فولاد ضد زنگ مخفف فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر اسید، هوا، بخار، آب و سایر مواد خورنده ضعیف یا فولاد ضد زنگ است که به عنوان فولاد ضد زنگ شناخته میشود؛ و در برابر مواد خورنده شیمیایی (اسیدها، قلیاها، نمکها و سایر مواد شیمیایی اشباع) مقاوم خواهد بود. خوردگی فولاد، فولاد مقاوم در برابر اسید نامیده میشود.
فولاد ضد زنگ به خوردگی فولاد در برابر هوا، بخار، آب و سایر مواد خورنده ضعیف و اسیدها، قلیاها، نمکها و سایر مواد شیمیایی خورنده اشاره دارد که به عنوان فولاد مقاوم در برابر اسید ضد زنگ نیز شناخته میشود. در عمل، اغلب فولاد مقاوم در برابر خوردگی در برابر مواد خورنده ضعیف، فولاد ضد زنگ و فولاد مقاوم در برابر خوردگی در برابر مواد شیمیایی، فولاد مقاوم در برابر اسید نامیده میشود. به دلیل تفاوت در ترکیب شیمیایی این دو، اولی لزوماً در برابر خوردگی در برابر مواد شیمیایی مقاوم نیست، در حالی که دومی عموماً ضد زنگ هستند. مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ به عناصر آلیاژی موجود در فولاد بستگی دارد.
طبقهبندی رایج
طبق اعلام سازمان متالورژی
به طور کلی، طبق سازمان متالورژی، فولادهای ضد زنگ رایج به سه دسته تقسیم میشوند: فولادهای ضد زنگ آستنیتی، فولادهای ضد زنگ فریتی و فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی. بر اساس سازمان متالورژیکی اساسی این سه دسته، فولادهای دوپلکس، فولادهای ضد زنگ رسوب سخت شونده و فولادهای پر آلیاژ حاوی کمتر از 50٪ آهن برای نیازها و اهداف خاص تولید میشوند.
۱. فولاد ضد زنگ آستنیتی
ماتریس تا ساختار کریستالی مکعبی مرکز وجهیِ سازمان آستنیتی (فاز CY) تحت سلطهی غیرمغناطیسی است، که عمدتاً از طریق کار سرد برای تقویت آن (و ممکن است منجر به درجه خاصی از مغناطیس) در فولاد ضد زنگ انجام میشود. موسسه آهن و فولاد آمریکا سریهای ۲۰۰ و ۳۰۰ را با برچسبهای عددی مانند ۳۰۴ مشخص میکند.
۲. فولاد ضد زنگ فریتی
ساختار بلوری مکعبی مرکزپریِ ماتریسِ فریت (یک فاز) غالب و مغناطیسی است و عموماً نمیتوان آن را با عملیات حرارتی سخت کرد، اما کار سرد میتواند آن را کمی از فولاد ضد زنگ مقاوم کند. موسسه آهن و فولاد آمریکا این فولاد را به شمارههای ۴۳۰ و ۴۴۶ برای برچسبگذاری معرفی کرده است.
۳. فولاد ضد زنگ مارتنزیتی
زمینه دارای ساختار مارتنزیتی (مکعبی یا مکعبی مرکزپر)، مغناطیسی است و از طریق عملیات حرارتی میتواند خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ خود را تنظیم کند. موسسه آهن و فولاد آمریکا آن را به ارقام ۴۱۰، ۴۲۰ و ۴۴۰ علامتگذاری کرده است. مارتنزیت در دماهای بالا دارای ساختار آستنیتی است که میتواند در صورت سرد شدن تا دمای اتاق با سرعت مناسب به مارتنزیت تبدیل شود (یعنی سخت شود).
۴. فولاد ضد زنگ آستنیتی نوع فریت (دوبلکس)
زمینه دارای ساختار دو فازی آستنیتی و فریتی است که محتوای فاز کمتر زمینه معمولاً بیش از 15٪ است، مغناطیسی است و میتواند با کار سرد فولاد ضد زنگ تقویت شود، 329 یک فولاد ضد زنگ دوپلکس معمولی است. در مقایسه با فولاد ضد زنگ آستنیتی، فولاد دوپلکس استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی بین دانهای و خوردگی تنشی کلریدی و خوردگی حفرهای را به طور قابل توجهی بهبود میبخشد.
