آهن زنگ نزن یکی از پرکابردترین فولادهایی است که در صنایع مختلف از آن استفاده میشود و نقش مهمی در زندگی روزمره انسان دارد. همانطور که از نام آن پیداست این فولاد زنگ نزن است و دچار خوردگی نمیشود.
آیا تابحال به جنس نیمکت، کارد و چنگال و سایر آهنهای براق دقت کردهاید؟ آهن زنگ نزن نام عمومی برای تعدادی از آهنهای مختلف است که عمدتا به دلیل مقاومت آنها در برابر خوردگی از آنها استفاده میشود. تمامی آهنهای زنگ نزن دارای حداقل ۱۰.۵ درصد کروم هستند. این عنصر با اکسیژن موجود در هوا واکنش میدهد و یک لایه سطحی کروم اکسید پیچیده ایجاد میکند که نامرئی است، اما برای جلوگیری از ترکیب بیشتر اکسیژن و پیشگیری از زنگ زدن سطح کفایت میکند. در ادامه با کاربردهای این فولاد بهتر آشنا میشوید.
ورقه آهن به تنهایی بسیار نازک و حدود ۱۳۰ آنگستروم است که هر آنگستروم یک میلیونوم سانتیمتر است. ویژگی این لایه عبارتند از: منفعل (واکنش نشان نمیدهد یا بر روی مواد دیگر اثر نمیگذارد)، پایدار (چسبیده به لایه آهن است و دیگر جابجا نمیشود) و خودنوسازی (اگر آسیب ببیند، کروم بیشتر از آهن در معرض هوا خواهد بود و اکسید کروم بیشتری تشکیل میدهد).
این بدان معناست که در طی سالیان دراز یک چاقوی درست شده از آهن زنگ نزن میتواند روزانه استفاده شود و همچنان باقی بماند. سطوح بالاتر کروم و همچنین افزودن سایر عناصر آلیاژی مثل نیکل و مولبیدن لایه سطحی را تقویت کرده و مقاومت آن را در برابر خوردگی مواد ضد زنگ افزایش میدهند. کروم همیشه عامل تعیین کننده است، اگرچه عناصر دیگر مثل نیکل و مولبیدن برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی استفاده میشوند. علاوه بر این، آهن زنگ نزن به طور کامل قابل بازیافت است.
یک دیدگاه گسترده مبنی بر این که آهن زنگ نزن در سال ۱۹۱۳ توسط هری بررلی، متالوژیست شفیلد کشف شد وجود دارد. او بر روی انواع مختلف آهن برای تولید سلاح کار میکرد و متوجه شد که فولاد کروم ۱۳ درصد پس از گذشت چند ماه، آسیبی ندیده است. این در حالی است که فرضیه پیچیدهتر از این است.
محتوی کروم-نیکل به درصد کروم و نیکل در آهن ضد زنگ گفته میشود. کروم به آهن زنگ نزن خاصیت درخشش و دوام میدهد، در حالی که نیکل به منظور سختی و مقاومت آن استفاده میشود. آهن ضد زنگ ۱۰/۱۸ به معنای این است که ۱۸ درصد آن را کروم و ۱۰ درصد را نیکل تشکیل میدهد. یک سینک حاوی کروم-نیکل ۱۰/۱۸ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و دوام بیشتر به عنوان بهترین نمونه فولاد زنگ نزن است.
عدد اول نشان دهنده مقدار کروم موجود در آهن است به عنوان مثال ۱۸، ۱۸ درصد کروم است. عدد دوم نشان دهنده نیکل است یعنی ۸ برای ۸ درصد نیکل است؛ بنابراین ۸/۱۸ به این معنی است که این آهن زنگ نزن حاوی ۱۸ درصد کروم و ۸ درصد نیکل است. ۱۰/۱۸ یعنی ۱۸ درصد کروم و ۱۰درصد نیکل.
هرچه اعداد بزرگتر باشند، مقاومت در برابر خوردگی بیشتر است. هردوی ۸/۱۸ و ۱۰/۱۸ حاوی نیکل هستند و عضوی از خانواده سری ۳۰۰ ضد زنگ هستند. ۰/۱۸ یعنی ۱۸ درصد کروم و ۰ درصد نیکل. وقتی که هیچ نیکلی وجود نداشته باشد ضد زنگ عضوی از خانواده سری ۴۰۰ است.
سری ۴۰۰ مغناطیسی هستند و در مقایسه با سری ۳۰۰ در برابر خوردگی مقاوم نیستند، در حالی که سری ۳۰۰ غیر مغناطیسی هستند و عمدتا برای تهیه سینک، تجهیزات پردازش مواد غذایی، مناطق آماده سازی غذای رستورانها و … استفاده میشود.
۳۰۴ حاوی ۱۸ درصد کروم و ۸ درصد نیکل است. ۳۱۶ حاوی ۱۶ درصد کروم، ۱۰ درصد نیکل و ۲ درصد مولبیدن است. مول برای کمک به مقاومت در برابر خوردگی به کلرید (مانند آب دریا و نمکهای ضد انجماد) اضافه شده است.
بله. این نوع فولاد به آسانی جوش داده میشود، اما روش جوشکاری آن متفاوت از آهن کربنی است. میله یا الکترود پرکننده باید از جنس آهن ضد زنگ باشد.
آهن زنگ نزن دارای ویژگیهای عالی در هردو مقیاس درجه حرارت است. برخی از آهنهای زنگ نزن را میتوان در درمای کمتر از نیتروژن مایع و برخی را تا حدود ۱۸۰۰ درجه فارنهایت استفاده کرد.
آهن زنگ نزن میتواند ۱۰۰ درصد بازیافت شود. به این دلیل است که آهن زنگ نزن میتواند دوباره ذوب شود و آهن ضد زنگ جدید بسازد. مقدار معمولی ضایعات آهن زنگ نزن بازیافت شده که برای ساخت آهن ضد زنگ جدید استفاده میشود بین ۶۵ تا ۸۰ درصد است.
آهن زنگ نزن به شکل آهنهای دیگر که موقع زنگ زدن اکسید قرمزی رو سطح شان ظاهر میشود و پوسته پوسته میشوند، نیست. خوردگی به طور کلی ناشی از آلودگیهایی است که روی سطح آهن زنگ نزن قرار دارند.
چندین نوع آهن زنگ نزن وجود دارد. سری ۳۰۰ (که حاوی نیکل است) مغناطیسی نیست. سری ۴۰۰ (که فقط حاوی کروم و بدون هیچ نیکلی است) مغناطیسی است.
اگرچه آهن زنگ نزن نسبت به فولاد معمولی کربن یا دیگر آلیاژها در برابر خوردگی مقاومتر است، اما در برخی موارد میتواند دچار خوردگی شود. این آهن کمتر زنگ میزند نه اینکه اصلا زنگ نزند. در محیطهای معمولی جو یا آب، آهن زنگ نزن خورده نمیشود و در سینکهای خانگی، سرویسهای غذا خوری، ماهی تابه و سطوح کار استفاده میشود و خوردگی ایجاد نمیکند. در شرایط شدید تر، آهن زنگ نزن اصلی ممکن است دچار خوردگی شود و در این صورت آلیاژ قوی تری از آهن زنگ نزن باید مورد استفاده قرار گیرد.
اهن زنگ نزن
منبع: