فولاد زنگ‌نزن: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
افزودن جداول خوردگی |
تکمیل بخش خوردگی ها به همراه منابع |
||
خط ۴:
<br />{{آلیاژهای آهن}}در [[متالورژی|متالوژی]]، '''فولاد زنگ‌نزن''' یا '''فولاد ضدزنگ''' یا '''استنلس استیل''' (به [[زبان انگلیسی|انگلیسی]]: Stainless Steel)، که Inox نیز خوانده می شود، آلیاژی از فولاد می باشد، که اصلی‌ترین عناصر تشکیل دهنده آن [[آهن]]، [[کروم]] و [[نیکل]] است که حداقل درصد جرمی کروم در آن ۱۰.۵ درصد و حداکثر درصد جرمی [[کربن]] آن ۱.۲ درصد می باشد.<ref>{{یادکرد وب|عنوان=ISO 15510:2014|نشانی=http://www.iso.org/cms/render/live/en/sites/isoorg/contents/data/standard/06/11/61187.html|وب‌گاه=ISO|بازبینی=2019-02-27|کد زبان=en|نام خانوادگی=14:00-17:00}}</ref>
فولادهای زنگ‌نزن به دلیل خاصیت [[رویینگی|غیرفعال شدن]] خود می توانند مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی از خود نشان دهند. این فولادها به دلیل شکل گرفتن یک لایه غیرفعال بر روی سطح‌شان که به شدت به ماده زیرین پیوند خورده است و از تماس بیشتر ماده به محیط اطراف جلوگیری می کند چنین خاصیتی دارند. برای اینکه این پدیده غیرفعال سازی به طور پایدار در فولاد اتفاق بیفتد نیاز است که حداقل ۱۰.۵ درصد از ماده را کروم تشکیل دهد. با داشتن چنین سطحی از کروم حتی اگر خراشی بر روی سطح فولاد ایجاد شود و این لایه از بین برود فولاد می‌تواند خودش را ترمیم کند و اگر گرید به درستی برای محیط کاری انتخاب شده باشد این لایه غیرفعال دوباره شکل می‌گیرد. <ref name=":0">{{یادکرد کتاب|نشانی=https://www.worldcat.org/oclc/931487629|عنوان=Working with stainless steels|تاریخ=2008|ناشر=Euro Inox [u.a.]|شابک=9782879971810|ویرایش=2. ed|مکان=Brussels [u.a.]|oclc=931487629}}</ref> در غیر اینصورت ''شکست غیرفعالی'' رخ می دهد و فولاد‌زنگ‌نزن، زنگ زده و خورده می شود.
فولادهای زنگ‌نزن به خاطر مقاومت در برابر خوردگی خود بسیار مورد توجه هستند که این خاصیت با افزایش میزان کروم افزایش می یابد. افزودن عنصر [[مولیبدن]] باعث افزایش مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ‌نزن در مقابل اسیدهای کاهنده و در برابر خوردگی در محلول های کلرایدی می شود. به همین دلیل، انواع مختلفی از فولاد زنگ‌نزن با میزان مختلف کروم و مولیبدن برای مطابقت با محیطی که آلیاژ باید تحمل کند وجود دارد. مقاومت فولاد زنگ‌نزن به خوردگی و زنگ زدگی، نیاز به نگهداری کم و درخشش بالا، آن را تبدیل به یک ماده ایده آل برای بسیاری از کاربردها که در آن هم نیاز به استحکام بالا و هم نیاز به مقاومت به خوردگی بالا است کرده است.
خط ۱۸:
فولاد زنگ‌نزن برخلاف فولادکربنی وقتی که در معرض محیط های مرطوب قرار می گیرد دچار خوردگی یکنواخت نمی شود. فولادهای کربنی محافظت نشده در هنگام ترکیب با هوا و رطوبت به راحتی زنگ می‌زنند. لایه اکسید آهن سطحی (زنگ) متخلخل و شکننده است. از آنجایی که اکسید آهن حجم بزرگتری نسبت به فولاد اصلی را اشغال می کند، این لایه گسترش می یابد و تمایل به لایه برداری دارد و باعث حمله بیشتر به لایه های زیرین فولاد می شود. در عوض، فولادهای زنگ‌نزن حاوی کروم کافی برای [[رویینگی|غیرفعال شدن]] هستند. این پدیده در صورت قرار گرفتن در معرض اکسیژن موجود در هوا یا آب خود به خود اتفاق می‌افتد و باعث ایجاد یک لایه اکسیدکروم خنثی نازک روی سطح می شود. این لایه نازک غیرفعال با مسدود کردن مسیر اکسیژن به سطح فولاد از خوردگی آن جلوگیری می کند و باعث می شود که خوردگی به قسمت داخلی فلز نرسد. این لایه نازک در صورت خراشیده شدن یا از بین رفتن به دلیل قرار گرفتن در شرایط شدیدتر از میزان حد تحمل خوردگی به طور موقتی، خود را تعمیر می کند.
