فولاد زنگ‌نزن: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
ویرایش‌های دارای حسن نیت 93.110.57.131 (بحث) برگردانی شد (توینکل) برچسب: خنثی‌سازی |
جز ویکی‌سازی رباتیک (درخواست کاربر:Persia)(۷.۶) >ساختار کریستالی، هیدروکلریک اسید، مقاومت الکتریکی، ترکیب شیمیایی، اسید سولفوریک، مواد شیمیایی، درجه سلسیوس، لوازم خانگی، اسید نیتریک، مواد غذایی، درجه حرارت، صنعتی سازی، دمای اتاق، زنگ زدگی، کار سرد+تمیز (۱۰.۷) |
||
خط ۵:
فولادهای زنگ‌نزن به خاطر مقاومت در برابر خوردگی خود بسیار مورد توجه هستند که این خاصیت با افزایش میزان کروم افزایش می‌یابد. افزودن عنصر [[مولیبدن]] باعث افزایش مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ‌نزن در مقابل اسیدهای کاهنده و در برابر خوردگی در محلول‌های کلرایدی می‌شود. 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 ایدئال برای بسیاری از کاربردها که در آن هم نیاز به استحکام بالا و هم نیاز به مقاومت به خوردگی بالا است کرده‌است.
فولاد زنگ‌نزن به شکل ورق، صفحه، میله، سیم و لوله ساخته می‌شود تا در :وسایل آشپزی، [[کارد و چنگال]]، دستگاه‌های جراحی، [[لوازم خانگی]] بزرگ؛ [[مصالح ساختمانی]]، تجهیزات صنعتی (برای مثال در [[کارخانه کاغذسازی|کارخانجات کاغذ]]، [[کارخانه شیمیایی|کارخانه‌های شیمیایی]]، [[تصفیه خانه]] آب)؛ و مخازن ذخیره آب و مخازن [[مواد شیمیایی]] و محصولات غذایی (به عنوان مثال، تانکرهای مواد شیمیایی و تانکرهای کامیونی) استفاده گردد.
مقاومت خوب در برابر خوردگی، راحتی تمیز و استریل نمودن با بخار و عدم نیاز به پوشش دادن سطحی، استفاده از فولاد زنگ‌نزن را در آشپزخانه‌های تجاری و صنعتی متداول کرده‌است.
== تاریخچه ==
[[پیر برتیر]] مهندس فرانسوی در سال ۱۸۲۱، مشاهده کرد که با افزایش مقدار مشخصی کروم به آهن، سختی و مقاومت به خوردگی اسیدی آن بسیار افزایش می‌یابد. در ۱۹۰۹، لئون گویله و آلبرت پورتوین به‌طور مستقل در فرانسه میکرواستراکچر یا [[ریزساختار]] آلیاژهای آهن-کروم و آهن-کروم-نیکل را بررسی کردند. در سال ۱۹۱۳ [[هری بریرلی]] متالوژیست انگلیسی برای اولین بار، با [[صنعتی سازی]] فولاد مارتنزیتی، این کشف را تجاری سازی کرد.<ref name=":0"/>
== مقاومت به خوردگی ==
خط ۵۲:
[[سولفوریک اسید|اسید سولفوریک]] یکی از بزرگترین مواد شیمیایی صنعتی تولیدی است. در دمای اتاق، فولادهای نوع ۳۰۴ فقط به اسید ۳٪ مقاوم است در حالیکه فولاد نوع ۳۱۶ به اسید ۳٪ تا ۵۰ درجه سلسیوس و اسید ۲۰٪ در دمای اتاق مقاوم است؛ بنابراین فولاد نوع ۳۰۴ به ندرت در تماس با اسید سولفوریک استفاده می‌شود. فولادهای نوع 904L و آلیاژ ۲۰ در برابر اسید سولفوریک در غلظت‌های بالاتر از دمای اتاق مقاوم می‌باشند.<ref>{{یادکرد وب|نویسنده=|کد زبان=|تاریخ=|وبگاه=nickelinstitute.org|نشانی=https://www.nickelinstitute.org/media/1829/thecorrosionresistanceofnickel_containingalloysinsulphuricacidandrelatedcompounds_1318_.pdf|عنوان=The Corrosion Resistance of Nickel Containing Alloys In Sulphuric Acid and Related Compounds}}</ref><ref>{{یادکرد وب|نویسنده=|کد زبان=|تاریخ=|وبگاه=|نشانی=https://www.neonickel.com/wp-content/uploads/2016/12/84.-The-Performance-of-Stainless-Steels-in-Concentrated-Sulphuric-Acid.pdf|عنوان=The Performance of Stainless Steels in Concentrated Sulphuric Acid}}</ref>
[[اسید سولفوریک]] غلیظ دارای خاصیت اکساینده ای مانند [[اسید نیتریک]] است و در نتیجه در این محیط‌ها فولادهای زنگ‌نزن سیلیکون دار کاربرد دارند.