۵. فولاد ضد زنگ رسوب سخت شونده
زمینه، ساختاری آستنیتی یا مارتنزیتی دارد و میتوان آن را با عملیات سختکاری رسوبی سخت کرد تا به فولاد ضد زنگ سخت تبدیل شود. موسسه آهن و فولاد آمریکا سری ۶۰۰ برچسبهای دیجیتالی مانند ۶۳۰، یعنی ۱۷-۴PH را ارائه میدهد.
به طور کلی، علاوه بر آلیاژها، مقاومت خوردگی فولاد ضد زنگ آستنیتی برتر است، در محیطهای با خورندگی کمتر، میتوانید از فولاد ضد زنگ فریتی استفاده کنید، در محیطهای با خورندگی ملایم، اگر ماده مورد نیاز استحکام یا سختی بالایی داشته باشد، میتوانید از فولاد ضد زنگ مارتنزیتی و فولاد ضد زنگ رسوب سخت شونده استفاده کنید.
ویژگیها و کاربردها

فرآیند سطحی

تمایز ضخامت
۱. از آنجا که در فرآیند نورد، ماشینآلات کارخانه فولاد، غلتکها را با کمی تغییر شکل گرم میکنند، در نتیجه ضخامت ورق در اثر نورد تغییر میکند. ضخامت معمولاً در وسط دو طرف ورق نازک است. در اندازهگیری ضخامت ورق، طبق مقررات ایالتی، باید ضخامت ورق در وسط سر ورق اندازهگیری شود.
۲. دلیل تلرانس بر اساس تقاضای بازار و مشتری است که عموماً به تلرانسهای بزرگ و کوچک تقسیم میشود.
V. الزامات تولید و بازرسی
1. صفحه لوله
① اتصالات لب به لب صفحه لوله متصل شده برای بازرسی اشعه 100٪ یا UT، سطح واجد شرایط: RT: Ⅱ UT: Ⅰ سطح؛
② علاوه بر فولاد ضد زنگ، عملیات حرارتی برای کاهش تنش صفحه لوله متصل شده؛
③ انحراف عرض پل سوراخ صفحه لوله: طبق فرمول محاسبه عرض پل سوراخ: B = (S - d) - D1
حداقل عرض پل سوراخ: B = 1/2 (S - d) + C؛
2. عملیات حرارتی جعبه لوله:
فولاد کربنی، فولاد کم آلیاژ جوش داده شده با پارتیشن تقسیم شده از جعبه لوله، و همچنین جعبه لوله از دهانه های جانبی بیش از 1/3 قطر داخلی جعبه لوله سیلندر، در استفاده از جوشکاری برای عملیات حرارتی تنش زدایی، سطح آب بندی فلنج و پارتیشن باید پس از عملیات حرارتی پردازش شود.
۳. تست فشار
وقتی فشار طراحی فرآیند پوسته کمتر از فشار فرآیند لوله باشد، به منظور بررسی کیفیت اتصالات لوله و صفحه لوله مبدل حرارتی
① برنامه فشار پوسته برای افزایش فشار تست با برنامه لوله مطابق با تست هیدرولیکی، برای بررسی نشتی اتصالات لوله. (با این حال، لازم است اطمینان حاصل شود که تنش اولیه فیلم پوسته در طول تست هیدرولیکی ≤0.9ReLΦ است)
② هنگامی که روش فوق مناسب نباشد، پوسته میتواند طبق فشار اولیه پس از عبور، تحت آزمایش هیدرواستاتیک قرار گیرد و سپس پوسته برای آزمایش نشت آمونیاک یا آزمایش نشت هالوژن آزمایش شود.

