز موجب می‌شوند تا این فولاد خواصی عالی داشته باشد. در این میان، نیکل و مولیبدن با هدف شکل‌پذیری خوب و افزایش مقاومت در برابر خوردگی به فولاد ضد زنگ اضافه می‌شوند.

انواع فولاد ضد زنگ

بیش از 100 درجه مختلف از فولاد ضد زنگ وجود دارد که در 5 دسته تقسیم‌بندی می‌شود:

•  فولاد ضد زنگ آستنتیک (Austenitic)

یکی از پرکاربردترین انواع فولاد ضد زنگ، فولاد ضد زنگ آستنتیک است. این فولاد مقاومت بالایی در برابر خوردگی داشته و خواص مکانیکی خوبی در دامنه وسیعی از دما دارد. از این نوع فولاد در ظروف خانگی، لوله‌های صنعتی و شناورها و نمای ساختمان استفاده می‌شود.

•  فولاد ضد زنگ فریتیک (Ferritic)

این نوع از فولاد ضد زنگ دارای ویژگی‌هایی مشابه با فولاد ملایم است که مقاومت بالایی در برابر خوردگی، گرما و ترک‌خوردگی دارد. از فولاد فریتیک اغلب در ماشین لباسشویی، دیگ‌های بخار و معماری داخلی استفاده می‌شود.

•  فولاد ضد زنگ دوبلکس (Duplex)

فولاد ضد زنگ دوبلکس نوعی دیگر از انواع فولاد ضد زنگ است که ترکیبی از فولادهای آستنیتی و فریتی است. این فولاد قابلیت استحکام و انعطاف بالایی دارد. کاربرد این فولاد در صنایع کاغذ، خمیر کاغذ، کشتی‌سازی و پتروشیمی است.

•  فولاد ضد زنگ مارتنزیتی (Martensitic)

فولاد مارتینزی را می‌توان به‌عنوان فولاد ضدزنگ سخت‌کننده طبقه‌بندی کرد. این فولاد با اضافه‌کردن عناصری مانند آلومینیوم، مس و نیوبیم بسیار مقاوم ساخته می‌شود.

ویژگی‌های فولاد ضد زنگ

گرچه اصلی‌ترین ویژگی فولادهای ضد زنگ مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی است؛ اما بجز این مورد ویژگی‌های زیر را نیز دارا است:

1. مقاوم در برابر دمای بالا و پایین
2. قوی و بادوام
3. جذاب از نظر زیباشناسی
4. سازگار با محیط زیست و قابل بازیافت
5. مقاوم در برابر کشش و سایش
6. قابلیت جوشکاری
7. مقاوم در برابر دمای بالا
8. بهداشتی‌بودن
9. رسانایی الکتریکی بالا
10. ماندگاری بالا و عدم نیاز به تعمیر
11. برخورداری از صرفه اقتصادی
12. عدم تهدید سلامت انسان

کاربردهای فولاد ضد زنگ

با بررسی ویژگی‌های فولاد زنگ‌نزن می‌توان به این موضوع پی برد که این فولاد ماده‌ای همه‌کاره است. اولین بار از این فولاد برای کارد و چنگال استفاده شده است و به‌دلیل ویژگی‌های مقاومی که در برابر خوردگی دارد به سرعت به صنایع شیمیایی راه پیدا کرده است. این مقاومت نسبت به خوردگی از اهمیت بسیاری برخوردار است و به همین دلیل دارای کاربردهای زیر است:

• کاربردهای آشپزخانه

معروف‌ترین کاربرد استیل ضد زنگ برای ساخت کارد و چنگال و انواع ظروف آشپزخانه است. بهترین نوع کارد و چنگال استفاده از استیل 304 است که شامل 18% کروم و نیکل است.

• 1. سینک ظرفشویی
  2. کارد و چنگال
  3. وسایل آشپزی

• مصارف شهری

  1. کیوسک تلفن
  2. نمای ساختمان
  3. آسانسور و پله‌برقی
  4. مترو و زیرساخت ایستگاه‌های آن

• ابزار جراحی و تجهیزات پزشکی

  1. هموستات
  2. کاشت‌های جراحی
  3. تاج موقت (دندانپزشکی)

• معماری پل‌ها

  1. بناها و مجسمه‌ها
  2. سقف‌های فرودگاه

• برنامه‌های کاربردی خودرو و هوافضا

  1. بدنه خودرو
  2. واگن‌های ریلی
  3. هواپیما

• صنایع شیمیایی، فرآوری نفت و گاز

سخت‌گیرترین صنایعی که از فولاد ضد زنگ استفاده می‌کنند، می‌توان به صنایع شیمیایی فرآورده‌های نفت و گاز اشاره کرد. این روزها درجات متعددی مخصوص فولادهای ضد زنگ برای مقاومت در برابر خوردگی بیشتر در دامنه وسیعی از دماهای مختلف تولید می‌شوند.