[[هیدروکلریک اسید]] به هر نوع فولاد ضدزنگ آسیب می‌رساند و باید اجتناب شود.<ref>{{یادکرد وب|نویسنده=|کد زبان=|تاریخ=|وبگاه=|نشانی=https://nickelinstitute.org/~/media/Files/TechnicalLiterature/AlloystoResistChlorine_HydrogenChlorideandHydrochloricAcid_10020_.ashx|عنوان=Alloys to Resist Chlorine Hydrogen Chloride and Hydrochloric Acid}}</ref>
تمام انواع فولادهای زنگ‌نزن در برابر حمله [[فسفریک اسید|اسید فسفریک]] و [[نیتریک اسید|اسید نیتریک]] در [[دمای اتاق]] مقاومت می‌کنند. در غلظت‌های بالاتر و افزایش [[درجه حرارت]] حمله رخ می‌دهد و فولاد ضدزنگ آلیاژ بالاتری باید انتخاب شود.<ref>{{یادکرد وب|نویسنده=|کد زبان=|تاریخ=|وبگاه=|نشانی=https://www.nickelinstitute.org/media/1829/thecorrosionresistanceofnickel_containingalloysinsulphuricacidandrelatedcompounds_1318_.pdf|عنوان=the corrosion resistance of nickel containing alloys in sulphuric acid and related compounds}}</ref>
==== بازها ====
خط ۹۰:
=== فولادهای زنگ‌نزن آهنی(Ferritic) ===
فولاد زنگ‌نزن آهنی دارای یک ریزساختار فریتی مانند فولاد کربنی است که یک [[ساختار کریستالی]] مکعبی مرکز-بدنی (body-centered cubic) محسوب می‌شود و حاوی ۱۰٫۵ تا ۲۷ درصد کروم و مقدار بسیار کمی نیکل یا بدون نیکل است. این ریزساختار به علت اضافه شدن کروم، در تمام درجه حرارت‌ها وجود دارد و مانند فولاد ضدزنگ آستنیتی با عملیات حرارتی سخت‌کاری نمی‌شود. مانند فولاد ضدزنگ آستنیتی آن‌ها را نیز با [[کار سرد]] نمی‌توان تقویت کرد. این فولادها مانند فولاد کربنی مغناطیسی هستند.
فولادهای زنگ‌نزن فریتی معمولاً خود به ۴ زیر-خانواده طبقه‌بندی می‌شوند:
خط ۹۸:
* '''''گروه ۴''''' گریدهای این گروه را می‌توان «فوق آهنی» نامید که دارای مقادیر بیشتری Mo، و/یا Cr می‌باشد. عدد PREN آن‌ها بالای ۱۸ است، که آن‌ها را برابر یا بهتر از (EN 1.4301) AISI 304 می‌کند. شناخته شده‌ترین گرید این خانواده AISI 434 و ۴۴۴ (به ترتیب EN 1.4113 و EN 1.4521) است.
گریدهای با [[مقاومت الکتریکی]] بالا Fri-Cr-Al شامل این گروه‌ها نمی‌شود، زیرا آن‌ها را برای مقاومت در برابر اکسید شدن در دمای بالا طراحی کرده‌اند.
{{سخ}}[[پرونده:Martensite.jpg|بندانگشتی|228x228پیکسل|ساختار مارتنزیتی فولاد AISI 4140]]
خط ۱۰۸:
*'''گریدهای آهن-کروم-نیکل-کربن''': در این گریدها، مقداری از کربن با نیکل جایگزین شده‌است. این دسته دارای سختی و مقاومت به خوردگی بالاتری هستند.
*'''گریدهای پیرسخت‌کاری شونده''': گرید EN 1.4542 (که با نام PH 17-4 نیز شناخته می شود)، شناخته شده‌ترین گرید، قابلیت سخت شدن مارتنزیتی و پیرسخت‌کاری را هردو باهم دارد. این فولاد می‌تواند استحکام بالا و [[چقرمگی]] خوب را به دست آورد و در صنایع هوافضا و دیگر صنایع کاربرد دارد.
*'''گرید مقاوم در برابر خزش''': افزودن مقدار کمی [[کبالت]]، [[بور]]، [[وانادیم]] و [[نیوبیم|نایوبیم]] استحکام و مقاومت خزش را تا حدود ۶۵۰ [[درجه سلسیوس]] افزایش می‌دهد.
=== فولاد زنگ‌نزن دوپلکس ===
خط ۱۱۹:
=== فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی ===
اصلی‌ترین کاربرد آن‌ها در مخازن ذخیره [[مواد غذایی]] و بهداشتی و بیمارستانی می‌باشد. هم‌چنین این دسته از فولادهای زنگ‌نزن متریال استاندارد در ساخت تجهیزات شیمیایی و قاشق و چنگال و لوازم آشپزخانه می‌باشد.<ref name=":0"/>
==== ۳۰۴ و 304L ====
فولاد ۳۰۴ متداول‌ترین فولاد زنگ‌نزن مورد استفاده است.<ref name=":4">{{Cite journal|date=2019-11-28|title=SAE 304 stainless steel|url=https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=SAE_304_stainless_steel&oldid=928345576|journal=Wikipedia|language=en}}</ref> از این فولاد برای انواع کاربردهای خانگی و صنعتی از قبیل تجهیزات حمل مواد غذایی و فرآوری مواد غذایی، پیچ‌ها، اجزا و قطعات ماشین آلات استفاده می‌شود. مقاومت خوب در برابر خوردگی اتمسفریک و [[زنگ زدگی]] از ویژگی‌های این فولاد است.<ref name=":1"/> نوع کم کربن این فولاد یعنی 304L در حالت ماکزیمم فقط حاوی ۰٫۰۳٪ کربن است که باعث می‌شود از حساس شدن فولاد (رسوب کاربید در مرزِ دانه‌ها) در هنگام جوشکاری جلوگیری گردد و به همین دلیل اگر نیاز به جوشکاری باشد باید از نوع 304L استفاده گردد.<ref name=":4"/>
==== ۳۱۶ و 316L ====
خط ۲۰۷:
=== نقش عناصر آلیاژی مختلف ===
* '''کروم:''' نقش کروم بیشتر در دماهای بالای ۵۰۰ درجه سلسیوس مشخص می‌شود. این عنصر باعث شکل گرفتن یک لایه اکسید غنی از کروم مقاوم بر روی سطح می‌شود که از رسیدن بیشتر اکسیژن به لایه‌های زیرین و در نتیجه زنگ زدگی جلوگیری می‌کند.
* '''سیلیکون و آلومینیوم:''' نقش سیلیکون و آلومینیوم مشابه نقش کروم است. اگر این عناصر به اندازه کافی در سطح موجود باشند می‌توانند باعث شکل گرفتن لایه‌های SiO<sub>2</sub> و Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> در سطح شوند. برای شکل گرفتن بیشتر این لایه‌ها مقدار کمی از عناصر فلزی کم‌یاب کره زمین مانند [[سریم]] یا [[لانتان]]وم می‌تواند بسیار کمک‌کننده باشد.