چه نوع فولاد ضد زنگی به راحتی زنگ نمیزند؟
سه عامل اصلی وجود دارد که بر زنگ زدگی فولاد ضد زنگ تأثیر می گذارد:
۱. میزان عناصر آلیاژی. به طور کلی، میزان کروم در فولاد ۱۰.۵٪ به راحتی زنگ نمیزند. هرچه میزان کروم و نیکل بیشتر باشد، مقاومت در برابر خوردگی بهتر است، مانند ماده ۳۰۴ که میزان نیکل آن ۸۵ تا ۱۰٪ و میزان کروم آن ۱۸ تا ۲۰٪ است. چنین فولاد ضد زنگی به طور کلی زنگ نمیزند.
۲. فرآیند ذوب تولیدکننده نیز بر مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ تأثیر میگذارد. فناوری ذوب خوب است، تجهیزات پیشرفته، فناوری پیشرفته، کارخانههای بزرگ فولاد ضد زنگ هم در کنترل عناصر آلیاژی، هم در حذف ناخالصیها، و هم در کنترل دمای خنککننده بیلت میتوانند تضمین شوند، بنابراین کیفیت محصول پایدار و قابل اعتماد است، کیفیت ذاتی خوبی دارد و به راحتی زنگ نمیزند. برعکس، برخی از کارخانههای کوچک فولاد از تجهیزات عقب مانده، فناوری عقب مانده، فرآیند ذوب، ناخالصیها را نمیتوان حذف کرد، و تولید محصولات ناگزیر زنگ میزند.
۳. محیط خارجی. محیط خشک و تهویهدار به راحتی زنگ نمیزند، در حالی که رطوبت هوا، هوای بارانی مداوم یا هوای حاوی اسیدیته و قلیایی محیط به راحتی زنگ میزند. فولاد ضد زنگ با جنس ۳۰۴، اگر محیط اطراف خیلی نامناسب باشد، زنگ میزند.
لکههای زنگزدگی فولاد ضد زنگ چگونه با آنها مقابله کنیم؟
۱. روش شیمیایی
با استفاده از خمیر یا اسپری اسیدشویی، به قطعات زنگزده کمک کنید تا تشکیل لایه اکسید کروم را دوباره غیرفعال کنند و مقاومت در برابر خوردگی خود را بازیابند. پس از اسیدشویی، برای از بین بردن تمام آلایندهها و بقایای اسید، شستشوی مناسب با آب بسیار مهم است. پس از پردازش و صیقل دادن مجدد همه چیز با تجهیزات پولیش، میتوان آن را با موم پولیش پوشاند. برای لکههای زنگ جزئی موضعی، میتوان از مخلوط ۱:۱ بنزین و روغن با یک پارچه تمیز برای پاک کردن لکههای زنگ استفاده کرد.
۲. روشهای مکانیکی
تمیز کردن با سندبلاست، تمیز کردن با ذرات شیشه یا سرامیک، سندبلاست، برس زدن و صیقل دادن. روشهای مکانیکی میتوانند آلودگیهای ناشی از مواد قبلاً برداشته شده، مواد صیقل دهنده یا مواد ساییده شده را از بین ببرند. انواع آلودگی، به ویژه ذرات آهن خارجی، میتوانند منبع خوردگی باشند، به خصوص در محیطهای مرطوب. بنابراین، سطوح تمیز شده مکانیکی ترجیحاً باید به طور رسمی در شرایط خشک تمیز شوند. استفاده از روشهای مکانیکی فقط سطح آن را تمیز میکند و مقاومت خوردگی خود ماده را تغییر نمیدهد. بنابراین، توصیه میشود سطح را با تجهیزات صیقل دهنده دوباره صیقل داده و پس از تمیز کردن مکانیکی، آن را با موم صیقل دهنده بپوشانید.
گریدها و خواص فولاد ضد زنگ پرکاربرد در ابزار دقیق
فولاد ضد زنگ ۱.۳۰۴. این فولاد یکی از فولادهای ضد زنگ آستنیتی با کاربرد وسیع و گسترده است که برای ساخت قطعات قالبگیری عمیق و خطوط لوله اسیدی، ظروف، قطعات سازهای، انواع مختلف بدنه ابزار و غیره مناسب است. همچنین میتواند تجهیزات و قطعات غیر مغناطیسی و دمای پایین را تولید کند.
فولاد ضد زنگ 2.304L. به منظور حل مشکل رسوب Cr23C6 ناشی از فولاد ضد زنگ 304 در برخی شرایط، تمایل جدی به خوردگی بین دانهای وجود دارد و توسعه فولاد ضد زنگ آستنیتی فوق کم کربن، حالت حساس آن از مقاومت در برابر خوردگی بین دانهای به طور قابل توجهی بهتر از فولاد ضد زنگ 304 است. علاوه بر استحکام کمی پایینتر، سایر خواص فولاد ضد زنگ 321، که عمدتاً برای تجهیزات و قطعات مقاوم در برابر خوردگی استفاده میشود و نمیتوان آنها را با عملیات محلول جوش داد، میتواند برای ساخت انواع مختلف بدنه ابزار دقیق مورد استفاده قرار گیرد.
فولاد ضد زنگ 3.304H. شاخه داخلی فولاد ضد زنگ 304، کسر جرمی کربن در 0.04٪ ~ 0.10٪، عملکرد دمای بالا بهتر از فولاد ضد زنگ 304 است.
فولاد ضد زنگ 4.316. در فولاد 10Cr18Ni12 بر اساس افزودن مولیبدن، به طوری که فولاد مقاومت خوبی در برابر محیطهای کاهنده و مقاومت در برابر خوردگی حفرهای دارد. در آب دریا و سایر محیطها، مقاومت در برابر خوردگی بهتر از فولاد ضد زنگ 304 است که عمدتاً برای مواد مقاوم در برابر خوردگی حفرهای استفاده میشود.
فولاد ضد زنگ 5.316L. فولاد کربن بسیار کم، با مقاومت خوب در برابر خوردگی بین دانهای حساس، مناسب برای ساخت قطعات و تجهیزات جوشکاری شده با سطح مقطع ضخیم، مانند تجهیزات پتروشیمی در مواد مقاوم در برابر خوردگی.
فولاد ضد زنگ 6.316H. شاخه داخلی فولاد ضد زنگ 316، کسر جرمی کربن 0.04٪ -0.10٪، عملکرد دمای بالا بهتر از فولاد ضد زنگ 316 است.
فولاد ضد زنگ 7.317. مقاومت در برابر خوردگی حفرهای و مقاومت در برابر خزش آن بهتر از فولاد ضد زنگ 316L است که در ساخت تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی پتروشیمی و اسیدهای آلی استفاده میشود.
فولاد ضد زنگ 8.321. فولاد ضد زنگ آستنیتی تثبیت شده با تیتانیوم، با افزودن تیتانیوم برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای و داشتن خواص مکانیکی خوب در دمای بالا، می تواند با فولاد ضد زنگ آستنیتی فوق کم کربن جایگزین شود. علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی در دمای بالا یا هیدروژن و سایر موارد خاص، این وضعیت عمومی توصیه نمی شود.
فولاد ضد زنگ 9.347. فولاد ضد زنگ آستنیتی تثبیت شده با نیوبیوم، نیوبیوم برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای، مقاومت در برابر خوردگی در اسید، قلیایی، نمک و سایر مواد خورنده با فولاد ضد زنگ 321، عملکرد جوشکاری خوب، می تواند به عنوان مواد مقاوم در برابر خوردگی و فولاد مقاوم در برابر حرارت استفاده شود که عمدتاً برای انرژی حرارتی، زمینه های پتروشیمی مانند تولید ظروف، خطوط لوله، مبدل های حرارتی، شفت ها، کوره های صنعتی در لوله کوره و دماسنج لوله کوره و غیره استفاده می شود.
