قابلیت ضد زنگ ورق استیل

مقدمه:

اصطلاح "زنگ نزن" همانطور که در مورد ورق استیل به کار می رود گمراه کننده است، زیرا بسیاری فکر می کنند که ورق استیل نمی تواند خورده شود زیرا ضد زنگ است. عبارت صحیح باید «بدون لکه یا مقاوم به خوردگی» خوانده شود که همچنان ممکن است خورده شود. اصطلاح دیگری که برای ورق استیل استفاده می شود CRES (فولاد مقاوم در برابر خوردگی) است.
واقعیت این است که قطعات ساخته شده از ورق استیل به راحتی می توانند خورده شوند، زیرا اغلب دارای آهن "آزاد" هستند که توسط هر فرآیند تولیدی مانند مهر زنی، سنگ زنی، جوشکاری و آهنگری که ممکن است مورد استفاده قرار گرفته باشد، در سطح آن جاسازی شده است.
همچنین موضوع "کیفیت" ورق استیل وجود دارد، زیرا انواع مختلفی از آلیاژها وجود دارد و کیفیت ترکیب می تواند بسیار متفاوت باشد.

قابلیت ضد زنگ ورق استیل:

چیزی که فولاد را ضد زنگ می کند، ترکیب حداقل 11.5 درصد کروم در آلیاژ آهن-کربن (فولاد) است. مقاوم ترین فولادهای زنگ نزن در برابر خوردگی نیز حاوی درصد قابل توجهی از نیکل هستند و برخی از آلیاژها حاوی عناصر آلیاژی اضافی مانند مولیبدن و وانادیم هستند. یک قانون کلی این است که هر چه محتوای کروم و نیکل بیشتر باشد، کیفیت (مقاومت در برابر خوردگی) آلیاژ ورق استیل بالاتر است. کروم و نیکل فلزاتی هستند که به طور طبیعی در مواجهه با هوا یک لایه اکسیدی تشکیل می دهند و این لایه اکسیدی است که به عنوان یک مانع موثر برای بسیاری از محیط های خورنده که معمولاً با آن مواجه می شوند عمل می کند. با این حال، این لایه اکسیدی می تواند توسط محیط های اسیدی حاوی هالوژن مانند فلوراید، کلرید و برمید در معرض خطر قرار گیرد. ورق استیل معمولاً برای کاربردهایی که این یون ها وجود دارند مناسب در نظر گرفته نمی شود. به عنوان مثال، اسید کلریدریک به خوبی شناخته شده است که باعث حمله بین دانه ای می شود و یون های کلرید به خوبی شناخته شده است که باعث ایجاد ترک خوردگی ناشی از استرس ورق استیل می شوند. برخی از آلیاژهای اختصاصی ورق استیل برای مقاومت در برابر این نوع خوردگی طراحی شده اند.

تاثیر دما بر ورق استیل:

هنگامی که ورق استیل تحت شرایط دمای بالا مانند عملیات جوشکاری قرار می گیرد، کروم ممکن است به مرز دانه ها مهاجرت کند و کاربید تشکیل دهد. کاهش کروم به دلیل تشکیل کاربیدها می تواند جوش ها را به میزان قابل توجهی از مقاومت خوردگی پایین بیاورد. به همین دلیل آلیاژهای حاوی کربن کمتر از 0.03 درصد برای جوشکاری ترجیح داده می شوند.
هنگامی که ورق استیل دارای آهن آزاد در سطح است، یک سلول گالوانیکی تولید می شود که در آن آهن آزاد آند و ورق استیل کاتد است. بسته به آلیاژ، ولتاژ سلول بین 0.1 تا 0.3 ولت است (زنگ نزن سری 316 و 600 ولتاژهای بالاتر را تولید می کند). هنگامی که در معرض الکترولیت هایی مانند غبار پاشش نمک قرار می گیرد، باتری کامل می شود و آند آزاد به سرعت (اغلب در عرض چند دقیقه) شروع به زنگ زدن می کند.

مثال خوردگی ورق استیل:

یک قاشق ورق استیل را در نظر بگیرید. این قاشق با روکش کردن دو لایه ورق استیل سری 400 به یکدیگر ساخته شد، اما نقص ساخت باعث می شود که لایه ها شکافته شوند و یک حفره نازک و غیرقابل توجه ایجاد شود. این حفره نازک هنگام استفاده از قاشق مایع را آلوده می کند. مایع محبوس شده بین لایه های ورق استیل به عنوان یک الکترولیت عمل کرده و باتری را تکمیل می کند. علاوه بر این، شکاف نازک سلولی با غلظت اکسیژن تولید می کند. نتیجه نهایی خوردگی شدید بین لایه‌های ورق استیل و سوپ بد مزه است.

ورق استیل 200-300 (آستنیتی):

اکثریت قریب به اتفاق ورق استیل تولید شده از انواع سری 300 است. این آلیاژها حاوی نیکل و یا منگنز برای تثبیت ساختار بلوری آستنیتی هستند. این آلیاژها غیر مغناطیسی بوده و حداقل 16 درصد کروم دارند. کربن موجود در این آلیاژها استحکام و سختی را افزایش می دهد. آلیاژها را می توان برای ایجاد سختی بیشتر تحت عملیات حرارتی قرار داد. آلیاژهای سری 300 خدمات عالی را در شرایط دمای بسیار پایین ارائه می دهند.
این فولادها در طیف وسیعی از محیط‌ها مقاومت بالایی در برابر خوردگی نشان می‌دهند. خواص را فقط می توان با کار سرد تغییر داد. آنها همچنین به طور قابل توجهی گرانتر از گریدهای ضد زنگ سری 400 هستند. انبساط حرارتی ورق استیل سری 200-300 نزدیک به مس است، اما هدایت حرارتی بسیار کم است.
برخی از آلیاژهای محبوب در این درجه عبارتند از:
303 (<0.15٪ C، 17-19٪ کروم، 8-10٪ Ni، <2٪ منگنز، <1٪ Si، <0.2٪ P، > 0.15٪ S)
این آلیاژ معمولاً حاوی سولفور و فسفر کافی است تا ماشین‌کاری را در مقایسه با 304 آسان‌تر کند. محتوای بالای گوگرد همچنین به مقاومت در برابر گال (جوشکاری سرد ورق استیل در صورت جفت شدن با خود با استفاده از بست) کمک می کند. آلیاژ 303 نسبت به آلیاژ 304 مقاومت کمتری در برابر خوردگی دارد.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی