صفر تا 100 فولاد ضد زنگ - معرفی، فرآیند ساخت، خواص و کاربردها

آهن فلزی بی‌نظیر در طبیعت است و از دیرباز ماده اولیه‌ای کاربردی برای تولید بوده است. مصرف آهن توسط انسان از عصرآهن با ساخت ابزار و جنگ‌افزارها آغاز شده و تا به امروز با گسترگی چندین برابری ادامه پیدا کرده است. آهن درکنار تمام ویژگی‌های مثبتش یک ویژگی نامطلوب و محدودکننده هم دارد. این فلز تمایل زیادی به واکنش با اکسیژن و تولید زنگ آهن دارد. تبدیل شدن آهن به زنگ آهن به تدریج از این فلز مقاوم پودری سست و نرم می‌سازد که هیچ مقاومتی ندارد. برای حل این مشکل چندین راهکار وجود دارد که یکی از کاربردی‌ترین آن‌ها تولید فولاد ضد زنگ یا به عبارت دقیق‌تر استفاده از فولاد ضدزنگ است. در ادامه همه چیز درباره فولاد ضد زنگ را بررسی خواهیم کرد.

فولاد ضد زنگ چیست؟

فولاد ضد زنگ (به انگلیسی Stainless Steel) آلیاژی از فولاد است که مقاوم در برابر خوردگی است و اصلی‌ترین عناصر تشکیل‌دهنده 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 می‌باشد. به عبارت دقیق‌تر فولاد آلیاژی از آهن و کربن است. مقاومت دربرابر خوردگی و خواص کلی را حتی با تغییر درصد عناصر اجزای تشکیل دهنده فولاد ضد زنگ می‌توان بهبود هم بخشید. به کمک عناصری چون نیکل، مولیبدن، تیتانیوم، منگنز و …

فولاد ضد زنگ = آهن + کروم (> 10.5٪) + برخی چیزهای دیگر

معادله بالا اساس یک آلیاژ فولاد ضد زنگ را تشکیل می‌دهد، اما از همه انواع عناصر برای تشکیل درجات مختلف ضد زنگ استفاده می‌شود. این گریدهای مختلف خواص و قابلیت‌های متفاوتی دارند و به همین دلیل در بسیاری از موارد برای اهداف متفاوتی استفاده می‌شوند. در حال حاضر بیش از 250 آلیاژ استیل ضد زنگ وجود دارد. سایر افزودنی‌های رایج در این نوع فولاد عبارتند از: نیکل، کربن، منگنز، مولیبدن، نیتروژن، گوگرد، فلز مس و سیلیکون

چرا فولاد ضد زنگ بسیار محبوب است؟

سوال اینجاست که چه چیزی در فولاد ضد زنگ وجود دارد که آن را در مقایسه با سایر انواع فولاد محبوب‌تر می‌کند؟ در پاسخ باید گفت که، همه چیز. این فلز در برابر خوردگی مقاوم‌تر است (زنگ نمی‌زند)، مقاومت در برابر حرارت و اکسیداسیون بالاتری نسبت به فلزات دیگر دارد و در مقایسه با سایر فلزات هم در دمای اتاق و هم در دماهای بالا، استحکام بالاتری دارد. علاوه بر این ویژگی‌ها، ویژگی‌های منحصر به فرد فولاد ضد زنگ، ظاهر آن و نیاز کم آن به نگهداری، همگی آن را به گزینه‌ای قدرتمند برای بسیاری از کاربردها تبدیل کرده است.

ترکیب دقیق یک آلیاژ به‌طور دقیق در طول فرآیند آلیاژسازی اندازه گیری و ارزیابی می‌شود تا اطمینان حاصل شود که فولاد کیفیت‌های مورد نیاز را نشان می‌دهد. دلایل رایج برای افزودن فلزات و گازهای دیگر به آلیاژ فولاد ضد زنگ عبارتند از:

1. افزایش مقاومت در برابر خوردگی
2. مقاومت در برابر دمای بالا
3. مقاومت در برابر دمای پایین
4. قدرت بهبود یافته
5. جوش پذیری بهبود یافته
6. شکل پذیری بهبود یافته
7. کنترل مغناطیس

بیایید مقاومت در برابر خوردگی را کمی بیشتر بررسی کنیم. چرا مقاومت در برابر خوردگی دارد؟ چرا فولاد ضد زنگ زنگ نمی‌زند؟ پاسخ بسیار کوتاه است: کروم. بیایید به معادله بالا، دوباره نگاهی بیاندازیم. آهن که فلز پایه در اکثر فولادهای زنگ نزن است، معمولاً در صورت قرار گرفتن در معرض اکسیژن به سرعت زنگ می‌زند. چیزی که ضد زنگ را از فولاد کربنی یا سایر انواع فولاد جدا می‌کند، لایه اکسید کرومی است که به این فلز پایه اضافه می‌شود. این لایه برای تشکیل یک لایه غیرفعال عمل می‌کند که مقاومت در برابر خوردگی را تا حد زیادی افزایش می‌دهد و به نوبه خود زنگ زدگی را به حداقل می‌رساند. همان‌طور که می‌توان حدس زد، افزایش مقدار کروم باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی می‌شود.

فولاد ضد زنگ یک آلیاژ آهن و کروم است.

فولاد زنگ نزن گزینه‌های آلیاژی مختلفی دارد و متالورژی متفاوت هر آلیاژ منجر به خانواده‌های مختلف فولاد ضد زنگ و گریدهای متفاوت در آن خانواده‌ها می‌شود. 5 خانواده اصلی فولاد ضد زنگ وجود دارد:

فولاد ضد زنگ آستنیتی (Austenitic Stainless Steel): فولادهای ضد زنگ آستنیتی به دلیل مقاومت استثنایی خود در برابر حرارت و خوردگی شناخته شده‌اند.

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی (Martensitic Stainless Steel): بر خلاف آستنیتی، فولاد ضد زنگ مارتنزیتی را می‌توان با حرارت سخت کرد. این موضوع ،فولاد مارتنزیتی را قوی‌تر از سایر انواع می‌کند.

فولاد ضد زنگ فریتی (Ferritic Stainless Steel): فولادهای فریتی حاوی بیش از 12 درصد کروم هستند که اساساً با عملیات حرارتی سخت نمی‌شوند و فقط اندکی با نورد سرد سخت می‌شوند.

فولاد پیرسَختی (Pecipitation Hardening Stainless Steel): پیرسختی یک نوع عملیات حرارتی است که برای افزایش تنش تسلیم (استحکام) مواد چکش خوار مانند بسیاری از آلیاژهای آلومینیوم، منیزیم، نیکل، تیتانیوم و بعضی از فولادها و فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود.

فولاد دوپلکس (Duplex Sainless Steel): به این نوع فولاد ضدزنگ «دوپلکس» می‌گویند زیرا این آلیاژها دارای ریزساختار دو فازی هستند که از دانه‌های فولاد زنگ نزن فریتی و آستنیتی تشکیل شده است. محتوای کروم و مولیبدن به ترتیب با 22 تا 25 درصد و تا 5 درصد با محتوای نیکل بسیار کم است. ساختار دوپلکس به فولاد ضد زنگ خواص بسیار مطلوبی می‌دهد. برای مثال، استحکام دو برابر فولادهای زنگ نزن آستنیتی یا فریتی معمولی را با مقاومت در برابر خوردگی و چقرمگی عالی ارائه می‌دهد.

خانواده های مختلف فولاد ضد زنگ تمایل به استحکام کششی و تسلیم متفاوتی دارند. این استحکام معمول برای مواد آنیل شده در جدول زیر نشان داده شده است:

با مطالعه انواع فولاد ضد زنگ احتمالاً کمی گیج شده‌اید که کدام یک از آن‌ها برای شما بهتر است. پاسخ به این سوال خیلی بستگی به نیاز شما دارد که در ادامه چند مورد از آن‌ها را مورد بررسی قرار خواهیم داد:

کدام گرید فولاد ضد زنگ برای شکل‌پذیری بهترین است؟

اگر کسی به دنبال آلیاژی با شکل‌پذیری بهتر باشد، باید به دنبال درجه‌ای با محتوای نیکل، مس و منگنز افزایش یافته مانند سیم فولادی زنگ نزن 305 باشد. کاربردهای معمولی فولاد ضد زنگ 305 عبارتند از: تولید قطعات پزشکی و جراحی.

کدام نوع فولاد برای جوش پذیری بهتر است؟

اگر به دنبال آلیاژی با قابلیت جوشکاری بهتر هستید، می‌توانید به دنبال گزینه‌ای با محتوای تیتانیوم یا نیوبیم افزایش یافته باشید، مانند فولاد ضد زنگ 316L. کاربردهای معمولی فولاد ضد زنگ 316L عبارتند از: صفحه نمایش‌های شیمیایی، پالایشگاه‌های نفت، شیلنگ فلزی انعطاف پذیر، برنامه‌های کاربردی دریایی و قطعات صنعت نساجی.

کدام نوع فولاد ضد زنگ استحکام بیشتری را ارائه می دهد؟

یکی دیگر از مشخصه‌های متداول که سازندگان در طول قطعه سازی به دنبال آن هستند، مواد با استحکام بیشتر است. این امر با فولاد ضد زنگ با افزودن کربن، نیتروژن و/یا وانادیوم به آلیاژ ضد زنگ به دست می‌آید. فولاد ضد زنگ 440 دارای محتوای کربن بالاتری نسبت به اکثر گزینه‌های ضد زنگ است و بنابراین یکی از آلیاژهای قوی‌تری است که ما در دسترس داریم. کاربردهای معمولی فولاد ضد زنگ 444 عبارتند از: کارد و چنگال، قیچی، وسایل جراحی و سلاح گرم.

کدام یک از آلیاژهای فولادی دارای مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون هستند؟

مقاومت در برابر اکسیداسیون یکی دیگر از ویژگی‌های محبوبی است که قطعه سازان در نیازهای فلزی خود به دنبال آن هستند. مقاومت در برابر اکسیداسیون یک مقاومت غیر معمول است، زیرا در فولاد ضد زنگ با افزایش محتوای سیلیکون و/یا آلومینیوم به دست می‌آید. فولاد ضد زنگ 321 به دلایل زیادی یک انتخاب محبوب است، اما محتوای سیلیکون بالاتر آن باعث مقاومت بهتر در برابر اکسیداسیون می‌شود. کاربردهای معمولی فولاد ضد زنگ 321 عبارتند از: منیفولدهای اگزوز، قطعات موتور جت، اتصال دهنده‌ها و لوله.

فولاد ضد زنگ چگونه تولید می شود؟

پیش از هر چیز برای تولید فولاد ضد زنگ، تولیدکننده باید تعیین کند که قصد تولید کدام نوع استیل را دارد. این نکته بسیار مهم است چرا که رده و نوع آلیاژ تعیین می‌کند از چه ترکیباتی با چه درصدی در آلیاژ استفاده بشود. درصد این عناصر مقدار دقیقی نیست بلکه بازه‌ای کوچک است چرا که گاها خلوص عناصر با هم متفاوت است. بعد از تامین عناصر آلیاژی با خلوص و حجم مورد نیاز، فرآیند تولید آغاز می‌شود. تمام این فلزات در کوره تا رسیدن به دمای ذوب خود حرارت می‌بینند. بعد از ذوب کامل تمامی اجزای فرآیند تولید فولاد وارد مرحله بعدی می‌شود.

کربن اضافی ترکیب به دست آمده، در سیستم VOD یا AOD حذف می‌شود. محصول در این مرحله به دو گروه استاندارد یا کم‌کربن تقسیم می‌شود که استحکام کششی و سختی متفاوتی دارند. با شروع کاهش دما، انواع فرآیندهای شکل‌دهی هم آغاز می‌شود. طی نورد گرم و درحالی که آلیاژ دمایی بالاتر از دمای تبلور دارد تغییر شکل مورد نظر ایجاد شده و نهایتاً به تولید انواع شمش ختم می‌شود. برای کاهش تنش‌های داخلی و بهبود خواص مکانیکی در این مرحله آلیاژ اغلب آنیل می‌شود.

بعد از مرحله آنیلینگ محصول به دست آمده مجموعه‌ای از فرآیندهای برش و شکل‌دهی را پشت سر می‌گذارد و برای تولید رنج گسترده‌ای از محصولات مناسب و کاربردی می‌شود و قدم آخر پرداخت‌های سطحی متنوعی است که روی فولاد ضد زنگ صورت می‌گیرد.

