هر آنچه در رابطه با فولاد کورتن یا هوازده باید بدانید

همان‌طور که می‌دانید فولاد مانند اکثر ترکیبات آهن در تماس با اکسیژن به سرعت واکنش داده و به واسطه‌ی این واکنش یا به عبارت دقیق‌تر اکسایش، استحکام بی‌نظیر خود را از دست می‌دهند. باتوجه به گستردگی موارد مصرف فولاد و به منظور حل این مشکل تا به امروز راهکارهای متفاوتی پیدا شده است. به طور معمول از انواع رنگ و آبکاری یا ترکیبات آلیاژی برای برطرف کردن این مشکل استفاده می‌شود اما گاهی نیاز هست این آلیاژ بدون لایه‌های پوششی در فضایی غیر محفوظ مورد استفاده قرار بگیرد. در دهه‌ی 1930 میلادی محصولی با نام فولاد کورتن یا فولاد هوازده به طور اختصاصی برای استفاده در خط آهن زغال سنگ ساخته شد که با گذشت زمان جایگاه درست خود را در صنعت پیدا کرد.

فولاد کورتن چیست؟

فولاد کورتن (به انگلیسی: Corten steel) یا فولاد هوازده (به انگلیسی: weathering steel) در تناقض با حالت معمول آهن و آلیاژهای آن، فولادی هوازده اما مقاوم و مستحکم است. واژه‌ی کورتن در واقع نامی تجاری است که شرکت سازنده‌ی آمریکایی این نوع فولاد برای آن انتخاب کرده است. فولاد کورتن در دسته‌ای قرار می‌گیرد که در واقع باهدف حذف یا کاهش حجم مصرف لایه‌های پوششی تولید شده‌اند.

ساختار فولاد کورتن به گونه‌ای است که وقتی در معرض اکسیژن قرار می‌گیرد سطح بیرونی آن، لایه‌ای زنگار مانند تشکیل می‌دهد که مانع از زنگ‌زدگی باقی فولاد می‌شود و دقیقاً به همین دلیل است که این نوع فولاد را فولاد هوازده می‌گویند.

فولاد کورتن با اشکال بسیار متنوعی از ورق و کویل تا انواع لوله و پروفیل تولید می‌شود. امروزه بیشترین کاربرد این مقاطع در فضای باز و برای مواقعی است که امکان بررسی شرایط سلامت فولاد، کم یا غیر ممکن است. برای مثال برج‌ها یا ساختمان‌های مرتفع، پل‌ها، انواع سازه‌های دریایی و …

ویژگی منحصر به فرد فولاد کورتن چیست؟

فولاد کورتن هم مشابه سایر انواع فولادهای کربنی در هوای خشک یا مرطوب در معرض اکسیژن زنگ می‌زند با این تفاوت که با گذشت زمان لایه زنگ‌زده آن تبدیل به لایه‌ زنگاری متراکم شده که به شکلی سطح فولاد را مهر و موم کرده و مانع از نفوذ بیشتر زنگار می‌شود.

با تشکیل این لایه‌ی زنگار، سطح قهوه‌ای-نارنجی تازه آن تبدیل به ترکیبی دو رنگ از قهوه‌ای تیره و روشن می‌شود. سرعت این تغییر رنگ و ایجاد رنگ نهایی بسیار به شرایط اتمسفر و کیفیت هوای اطراف قطعه بستگی دارد. به عنوان مثال تراکم بالای گوگرد در اتمسفر باعث می‌شود که هم سرعت اکسایش افزایش پیدا کند و هم لایه‌ی زنگار ایجاد شده تیره‌تر از حالت معمول باشد. علاوه‌بر این، افزایش و کاهش دائمی رطوبت هوا هم می‌تواند سرعت اکسایش را افزایش بدهد.

ترکیبات فولاد کورتن چیست و چگونه تولید می‌شود؟

عناصر آلیاژی مصرفی در ترکیبات فولاد نقش بسیار مهمی در تشکیل یک لایه زنگار مقام، جامد و ماندگار دارد. مهم‌ترین این عناصر آلیاژی مس، کروم، نیکل و فسفر است. تمامی این عناصر باید با نسبت‌هایی دقیق و درست در ترکیبات آلیاژ مورد استفاده قرار بگیرند.

فرآیند تولید فولاد کورتن از ترکیب فولاد، مس، کروم و نیکل آغاز می‌شود و با افزودن سایر عناصر آلیاژی چون فسفر، سیلیکون و منگنز ادامه پیدا کرده و تکمیل می‌شود. در این ترکیبات چیزی کمتر از 0.2-0.3 درصد کربن هم وجود دارد تا آلیاژ در کنار استحکام و سختی بهره‌مند از انعطاف‌پذیری مطلوبی هم باشد.

استفاده از فولاد کورتن چه مزایا و معایبی دارد؟

به طور کلی فولاد کورتن یا هوازده محصولی بسیار مناسب و کاربردی است که مشابه هر محصول دیگری برای استفاده معمول در صنعت مزایا و معایب خاص خود را دارد.

5 مزیت استفاده از فولاد هوازدگی

یکی از مهم‌ترین و بزرگ‌ترین مزایای استفاده از فولاد کورتن مقاومت خوب آن در برابر زنگ‌زدگی است. عناصر آلیاژی موجود در آن بر روی سطح، لایه‌ محافظی ایجاد می‌کند که اجازه‌ی عبور آب به داخل فلز و زنگ‌زدگی آن از داخل را نمی‌دهد. این به آن معنا است که با استفاده از این نوع فولاد در ساخت نمای ساختمان، دیگر نباید نگران زنگ‌زدگی آن، طی مدت زمان طولانی باشید.

فولاد کورتن همچنین در صنعت به قدرت و ماندگاری استثنایی شهرت پیدا کرده است. استحکام کششی بی‌نظیری دارد که آن را تبدیل به گزینه‌ای مناسب برای ساخت سازه‌های سنگین می‌کند. به لطف مقاومت بالایی که در برابر زنگ‌زدگی دارد مناسب شرایط آب و هوایی بحرانی است. علاوه بر تمامی این موارد زنگار ایجاد شده بر روی این آلیاژ جلوه‌ای خاص در نمای ساختمان هم به‌وجود می‌آورد.

1. ماندگاری طولانی

به طور کلی این آلیاژ باهدف تولید فولادی مقاوم‌تر ساخته شد. طی فرآیند تولید فولاد، عناصر آلیاژی کم‌کم به ترکیب افزوده می‌شود و به کمک همین عناصر است که فولاد مقاوم‌ و ضدزنگ می‌شود. این فولاد مقاوم و ضدزنگ برای دهه‌ها بدون نیاز به نوسازی و یا حتی بازسازی قابل استفاده است. این ویژگی آن را به ماده‌ای مناسب و مقرون به صرفه تبدیل کرده است.

2. فرآیند نگه‌داری ساده

در شرایط آب و هوایی معمول نگه‌داری از آن بسیار ساده بوده و به مراقبت‌ ویژه‌ای نیاز ندارد. به رنگ یا هیچ‌گونه بازسازی سطحی هم نیاز نیست چرا که به شکل طبیعی و در طی زمان، لایه محافظ پوششی سطح بر روی آن ایجاد می‌شود. این پوشش علاوه بر این که مانع از پیشروی زنگار می‌شود، استحکام آن را نیز به میزان چشم‌گیری بالا می‌برد.

3. دوستدار محیط زیست

باتوجه به این که فولاد کورتن قابلیت بازیافت و استفاده مجدد دارد آلیاژی دوستدار محیط زیست به حساب می‌آید. علاوه‌بر این، هیچ‌گونه سم یا مواد شیمیایی مضر برای انسان و طبیعت هم تولید نمی‌کند. فرآیند ساخت این آلیاژ نیز در مقایسه با نمونه‌های قدیمی آن به انرژی کمتری نیاز دارد.

