فولاد ضد زنگ آستنیتی چیست؟

فولاد ضد زنگ آستنیتی چیست؟

فولاد ضد زنگ، از جمله فولاد ضد زنگ آستنیتی، به دلیل استحکام، دوام و مقاومت در برابر خوردگی محبوبیت دارد. از نظر زیبایی شناسی دلپذیر، تولید، تمیز کردن و نگهداری آسان و سازگار با محیط زیست است که آن را به بهترین انتخاب برای قطعات معماری، خودرو و بسیاری از محصولات دیگر تبدیل می کند.

با این حال، بیش از یک نوع وجود دارد. فولاد ضد زنگ در واقع یک اصطلاح گسترده برای اشاره به آلیاژهای مبتنی بر آهن است که حاوی کروم هستند. بیش از 100 درجه فولاد ضد زنگ وجود دارد . اینها با درصد کروم، نیکل، مولیبدن و سایر عناصر آلیاژی متمایز می شوند. هر درجه برای اهداف خاصی استفاده می شود و مزایا و معایب خاص خود را دارد.

گریدها در پنج دسته اصلی گروه بندی می شوند: آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی، دوبلکس، و سخت شده در اثر بارش (PH). بیایید نگاهی دقیق‌تر به فولاد زنگ نزن آستنیتی و نحوه مقایسه آن با برخی دیگر بیندازیم.

فولاد ضد زنگ آستنیتی
اصطلاح آستنیت برای توصیف آلیاژهای آهن یا فولاد مکعبی (FCC) که دارای این نوع ساختار هستند استفاده می شود. این نام به افتخار سر ویلیام چندلر رابرتز آستن، یک انگلیسی که به دلیل مطالعاتش در مورد خواص فیزیکی فلزات شناخته شده بود، گرفته شد.

این متداول ترین نوع فولاد ضد زنگ است و دلیل خوبی هم دارد. با مقاومت استثنایی خود در برابر حرارت و خوردگی، به طور گسترده در بسیاری از صنایع از جمله پزشکی، خودروسازی، هوافضا و کاربردهای صنعتی استفاده می شود. این دسته به دلیل استحکام و شکل‌پذیری بی‌نظیر معروف است و اینکه با عملیات حرارتی سخت نمی‌شود.

کاربردهای پزشکی
کاربردهای پزشکی معمولی فولاد زنگ نزن آستنیتی که به شما یک ایده کلی از کاربرد آن می‌دهد شامل سندان‌های جراحی، سوزن‌های زیرپوستی، درپوش یا محافظ سوزن، و اجزای تفنگ منگنه کشیده شده است.

برنامه های کاربردی خودرو
هنگام بحث در مورد کاربردهای تولید خودرو از فولاد زنگ نزن آستنیتی، معمولاً متوجه خواهید شد که اغلب در ریل های سوخت، روزنه ها و قطعات عمیق خودرو استفاده می شود. سازندگان خودرو اغلب به دلیل شکل پذیری و تطبیق پذیری آن به گریدهای آستنیتی نگاه می کنند.

کاربردهای صنعتی و مصرفی
کاربردهای صنعتی و مصرفی مواد نوار فولاد ضد زنگ آستنیتی سرد کار شامل اجزای تیغ، قطعات تولید برق، فنرها و کاترها است.

کاربردهای هوافضا
چندین کاربرد هوافضا برای نوار فولاد زنگ نزن آستنیتی وجود دارد که برای کاربردهای نظامی و هلیکوپتری، اجزای موتور جت و ارابه فرود نیاز به پردازش سرد دقیق دارد.

همه فولادها حاوی کربن هستند، اما می توان آنها را با کربن کم یا پر کربن متمایز کرد. تفاوت بین "فولاد کربن" و فولاد ضد زنگ در محتوای آلیاژی آن است: فولادهای ضد زنگ حداقل 10.5 درصد کروم دارند ، در حالی که فولادهای کربنی باید کمتر از آن داشته باشند تا بتوانند طبقه بندی فولاد کربنی را کسب کنند. با این حال، سطوح کربن در خانواده های فولاد ضد زنگ و حتی در فولادهای زنگ نزن آستنیتی مختلف نیز متفاوت است. گریدهای مستقیم سیم فولادی ضد زنگ یا نوار و فویل فولادی ضد زنگ - یا آنچه که در این دسته کربن بالا در نظر گرفته می شود، باید حداکثر 0.08 درصد کربن داشته باشد ، در حالی که گریدهای کربن کم حاوی بیش از 0.03 درصد کربن نیستند . گریدهای فولاد ضد زنگ با کربن پایین به طور قابل توجهی قابلیت های جوشکاری را بهبود بخشیده اند که اغلب به آن جوش پذیری می گویند. هنگامی که آلیاژهای خاصی مانند فولاد ضد زنگ 304 یا همتای آن 304 لیتری را در نظر می گیرید، اگر الزامات ساخت شما نیاز به جوشکاری فلز را داشته باشد، فولاد ضد زنگ 304 لیتر را انتخاب می کنید.

چه چیزی یک فولاد ضد زنگ را آستنیتی می کند؟
هنگامی که نیکل یا نیتروژن به فولاد اضافه می شود، طبیعتاً به "آستنیت" تبدیل می شود. ترکیب شیمیایی درجه خاص فولاد ضد زنگ را تعیین می کند، در حالی که ساختار کریستالی آستنیت در مواد یک ویژگی کلیدی است. در شرایط آنیل شده، توجه به این نکته مهم است که فولاد زنگ نزن آستنیتی اغلب به عنوان غیر مغناطیسی شناخته می شود، اما فولاد آستنیتی نورد سرد ، یا کاهش ضخامت آن و افزایش سختی آن، مقدار خاصی از مغناطیس را به مواد وارد می کند. به دلیل شکل‌پذیری، ساخت عالی و مقاومت آن در برابر خوردگی معروف است.