تولید فولاد ضد زنگ با ذوب ضایعات فلزات و مواد افزودنی در یک کوره قوس الکتریکی (EAF) شروع می‌شود. EAF با استفاده از الکترودهای پرقدرت، فلزات را در طی چند ساعت گرم می‌کند تا مخلوطی مذاب و سیال ایجاد کند. از آنجایی که فولاد ضد زنگ 100٪ قابل بازیافت است، بسیاری از سفارشات ضد زنگ حاوی 60٪ فولاد بازیافتی هستند. این نه تنها به کنترل هزینه‌ها بلکه به کاهش اثرات زیست محیطی کمک می‌کند. دمای دقیق بر اساس درجه فولاد ایجاد شده متفاوت خواهد بود.

مرحله 2: حذف محتوای کربن

کربن به افزایش سختی و استحکام آهن کمک می‌کند. با این حال، کربن بیش از حد می‌تواند مشکلاتی ایجاد کند. قبل از ریخته‌گری فولاد ضد زنگ مذاب، کالیبراسیون و کاهش محتوای کربن به سطح مناسب ضروری است. دو راه وجود دارد که ریخته گری‌ها محتوای کربن را کنترل می‌کنند. اولین مورد از طریق کربن زدایی با اکسیژن آرگون (AOD) است. تزریق مخلوط گاز آرگون به فولاد مذاب، محتوای کربن را با حداقل از دست دادن سایر عناصر ضروری کاهش می‌دهد.

روش دیگری که استفاده می‌شود، کربن زدایی اکسیژن در خلاء (VOD) است. در این روش، فولاد مذاب به محفظه دیگری منتقل می‌شود که در آن در حین اعمال حرارت، اکسیژن به فولاد تزریق می‌شود. سپس یک خلاء گازهای تهویه شده را از محفظه خارج می‌کند و محتوای کربن را بیشتر کاهش می‌دهد. هر دو روش کنترل دقیق محتوای کربن را برای اطمینان از مخلوط مناسب و ویژگی‌های دقیق در محصول نهایی فولاد ضد زنگ ارائه می‌دهند.

مرحله 3: تنظیم

پس از کاهش کربن، تعادل نهایی و همگن شدن دما و شیمی رخ می‌دهد. این تضمین می‌کند که فلز الزامات را برای درجه مورد نظر خود برآورده می‌کند و ترکیب فولاد در سرتاسر دسته سازگار است. نمونه‌ها مورد آزمایش و تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. سپس تنظیمات انجام می‌شود تا مخلوط به استاندارد مورد نیاز برسد.

مرحله 4: شکل دادن یا ریخته گری

با فولاد مذاب ایجاد شده، ریخته گری اکنون باید شکل ابتدایی مورد استفاده برای خنک کردن و کار کردن فولاد را ایجاد کند. شکل و ابعاد دقیق به محصول نهایی بستگی دارد. سپس فرم‌ها با یک شناسه علامت‌گذاری می‌شوند. از اینجا مراحل، بسته به درجه مورد نظر و محصول نهایی یا عملکرد متفاوت خواهد بود. بسته به درجه یا فرمت سفارش داده شده، یک فولاد ممکن است برخی از این مراحل را چندین بار طی کند تا ظاهر یا ویژگی‌های مورد نظر را ایجاد کند.

فولاد ضد زنگ از چه فلزاتی تشکیل شده؟

فولاد ضدزنگ، آلیاژی از فولاد است، که اصلی‌ترین عناصر تشکیل‌دهنده 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 می‌باشد.

خواص و ویژگی‌های مطلوب و نامطلوب فولاد ضد زنگ کدام است؟

حتی اگر اطلاعات تخصصی در مورد فولاد ضد زنگ هم نداشته باشید با بررسی تجربیات خود در مورد آن، به خوبی در می‌یابید که مزایای فولاد ضد زنگ بسیار بیشتر از معایب و ویژگی‌های نامطلوب آن هست. در ادامه توضیح خواهیم داد خواص فولاد ضد زنگ چیست و چه ویژگی‌هایی دارد.

زیبایی شناسی

فولاد ضد زنگ از نظر شکل و پرداخت سطحی تنوع بسیار زیادی دارد. از مات تا براق و انواع پرداخت‌های برجسته. امکان حکاکی و ایجاد سطوح رنگی هم بر روی آن وجود دارد. این ویژگی‌ها فولاد ضد زنگ را به ترکیبی خاص و زیبا تبدیل کرده است. زیبایی ظاهری و مقاومت بالا این آلیاژ باعث شده که فولاد ضد زنگ ترکیبی کاربردی برای ساخت نمای ساختمان، تجهیزات شهری و حتی دکوراسیون داخلی باشد.

خواص مکانیکی

در مقایسه با سایر فلزات و آلیاژها، خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ، بی‌نظیر و برای تولید مطلوب و کاربردی است. این آلیاژ از تمام ویژگی‌های مطلوب تولید اعم از شکل‌پذیری، سختی و قابلیت ارتجاعی بهره‌مند است. در حالی که در برابر سایش مقاوم است عملکرد بسیار مناسبی تحت تغییر شکل‌های شدید و عمیق دارد. در مجموع ساختار فولاد ضد زنگ به شکلی است که در دمای پایین و بالا عملکرد مکانیکی مناسبی دارد.

مقاومت در برابر آتش

فولاد ضد زنگ بهترین و بیشترین مقاومت در برابر آتش را در مقایسه با سایر انواع فلزات مصرفی برای ساختمان‌سازی دارد. دمای بحرانی فولاد ضد زنگ بالاتر از 800 درجه سانتی‌گراد است. آلیاژ تحت تاثیر حرارت آتش نه دچار آسیب می‌شود و نه حتی گاز سمی از خود متصاعد می‌کند.

مقاومت در برابر خوردگی

ساخت فولاد ضد زنگ با حداقل 10.5% کروم باعث می‌شود که ترکیب حاصله محافظت شده و ضد زنگ باشد. کروم بر روی سطح با اکسیژن هوا یا آب ترکیب شده و به طور طبیعی یک لایه کروم اکسید غیر فعال و واکنش ناپذیر ایجاد می‌شود. این لایه اجازه عبور اکسیژن به لایه‌های زیرین و تماس آهن با اکسیژن را نمی‌دهد. حتی اگر این لایه با خراش از بین برود میتواند مجددا خود را بازسازی کند. روش ساخت فولاد ضد زنگ یا به عبارت دقیق‌تر روش ضد زنگ شدن فولاد ضد زنگ به این شکل است.

قابلیت تمیزکردن

مواد شوینده‌ی معمول چون صابون و پودرهای شست‌و‌شو نه تنها صدمه‌ای به سطح فولاد ضد زنگ وارد نمی‌کند بلکه می‌تواند به خوبی آن را تمیز و ضدعفونی کند. این ویژگی باعث شده استیل ماده اولیه‌ای مناسب برای ساخت تجهیزات پخت‌و‌پز و بیمارستانی باشد که مدام باید شسته و ضدعفونی بشوند.

قابلیت بازیافت

فولاد ضد زنگ استنلس ترکیبی سبز یا به عبارت ساده‌تر دوستدار طبیعت است که در جداول ساخت‌وساز امکان بازیافت آن را چیزی نزدیک به 100% براورد کرده‌اند. فولاد ضد زنگ ذاتاً به دلایلی که پیش‌تر توضیح دادیم در تماس با ترکیباتی چون آب خنثی و بی‌اثر است. به این شکل اجازه نمی‌دهد هیچ عنصر یا عناصری در ترکیبات آن تغییراتی ایجاد کنند. این مشخصات فولاد ضد زنگ آن را به ترکیبی ایده‌آل برای ساخت نما و سقف ساختمان، سیستم‌های بازیافت آب و لوله‌کشی آب شرب تبدیل کرده است. ساخت و ساز پایدار و نصب موثر تنها به کمک فولاد ضد زنگ با طول عمر زیاد امکان‌پذیر است.

فولاد ضدزنگ چه کاربردی دارد؟

از میان بیش از 150 نوع گریدهای فولاد ضد زنگ تنها 15 نمونه از آن‌ها به شکل متداول برای تولید استفاده می‌شود. کاربرد فولاد ضد زنگ با هر گریدی، خاص خود آن و متفاوت از دیگر رده‌ها است.

ظروف آشپزخانه و ابزار پخت‌ و پز

مصارف فولاد ضد زنگ در فضای آشپزخانه و در صنایع کیترینگ بسیار زیاد و البته متنوع است. از اکسسوری‌های آشپزخانه تا ظروف پخت‌و‌پز و کارد و چنگال. این چند دلیل مهم و اساسی دارد. اول این که فولاد ضد زنگ آلیاژی به شدت سخت و مقاوم است، دچار زنگ زدگی نمی‌شود و با قرار دادن مواد غذایی درون آن، تغییری در کیفیت غذا به وجود نمی‌آید. حتی غذاهای ترش با حالت اسیدی هم نمی‌توانند به فولاد ضد زنگ صدمه‌ای وارد کند. در این صنعت از رده‌های نرم‌تر برای ساخت ابزاری چون چاقو استفاده می‌شود و نمونه‌های سخت و خشک‌تر عموما برای ساخت انواع اجاق گاز و گریل کاربرد دارد.

تجهیزات پزشکی

فولاد ضد زنگ آلیاژی مناسب برای تمیز و استریل نگه داشته شدن است چرا که هم به سادگی و با ایمنی بالا تمیز می‌شود و هم زنگ نمی‌زند. از این آلیاژ برای ساخت انواع تجهیزات پزشکی از ابزار جراحی تا دندان پزشکی استفاده می‌کنند. بیشتر از فولاد ضد زنگ 304 و فولاد ضد زنگ 316 برای ساخت تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود.

معماری

به لطف استحکام، مقاومت، خاصیت ضدزنگی و انعطاف خوب، فولاد ضد زنگ استنلس استیل به یکی از اجزا و مهم و حیاتی در صنعت ساخت‌و‌ساز تبدیل شده است. در طراحی داخلی و خارجی استفاده از این آلیاژ امکان‌پذیر است. در فضای داخلی برای کانتر، کابینت و حتی پایه آن کاربرد دارد و در فضای خارجی در طراحی نما عموما استفاده می‌شود.

تاریخچه فولاد ضد زنگ

هری برلی (Harry Brearley) متالورژیست انگلیسی، اولین فولاد ضد زنگ واقعی را در سال 1913 اختراع کرد. او 12.8٪ کروم را به آهن اضافه کرد و فلزی تولید کرد که به نظر او در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم بود. Brearley این فلز را در حالی کشف کرد که به دنبال راه حلی برای مشکل فرسایش لوله‌های تفنگ ارتش بریتانیا بود. او چندین سال علاوه بر کار آزمایشگاهی، در خانه و بعداً در کلاس‌های رسمی عصرانه به تحصیل پرداخت تا در تکنیک‌های تولید فولاد و روش‌های آنالیز شیمیایی مرتبط با آن تخصص پیدا کند.

در اوایل سی سالگی، برلی به عنوان یک حرفه‌ای با تجربه و بسیار زیرک در حل مشکلات عملی، صنعتی و متالورژیکی شهرت پیدا کرد. در سال 1908 بود که دو تا از شرکت‌های اصلی فولادسازی شفیلد به طور ابتکاری موافقت کردند که به صورت مشترک یک آزمایشگاه تحقیقاتی مشترک (آزمایشگاه های براون فرث) را تأمین مالی کنند که از هری برلی خواسته شد تا این پروژه را رهبری کند.

در سال‌های پر دردسر قبل از جنگ جهانی اول، تولید تسلیحات در بریتانیا به‌طور قابل توجهی افزایش یافت، اما مشکلات عملی به دلیل فرسایش (ساییدگی بیش از حد) سطوح داخلی لوله‌های تفنگ با مشکلاتی مواجه شد. Brearley شروع به تحقیق در مورد فولادهای جدیدی کرد که بهتر می‌توانستند در برابر فرسایش ناشی از دماهای بالا مقاومت کنند. او شروع به بررسی افزودن کروم به فولاد کرد که در مقایسه با فولادهای کربنی استاندارد، نقطه ذوب مواد را بالا می‌برد. این تحقیق بر روی کمی کردن اثرات تغییر سطوح کربن (C، در غلظت‌های حدود 0.2 درصد وزنی) و کروم (کروم، در محدوده 6 تا 15 درصد وزنی) متمرکز شد.

هنگامی که فولاد ضد زنگ برای اولین بار ساخته شد، پیشرفت‌ها به سرعت انجام شد. تا سال 1919، یک حق اختراع در مورد فولاد ضد زنگ مارنزیتی، پیشروی برای فولاد ضد زنگ 410 امروزی، ثبت شد.

به زودی پس از کشف فولاد ضد زنگ، در طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار گرفت. در شفیلد، انگلستان، جایی که اولین فولاد ضد زنگ ساخته شد، کارخانه‌ها شروع به ساخت ابزار جراحی و کارد و چنگال از این مواد کردند. تا سال 1925، مخازن فولاد ضد زنگ مقاومت خود را در برابر خوردگی با ذخیره اسید نیتریک برای کاربردهای صنعتی ثابت کردند. در سال 1926، اولین ایمپلنت‌های فولادی جراحی مورد استفاده قرار گرفت. اولین آبجو که در مخازن فولاد ضد زنگ تخمیر شد در سال 1928 ساخته شد. این ماده در حال حاضر برای صنعت آبجوسازی یک استاندارد است.

در طول دهه 1920، طیف وسیعی از فرمولاسیون نیکل و کروم مورد آزمایش قرار گرفت. مخلوط‌های مختلف مزایای متفاوتی در مقاومت در برابر خوردگی، چکش خواری و سایر کیفیت‌ها ارائه کردند. در حال حاضر تقریباً 100 گرید فولاد ضد زنگ به صورت تجاری در دسترس است. گریدهای فولاد ضد زنگ به چهار گروه کلی تقسیم می شوند: مارتنزیتی، آستنتیک، دوپلکس و فریتی.

بسیاری از مکان‌های دیدنی معروف، مانند مجسمه بالای ورودی 50 راکفلر پلازا و شیکاگو Could Gate، درخشش خود را از فولاد ضد زنگ می‌گیرند. فولاد ضد زنگ در کاربردهایی که شامل نیروگاه‌های جزر و مدی در دهه 1960 و موانع سیل در دهه 1980 بود، مورد استفاده قرار گرفت.

مزایای فولاد ضد زنگ نورد سرد چیست؟

فولاد ضد زنگ نورد سرد به ما اجازه می‌دهد به ضخامت‌ها و مقاومت‌هایی برسیم که هیچ کس در زمان اختراع آن تصور نمی‌کرد. توانایی رسیدن به ضخامت‌هایی به کوچکی 0.00039 اینچ (بله 3 صفر صحیح است) کاتالیزوری در پیشبرد صنایع حمل و نقل و پزشکی در آینده بوده است. نورد سرد با در نظر گرفتن ویژگی‌های دقیق به ما امکان می‌دهد خواص فیزیکی و استحکام آلیاژ نورد شده را افزایش دهیم. فولاد ضد زنگ واقعاً دارای برخی از قابلیت‌های شگفت‌انگیز است و امیدواریم در سال‌های آینده شریکی در پیشرفت‌های فناوری باشد.

سخن پایانی

فولاد ضد زنگ صد درصد قابل بازیافت است و می‌توان آن را بدون تخریب، مجدداً پردازش کرد، که در نتیجه آن را از جریان زباله دور نگه می‌دارد. در برابر خوردگی بسیار مقاوم است، به این معنی که قبل از نیاز به تعویض، عمر طولانی دارد. این ویژگی‌ها با هم می‌توانند به کاهش انتشار کربن و ایجاد روش‌های پایدارتر کمک کنند. درک گریدها و انواع فولاد ضد زنگ مناسب برای مصارف و محیط‌های خاص، بخش مهمی از تضمین نتایج طولانی مدت و بهینه سازی هزینه‌ها است. خواه به دنبال چیزی قوی و مقاوم در برابر خوردگی برای محیط‌های دریایی باشید یا چیزی خیره کننده و آسان برای تمیز کردن برای استفاده در رستوران، آلیاژ فولاد ضد زنگ متناسب با نیازهای شما در دسترس است.

ایران نیز همیشه یکی از مهم‌ترین و بزرگترین تولیدکنندگان در صنعت فولاد بوده است به همین دلیل انتظار می‌رود مشکلی برای تولید فولاد ضد زنگ ایرانی وجود نداشته باشد اما درواقع چالش‌های پیش روی تولید کنندگان فولاد ضد زنگ در ایران باعث شده واردات این آلیاژ منطقی‌تر از تولید آن در داخل باشد.

پرسش و پاسخ