4. زیبایی بصری

فولاد کورتن به واسطه‌ی زنگار سطحی خود، ظاهری متفاوت و البته زیبا در محصول به وجود می‌آورد. از این نوع فولاد بدون هیچ تغییری در سطح، پرداخت یا آبکاری استفاده می‌کنند چرا که زیبایی طبیعی آن ترفندی برای افزایش زیبایی بصری فضا و بنا است. زنگاری که طی زمان بر روی سطح ایجاد شده و جلوه‌ی خاصی که رنگ و بافت این زنگار در فولاد ایجاد می‌کند باعث شده از فولاد کورتن حتی برای ساخت انواع آثار هنری هم استفاده بشود.

5.تطبیق‌پذیری بالا

تطبیق‌پذیری فولاد هوازده بسیار زیاد است و از آن با اهداف بسیار متفاوت و متنوعی می‌توان استفاده کرد. بیشتر اما در صنعت ساختمان‌سازی چه برای ساخت بدنه و چه نما کاربرد دارد و گزینه‌ای مناسب و تجاری برای این منظور است.

4 مورد از معایب فولاد هوازده

گرچه استفاده از فولاد کورتن مزایای زیادی دارد اما بی‌شک در مورد این محصول کاربردی هم اشکالات و نقطه ضعف‌هایی وجود دارد. یکی از این موارد دشواری تامین است. تامین‌کنندگانی بسیار خاص و محدود این محصول را در انواع سایزها و ضخامت‌ها تولید می‌کنند.

1. قیمت

قیمت فولاد هوازده در مقایسه با سایر انواع فولاد بسیار بیشتر است. قیمت زیاد و حجم بالا، فولاد مصرفی برای پروژه‌های ساخت‌و‌ساز باعث شده در مواردی که بودجه پروژه محدود است استفاده از فولاد کورتن امکان‌پذیر نباشد.

2. حساسیت به زنگ‌زدگی

همان‌طور که پیشتر هم به آن اشاره کردیم ساختار و ماهیت فولاد کورتن به شکلی است که لایه‌ زنگار محافظ باید بر روی سطح آن ایجاد شده تا مانع از زنگ‌زدگی قطعه به طور کامل بشود اما در صورتی که قطعه طی زمان دچار شکستگی شود شرایط کاملاً تغییر پیدا می‌کند. این ترک با ایجاد راهی برای نفوذ رطوبت به داخل قطعه، به سرعت فولاد کورتن را در برابر زنگ و خوردگی آسیب‌پذیر می‌کند.

استفاده از فولاد هوازده در محیط‌های مرطوب نیمه استوایی توصیه نمی‌شود چرا که همان‌طور که توضیح دادیم در صورت تشکیل حفره‌های آب بر روی آن، قطعه به سرعت از داخل دچار خوردگی و اکسایش می‌شود.

3. فرآیند دشوار جوشکاری

فولاد هوازده جوش‌پذیر است اما جوشکاری آن در مقایسه با سایر انواع فولاد بسیار گران‌قیمت بوده و فرآیندی تخصصی است که امکان انجام آن تنها برای تعداد محدودی از متخصصان این حوزه وجود دارد.

4. فرآیندپذیری کم 

باتوجه به مقاومت زیاد فولاد کورتن در مقایسه با سایر انواع فولاد، کار کردن با آن، بسیار دشوار است. انجام برش، جوش و سایر فرآیندهای تخصصی لوله و پروفیل برای آن‌ها گران‌قیمت و زمان‌بر خواهد بود.

قیمت فولاد کورتن در مقایسه با انواع فولاد

در پاسخ به این سوال که آیا فولاد کورتن، نوعی فولاد گران قیمت است، باید گفت بله فولاد کورتن از نظر قیمت تفاوت قابل توجهی با سایر گریدهای معمول فولاد دارد. محصولات تولید شده از آن اختلافی 50% تا 100% با سایر انواع مواد اولیه مقاوم و ماندگار دارند. علت اختلاف قیمت زیاد این محصول را می‌توان در ترکیبات و عناصر آلیاژی مصرفی برای ساخت آن جست‌وجو کرد.