ترکیب شیمیایی: فولاد زنگ نزن آستنیتی حاوی حداقل 10.5 درصد و 8 تا 12 درصد نیکل و همچنین نیتروژن، کربن و بسیاری از عناصر دیگر در محلول است. کروم چیزی است که به فولاد مقاومت خوردگی بالایی می دهد، در حالی که نیتروژن یک عامل سفت کننده است.

ساختار کریستالی آستنیت: یک فولاد ضد زنگ که علاوه بر ساختار شبکه مکعبی-مکعبی، ساختار بلوری آستنیتی را نیز در دماهای سرد و گرم وجود دارد. نیکل، منیزیم و نیتروژن عناصر تثبیت کننده ساختار آستنیت هستند.

ویژگی های فولاد ضد زنگ آستنیتی چیست؟
فولاد ضد زنگ آستنیتی دارای ویژگی های مثبت بسیاری است که تقاضا را افزایش می دهد. این دسته تقریباً سه چهارم بازار جهانی فولاد ضد زنگ را تشکیل می دهد که در سال 2018 به ارزش 93.69 میلیارد دلار بود و انتظار می رود تا سال 2025 CAGR 5.2 درصد را نشان دهد. فولاد زنگ نزن آستنیتی

استحکام در دما: فولاد ضد زنگ آستنیتی بسته به درجه حرارت تا حدود 1900 درجه فارنهایت می تواند در برابر درجه حرارت شدید مقاومت کند. برخی از گریدها در دمای 800 درجه فارنهایت شروع به تغییر شکل، نرم شدن یا از دست دادن قدرت می کنند.

کارایی سرد: فولادهای زنگ نزن آستنیتی را نمی توان از طریق عملیات حرارتی سخت کرد. فقط کار سرد یا کاهش می تواند استحکام آستنیتی را افزایش دهد. سرد کاری به شکل دادن فلز بدون حرارت دادن آن اشاره دارد که می توان آن را با فولاد زنگ نزن آستنیتی انجام داد. فولادهای زنگ نزن آستنیتی را می توان قبل از سرد شدن سریع یا "خاموش کردن" فلز برای بازگرداندن آن به حالت اولیه آنیل کرد. فولاد ضد زنگ نورد سرد دارای چندین مزیت است: سطح بهبود یافته که سودمند است زیرا فولادی با سطح بهبود یافته دارای سختی بالاتری است که در برابر انتشار ترک مقاومت می کند و استحکام بهتری دارد.

هدایت حرارتی کم: گرما به آرامی از طریق فولاد ضد زنگ آستنیتی منتقل می شود. از طرف دیگر، فولاد ضد زنگ فریتی، هدایت حرارتی بالاتری دارد.

شکل پذیری: فولاد زنگ نزن آستنیتی بسیار شکل پذیر است، که آن را به ویژه برای کاربردهای مختلف متنوع می کند.

فولاد ضد زنگ آستنیتی سرد کار باعث افزایش استحکام و کاهش شکل پذیری آن می شود. البته فولادهای ضد زنگ مختلف در کاربردهای مختلف نیز مزایایی دارند. فولاد زنگ نزن آستنیتی نسبت به فریت ها در برابر خوردگی تنشی حساس تر است.

فولاد زنگ نزن آستنیتی معمولاً مغناطیسی نیست، در حالی که فولاد ضد زنگ فریتی معمولاً مغناطیسی است. شاید تعجب کرده باشید که چرا برخی از یخچال ها مغناطیسی هستند در حالی که برخی دیگر مغناطیسی نیستند: دلیل آن این است که آنها از فولادهای ضد زنگ مختلف ساخته شده اند.

ما می گوییم که اینها هر کدام «معمولاً» همینطور هستند زیرا استثناهایی وجود دارد. فرآیندها یا دماهای خاص می توانند باعث شوند که ساختار کریستالی بازآرایی شود و به ماده خاصیت مغناطیسی بدهد.

برنامه های کاربردی برای فولاد ضد زنگ آستنیتی
کویل نوار فولادی ضد زنگ
با اهداف بسیار زیادی برای فولاد ضد زنگ آستنیتی، جای تعجب نیست که سهم بزرگی از کل بازار جهانی را به خود اختصاص دهد. این فولادهای ضد زنگ به دو سری 200 و سری 300 تقسیم می شوند.

سری 300 مبتنی بر نیکل است و شامل فولاد زنگ نزن آستنیتی استاندارد است که از فولاد زنگ نزن درجه 304 - متداول ترین مورد استفاده می شود. معمولاً حاوی 18 درصد کروم و هشت درصد نیکل است که حداقل مقدار نیکل مورد نیاز برای تبدیل فولاد ضد زنگ فریتی به آستنیتی در صورت وجود این مقدار کروم است. سری 200 دارای نیکل کم و نیتروژن یا منگنز زیاد است و آن را جایگزین ارزان تری برای سری 300 می کند. در اینجا برخی از کاربردهای فولاد زنگ نزن آستنیتی به صورت سری آورده شده است:

سری 300

لوله های هوافضا
ظروف ذخیره سازی
تانک ها
تجهیزات مواد غذایی و آشامیدنی
تجهیزات دارویی
تجهیزات معدنی و شیمیایی
کارد و چنگال
سینک ها
قطعات برای مبدل های کاتالیزوری
کوره ها
پس سوز
جبران کننده ها
سری 200

مخازن آب خانگی
ماشین های لباسشویی
ماشین ظرفشویی
ظروف آشپزی و کارد و چنگال
قطعات خودرو
معماری داخلی