• تولید برق

از فولاد ضد زنگ و دیگر آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی، به‌صورت گسترده در تولید برق و برای مقابله با خوردگی به خصوص در دماهای بالا استفاده می‌شود. از آلیاژ نیکل نیز به‌صورت خاص برای مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون در نیروگاه‌های سوخت فسیلی استفاده می‌شود. در انرژی هسته‌ای نیز از مقادیر زیادی فولاد ضد زنگ برای تولید برق و مهار تشعشع استفاده می‌شود.

• تولید مواد غذایی

از فولاد ضد زنگ همچنین برای تولید و ذخیره‌سازی مواد غذایی استفاده می‌شود که پرکاربردترین آن‌ها فولاد  304 و 316 است. از استیل ضد زنگ 316 در محیط‌هایی که میزان سختی آن زیاد است، استفاده می‌شود.

استفاده از این استیل در صنایع غذایی ویژگی دیگری نیز دارد و آن این خاصیت است که هیچ طعمی به غذایی که با آن در تماس است؛ نمی‌دهد و شستن آن ظرف هم به‌راحتی امکان‌پذیر است.

• معماری و ساخت و ساز

امروزه اغلب ساختمان‌های مدرن از فولادهای ضد زنگ برای روکش، بام و نما استفاده می‌کنند. فولاد ضد زنگ همچنین در ساخت پل، بناها و مجسمه، سقف‌های فرودگاه‌ها و غیره نیز کاربرد دارد.

• تجهیزات پزشکی

این روزها بسیاری از  تجیهزات پزشکی، تخت‌های ارتوپدی، دستگاه‌های معاینه و... به‌دلیل تمیزکردن آسان، کیفیت بهداشتی بالا و...  از این فولاد استفاده می‌کنند. همچنین کاربردهای دیگری مانند ساخت محلول‌های لوله‌کشی، قیف قرص و... نیز برای فولاد زنگ‌نزن می‌توان نام برد.

• صنعت خودروسازی

از فولاد ضد زنگ در صنعت خودروسازی استفاده زیادی می‌شود. در تولید یک اتومبیل در درجه اول برای سیستم‌های اگزوز و مبدل‌های کاتالیزوری و همچنین بدنه خودرو از این فولاد استفاده می‌شود. استفاده از این فولاد در این صنعت موجب هزینه کمتر در تعمیر و نگهداری، تأثیرات زیست محیطی کمتر و غیره می‌شود.

قیمت فولاد ضد زنگ

فاکتورهای متعددی بر قیمت فولاد ضد زنگ تاثیر دارند. در واقع، یکی از فاکتورها زمان است. قیمت فولاد ضد زنگ با توجه به نوع مقطعی که شما می‌خواهید آن را تهیه کنید، مشخص می‌شود. به هر میزان که پروسه تولید آن طولانی‌تر باشد، قیمت فولاد به مراتب بیشتر می‌شود.

کارخانه تولیدکننده نیز یکی از فاکتورهای مهم دیگر در تعیین قیمت فولاد ضد زنگ است. دستگاه‌هایی که برای تولید هر مقطع فولادی استفاده می‌شوند، استاندارد تولید، وضعیت کلی بازار آهن و ... نیز از دیگر فاکتورهای تعیین کننده هستند.

سخن پایانی

فولاد دارای انواع مختلفی است که برخی از آن‌ها در مقابل زنگ‌زدگی مقاوم هستند؛ این نوع از فولاد را فولاد ضد زنگ یا استنلس می‌گویند. فولاد ضد زنگ یا زنگ‌نزن گروهی از آلیاژ ویژه است که مقاومت بالایی در برابر زنگ‌زدگی دارد.

در واقع، یک آلیاژ مقاوم است که از آهن و کربن تشکیل می‌شود. عنصر کروم و نیکل در این فولاد آن را متفاوت کرده و توانسته یک محصول مقاوم در برابر خوردگی تولید کند. زمانی‌که کروم به فولاد اضافه می‌شود، اکسید کروم تشکیل شده و در نقش یک محافظ عمل می‌کند تا از زنگ‌زدگی هوا و رطوبت جلوگیری کند.

معروف‌ترین کاربرد استیل ضد زنگ برای ساخت کارد و چنگال و انواع ظروف آشپزخانه است. بهترین نوع کارد و چنگال استفاده از استیل 304 است که شامل 18% کروم و نیکل است.

از فولاد ضد زنگ و دیگر آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی به صورت گسترده در تولید برق و برای مقابله با خوردگی به‌خصوص در دماهای بالا استفاده می‌شود. از آلیاژ نیکل نیز به‌صورت خاص برای مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون در نیروگاه‌های سوخت فسیلی استفاده می‌شود.