از جداول خوردگی برای انتخاب صحیح گریدهای فولادهای زنگ نزن می توان استفاده کرد.<ref>{{یادکرد وب|عنوان=Corrosion tables — Sandvik Materials Technology|نشانی=https://www.materials.sandvik/en/materials-center/corrosion-tables/|وب‌گاه=www.materials.sandvik|بازبینی=2019-03-04|کد زبان=en}}</ref>▼
مقاومت این لایه به خوردگی بستگی به ترکیب شیمیایی فولاد زنگ‌نزن، به ویژه درصد کروم دارد.
سطر ۲۴ ⟵ ۲۳:
خوردگی فولاد زنگ‌نزن می تواند زمانی رخ دهد که درجه یا گرید آن برای محیط کاری مناسب نباشد.
معمولا بین 4 نوع خوردگی تفاوت در نظر می گیرند: یکنواخت، ناحیه
▲این خوردگی فقط در فولادهای زنگ نزن درحالت فعال رخ می دهد. به عبارتی زمانی‌که روی فولاد لایه اکسید غیرفعال وجود نداشته باشد. داده‌های مربوط به خوردگی یکنواخت در جداولی گردآوری می شود که واکنش فولادهای زنگ‌نزن را در محیط های اسیدی مختلف جمع آوری می کند.<ref name=":0" /> از جداول خوردگی برای انتخاب صحیح گریدهای فولادهای
=== خوردگی ناحیه‌ای: ===
چهار نوع خوردگی ناحیه‌ای برای فولادهای زنگ‌نزن در نظر می‌گیرند:
* حفره‌حفره شدن(Pitting)
* خوردگی شکاف‌ها (Crevice Corrosion)
* خوردگی بین‌دانه‌ای(Intergranular Corrosion)
* خوردگی ترک ناشی از تنش(Stress corrosion cracking)<ref name=":0" />
==== حفره‌حفره شدن(Pitting): ====
این نوع خوردگی فقط در نواحی کوچکی از فولاد رخ می‌دهد و باقی سطوح توسط لایه غیرفعال محافظت می‌شود. در بعضی نواحی لایه غیرفعال ممکن است از بین برود و اگر این لایه خودش را ترمیم نکند خوردگی رخ می‌دهد و ممکن است به یک سوراخ کامل ختم شود.<ref name=":0" />
==== خوردگی شکاف‌ها (Crevice Corrosion): ====
این نوع خوردگی همان‌طور که از اسمش پیداست درون شکاف‌ها یا فضاهای بسته اتفاق می‌افتد. این نواحی باعث جمع شدن اسیدها و از بین رفتن لایه غیرفعال شده و در نتیجه باعث خوردگی شود. وقتی PH اسید به مقداری بحرانی (Depassivation PH) می رسد خوردگی شروع می شود. از مقدار Depassivation PH برای تعیین مقاومت یک آلیاژ در محیط های خورنده استفاده می شود. هر چه این مقدار کمتر باشد مقاومت به خوردگی بیشتر است.<ref name=":0" />
==== خوردگی بین‌دانه‌ای(Intergranular Corrosion): ====
بعضی از فولادها اگر تا دماهای 500 تا 800 درجه سلسیوس داغ شوند، مرز دانه ها می تواند "حساس" شده و ممکن است توسط سیال خورنده مورد حمله قرار گیرند. این پدیده معمولا در هنگام جوشکاری و در ناحیه HAZ رخ می دهد.<ref name=":0" />
==== خوردگی ترک ناشی از تنش(Stress corrosion cracking) ====
خوردگی ترک ناشی از تنش فرآیندی است که در آن تنش های مکانیکی ناشی از بارگذاری و محیط خورنده به طور همزمان باعث شکل گرفتن ترک هایی در جسم می شوند. این ترک ها ممکن است پس از مدت زیادی قرار گرفتن در معرض سیال خورنده شکل بگیرند ولی با سرعت زیاد رشد کنند و باعث شکست ناگهانی قطعه شوند. فولادهای فریتی در مقابل این پدیده بسیار مقاوم اند.<ref name=":0" />
=== اسیدها ===
محلول های اسیدی را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد: ''اسیدهای کاهنده'' مانند: هیدروکلریک اسید و اسید سولفوریک رقیق و ''اسیدهای اکساینده'' مانند: اسید نیتریک و اسید سولفوریک غلیظ. افزایش درصد کروم و مولیبدن باعث افزایش مقاومت به اسیدهای کاهنده می شود، در حالیکه افزایش درصد کروم و سیلیکون مقاومت بیشتری به اسیدهای اکساینده می دهد.
سطر ۳۸ ⟵ ۶۰:
<br />
فولادهای ضدزنگ نوع 304 و 316 با هیچ یک از بازهای ضعیف مانند [[آمونیوم هیدروکسید]]، حتی در غلظت های بالا و در دماهای بالا، تحت تاثیر قرار نمی گیرند. این فولادها در معرض بازهای قوی مانند [[سدیم هیدروکسید]] در غلظت های بالا و درجه حرارت بالا، ممکن است به مقداری لایه برداری و ترک خوردگی دچار شوند.
| |||