باتوجه به این که از این نوع آلیاژ اغلب برای ساخت محصولات مقیاس کوچک استفاده نمی‌شود و در اکثر مواقع برای ساخت ساختمان و سایر سازه‌های مقیاس بزرگ کاربرد دارند این اختلاف قیمت تغییر بزرگی در بودجه‌ی ساخت ایجاد می‌کند.

فولاد کورتن به نسبت گران‌ قیمت است اما نه گران‌قیمت‌ترین نمونه فولاد. فولاد ضد زنگ یا استیل جز فولادهای کم کربن است. این آلیاژ در تماس با آب، مشابه سایر انواع فولاد دچار زنگ و خوردگی نمی‌شود. بین تمام انواع و اشکال مختلف فولاد، این فولاد ضد زنگ است که به واسطه‌ی عناصر آلیاژی خاص و گران قیمتش چون آهن، کروم ، نیکل، منگنز و مس، بیشترین قیمت را دارد.

آیا فولاد کورتن قابل بازیافت است؟

برای ساخت فولاد کورتن هم می‌توان از فولاد نو یا بازیافتی استفاده نمود و هم امکان بازیافت خود این آلیاژ بعد از مصرف وجود دارد. ماهیت و ساختار فولاد به گونه‌ای است که به طور کلی قابل بازیافت است. با اتمام عمر مفید پروژه، قطعه مجدد به ریخته‌گری ارسال می‌شود تا برای تبدیل شدن به محصولی جدید و استفاده مجدد آماده بشود. به همین دلیل می‌توان گفت درصد قابلیت بازیافت فولاد کورتن چیزی حدود 100% است.

آیا فولاد هوازده یا کورتن نوع فولاد HSLA است؟

فولاد هوازدگی که با نام تجاری کورتن نیز شناخته می‌شود، نوعی از فولاد HSLA است که سطح بالایی از مقاومت در برابر خوردگی جوی و استحکام کششی را نشان می‌دهد.

خواص و ویژگی های فولاد کورتن

فولاد کورتن خواص و ویژگی‌های مطلوب، مناسب و کاربردی زیادی دارد. قدرت و دوام بالا، آن را برای ساخت سازه‌های بزرگ و مستحکمی چون پل، ساختمان، آثار هنری مناسب و کاربردی کرده است. به علاوه‌ی این که ظاهر قدیمی و طبیعی آن باعث شده در پروژه‌های فضای باز، طراح بتواند بدون انجام هیچ فرآیند خاصی برای ایجاد تغییرات ظاهری، از زیبایی طبیعی آن بهره ببرد.

مهم‌ترین ویژگی این نوع فولاد اما همان مقاومت خوب آن در برابر زنگ زدگی است. این به آن معنا است که فولاد طی زمان و در معرض اکسیژن آسیب نمی‌بیند. به لطف ترکیبات و عناصر آلیاژی خاص آن، فولاد کورتن حتی در دماهای بالا، نه تاب برداشته و نه ذوب می‌شود.

جمع‌بندی

فولاد کورتن یا هوازده همان‌طور که توضیح دادیم نوعی فولاد مقاوم و مستحکم است اما مقاومت آن در برابر زنگ‌زدگی به هیچ‌وجه به معنای ضدزنگ بودن این آلیاژ نیست. نکته جالب در مورد فولاد کورتن این است که اتفاقا این لایه‌ی زنگار است که از آن در برابر پیشروی زنگ‌زدگی محافظت می‌کند. این که عمر مفید فولاد کورتن چند سال باشد و در چه مدت زمانی لایه‌ی زنگار مقاوم آن تشکیل بشود کاملا وابسته به شرایط محیطی و آب و هواست. استفاده از این آلیاژ نیز مشابه سایر انواع آلیاژهای آهن، مزایا و معایبی دارد که مصرف‌کننده با توجه به آن‌ها و مورد مصرف خود می‌تواند به خوبی تصمیم بگیرد که آیا این آلیاژ خاص و البته گران‌قیمت می‌تواند بهترین گزینه برای او باشد یا خیر.

پرسش و پاسخ

فولاد و آلیاژ, مقالات در گروه صبا | نویسنده : سروناز خسروی راد | بروزرسانی : 22 آبان 1402