سطر ۲۱۷ ⟵ ۲۱۶:
=== نقش میکرو ساختار<ref name=":1">{{یادکرد کتاب|نشانی=https://www.worldcat.org/oclc/931403566|عنوان=Stainless steels at high temperatures|نام خانوادگی=Alenka|نام=Kosmač,|تاریخ=2012|ناشر=Euro Inox|شابک=9782879970646|مکان=Brussels|oclc=931403566}}</ref> ===
نقش ریزساختار به اندازه [[ترکیب شیمیایی]] برای مقاومت در دماهای بالا چندان مهم نیست اما انتخاب صحیح آن نیز بی تأثیر نیست.
* '''فولادهای فریتی:''' برای اکثر فولادهای فریتی ماکزیمم دمای کاری ثابت ۲۵۰ درجه سلسیوس است چرا که این فولادها در دمای ۴۷۵ درجه سلسیوس دچار تردی می‌شوند. این نکته در مورد فولادهای زنگ‌نزن کروم پایین ۱۰٫۵ تا ۱۲٫۵ درصد چندان مهم نیست و دما می‌تواند بعضی اوقات به ۵۷۵ درجه سلسیوس نیز برسد. فولادهای زنگ‌نزن با درصد آلیاژ بالا با درصد کروم ۲۳ تا ۲۷ درصد، در دماهای بالا مقاومت به خوردگی فوق‌العاده ای از خود نشان می‌دهند. [[پرونده:Allis Chalmers inserting steam turbine blades.jpg|بندانگشتی|روتور توربین‌های بخار از فولادهای زنگ‌نزن مارتنزیتیک که مناسب برای دماهای بالا است ساخته می‌شود.]]
* '''فولادهای مارتنزیتی:''' در استاندارد EN 10088-1 و EN 10302 فولادهای زنگ‌نزن مارتنزیتی در رده فولادهای مقاوم به خزش قرار گرفته‌اند. با این حال به دلیل اینکه سطح کروم آن‌ها خیلی بالا نیست (حداکثر ۱۲٫۵٪) این فولادها جرو فولادهای مقاوم به گرما نیستند و فقط در جاهایی استفاده می‌شوند که نیاز به استحکام نهایی بالا، استحکام خزش و خستگی بالا، به علاوه مقاومت مناسب در برابر خوردگی مد نظر باشد و ماکزیمم دما ۶۵۰ درجه سلسیوس باشد از آن‌ها استفاده می‌شود. از فولادهای مارتنزیتی کم کربن و کربن-متوسط عموماً در توربین‌های بخار، موتورهای جت و توربین‌های گاز استفاده می‌شود.
* '''فولادهای آستنیتی:''' این فولادها در کنار آلیاژهای پایه-نیکل بهترین ترکیب مقاومت به خوردگی دما-بالا و استحکام مکانیکی دما-بالا را ارائه می‌دهند. در کاربردهای دما بالا، فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی دما-بالا اصلی‌ترین انتخاب هستند.
* '''فولادهای دوپلکس:''' استحکام تسلیم آن‌ها در محدوده ۵۵۰ تا ۶۹۰ مگاپاسکال در حالت بازپخت شده‌است که به‌طور چشمگیری بیشتر از فولادهای فریتی و آستنیتی است. با این حال استفاده از این فولادها در دماهای بالا به دلیل تردی و افت شدید استحکام مکانیکی پیشنهاد نمی‌شود. ماکزیمم دمای کاری آن‌ها معمولاً ۳۰۰ درجه سلسیوس است.
* '''فولادهای پیر سخت شده:''' این فولادها آلیاژهای کروم-نیکل هستند که در حالت سخت شده برای دماهای بالای ۴۲۵ درجه سلسیوس به دلیل افت شدید استحکام توصیه نمی‌شوند.
سطر ۲۵۴ ⟵ ۲۴۸:
[[رده:مصالح ساختمانی]]
[[رده:معرفی‌شده‌های ۱۹۱۶ (میلادی)]]
[[رده:ویکی‌سازی رباتیک]]
| |||