فولاد ضد زنگ 10.904L. فولاد ضد زنگ آستنیتی فوق کامل، یک فولاد ضد زنگ فوق آستنیتی اختراع شده توسط فنلاند اتو کمپ، با کسر جرمی نیکل 24 تا 26 درصد، کسر جرمی کربن کمتر از 0.02 درصد، مقاومت در برابر خوردگی عالی، در اسیدهای غیر اکسید کننده مانند اسید سولفوریک، استیک، فرمیک و فسفریک، مقاومت در برابر خوردگی بسیار خوبی دارد و در عین حال مقاومت خوبی در برابر خوردگی شکافی و مقاومت در برابر خوردگی تنشی دارد. این فولاد برای غلظتهای مختلف اسید سولفوریک زیر 70 درجه سانتیگراد مناسب است و مقاومت خوبی در برابر خوردگی در برابر اسید استیک و اسید مخلوط اسید فرمیک و اسید استیک با هر غلظت و هر دمایی تحت فشار معمولی دارد. استاندارد اصلی ASMESB-625 آن را به آلیاژهای پایه نیکل نسبت میدهد و استاندارد جدید آن را به فولاد ضد زنگ نسبت میدهد. چین فقط از فولاد با درجه تقریبی 015Cr19Ni26Mo5Cu2 استفاده میکند، چند تولیدکننده ابزار دقیق اروپایی از مواد کلیدی فولاد ضد زنگ 904L استفاده میکنند، مانند لوله اندازهگیری جریان جرمی E + H که از فولاد ضد زنگ 904L استفاده میکند، و قاب ساعت رولکس نیز از فولاد ضد زنگ 904L استفاده میکند.
فولاد ضد زنگ 11.440C. فولاد ضد زنگ مارتنزیتی، فولاد ضد زنگ سخت شونده، فولاد ضد زنگ با بالاترین سختی، سختی HRC57. عمدتاً در تولید نازلها، یاتاقانها، شیرآلات، قرقرههای شیر، نشیمنگاه شیر، غلافها، ساقههای شیر و غیره استفاده میشود.
فولاد ضد زنگ 12.17-4PH. فولاد ضد زنگ رسوب سخت شونده مارتنزیتی، سختی HRC44، با استحکام، سختی و مقاومت در برابر خوردگی بالا، برای دماهای بالاتر از 300 درجه سانتیگراد قابل استفاده نیست. این فولاد مقاومت خوبی در برابر خوردگی در برابر اسیدها یا نمکهای جوی و رقیق دارد و مقاومت آن در برابر خوردگی مشابه فولاد ضد زنگ 304 و فولاد ضد زنگ 430 است که در ساخت سکوهای دریایی، پرههای توربین، قرقرهها، نشیمنگاهها، غلافها و ساقههای شیرآلات استفاده میشود.
در حرفه ابزار دقیق، همراه با مسائل مربوط به عمومیت و هزینه، ترتیب انتخاب فولاد ضد زنگ آستنیتی مرسوم، فولاد ضد زنگ 304-304L-316-316L-317-321-347-904L است که از این میان، فولاد ضد زنگ 317 کمتر استفاده میشود، 321 توصیه نمیشود، 347 برای خوردگی در دمای بالا استفاده میشود، 904L فقط ماده پیشفرض برخی از اجزای تولیدکنندگان منفرد است، و طراحی معمولاً ابتکار عمل را برای انتخاب 904L به دست نمیگیرد.
در انتخاب طراحی ابزار دقیق، معمولاً مواد ابزار دقیق و مواد لوله در موقعیتهای مختلف وجود دارند، به خصوص در شرایط دمای بالا، باید توجه ویژهای به انتخاب مواد ابزار دقیق داشته باشیم تا با دمای طراحی تجهیزات فرآیند یا خط لوله و فشار طراحی مطابقت داشته باشند، مانند خط لوله فولادی کروم مولیبدن با دمای بالا، در حالی که برای انتخاب ابزار دقیق از فولاد ضد زنگ استفاده میشود، در این صورت به احتمال زیاد مشکلی پیش خواهد آمد، باید با دماسنج و فشارسنج مواد مربوطه مشورت کنید.
در انتخاب طراحی ابزار، اغلب با انواع مختلفی از سیستمها، سریها و گریدهای فولاد ضد زنگ مواجه میشویم، انتخاب باید بر اساس محیط فرآیند خاص، دما، فشار، قطعات تحت تنش، خوردگی و هزینه و سایر دیدگاهها باشد.
زمان ارسال: 11 اکتبر 2023