آیا زنگ زدگی از جنس استنلس است?

1. مقدمه

آیا زنگ زدگی از جنس استنلس است? با وجود نام آن, فولاد ضد زنگ می تواند - و تحت شرایط خاص - خوردگی بومی سازی شده مشابه با زنگ زدگی.

این سوال برای هر کسی که مواد مهندسی را مشخص کند ، وزن قابل توجهی دارد, ساخت و ساز, یا محصولات مصرفی: ظاهر بلند مدت, صداقت ساختاری, و الزامات نگهداری از مؤلفه های ضد زنگ - همه به درک اینکه چه موقع و چرا مقاومت در برابر خوردگی مشهور آن ممکن است انجام شود.

در بخش های بعدی, ما علم پشت لایه محافظ کروم ضد زنگ استیل ضد زنگ را کشف خواهیم کرد, محرک های محیطی که می توانند آن را نقض کنند, و استراتژی های عملی برای جلوگیری از خوردگی ناخواسته.

2. فولاد ضد زنگ چیست?

فولاد ضد زنگ است آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی در درجه اول از اتو کردن (با), کروم (کلوچه), وت کربن (جف), همراه با عناصر آلیاژ اختیاری مانند نیکل (در), مولیبدن (مس), وت نیتروژن (حرف).

مقاومت منحصر به فرد آن در برابر زنگ زدگی و رنگ آمیزی آن را از فولادهای معمولی کربن جدا می کند - و این تا حد زیادی به دلیل یک مؤلفه اصلی است: کروم.

نقش کروم: سپر نامرئی

آنچه باعث می شود فولاد ضد زنگ "ضد زنگ" باشد حداقل 10.5% محتوای کروم. این کروم با اکسیژن موجود در محیط واکنش نشان می دهد تا a نازک, لایه اکسید پایدار در سطح فولاد.

معروف به لایه منفعل, این خود ترمیم است و به عنوان مانعی برای رطوبت و هوا عمل می کند-دو ماده اساسی برای تشکیل زنگ زدگی.

آن را به عنوان شفاف فکر کنید, پوستی مقاوم که فلز زیرین را محافظت می کند.

برخلاف رنگ یا روکش, این فیلم منفعل در صورت آسیب دیده - اکسیژن ناشی از آن - در حال ساخت استیل ضد زنگ فوق العاده با ارزش در محیط های سخت است.

عناصر آلیاژ استیل ضد زنگ مشترک

فراتر از کروم, چندین عنصر دیگر را می توان به خواص فولاد ضد زنگ با تنظیم دقیق برای برنامه های خاص اضافه کرد:

خانواده های استیل ضدزنگ

پنج خانواده اصلی فولادهای ضد زنگ وجود دارد, هر کدام توسط ریزساختار خود تعریف شده اند:

• وابسته به اوستن (به عنوان مثال, 304, 316): متداول; مقاومت در برابر خوردگی بالا; غیر عجیبی.
• وابسته به فری (به عنوان مثال, 430): مغناطیسی, هزینه کمتری, مقاوم در برابر خوردگی کمتر.
• وابسته به مارتنز (به عنوان مثال, 410, 420): سخت و قوی; در کارد و چنگال استفاده می شود; مقاومت در برابر خوردگی متوسط.
• دوتایی (به عنوان مثال, 2205): ساختارهای آستنیتی و فری را با هم ترکیب می کند; مقاومت عالی و مقاومت به کلرید.
• بارش بار (به عنوان مثال, 17-4PH): مقاومت بالا با مقاومت در برابر خوردگی متوسط; در هوافضا استفاده می شود.

3. چه چیزی باعث زنگ زدگی می شود?

برای درک اینکه آیا فولاد ضد زنگ می تواند زنگ بزند, مهم است که ابتدا تعریف کنید زنگ زدگی چیست و تحت چه شرایطی شکل می گیرد.

زنگ زدگی چیست?

زنگ زدن یک نوع خاص از خوردگی است که وقتی رخ می دهد اتو کردن (با) واکنش با اکسیژن (اوت) وت رطوبت (هوس) در محیط شکل گیری اکسیدهای آهن- از نظر معمول fe₂o₃ · nho, یک ماده پوسته پوسته مایل به قهوه ای.

این واکنش الکتروشیمیایی است و منجر به تخریب یکپارچگی ساختاری فلز می شود.

زنگ فقط یک لکه سطح نیست - فعال است, شکل پیشرونده خوردگی که به فلز می خورد, تضعیف آن با گذشت زمان.

شرایطی که باعث زنگ زدگی می شود

زنگ نیاز دارد سه ماده مهم:

1. اتو کردن (یا یک آلیاژ حاوی آهن مانند فولاد)
2. اکسیژن (از هوا یا آب)
3. آب یا رطوبت (که به عنوان یک الکترولیت عمل می کند)

وقتی این عناصر با هم حضور دارند, یک سلول الکتروشیمیایی شکل می گیرد:

• منطقه آنودیک: آهن الکترون ها را از دست می دهد (اکسیداسیون), تشکیل یون های آهنی.
• منطقه کاتدی: اکسیژن و آب آن الکترون ها را برای تشکیل یون های هیدروکسید می پذیرند.
• یون ها ترکیب می شوند تا شکل بگیرند هیدروکسید آهن, که در نهایت برای زنگ زدگی اکسیده می شود.

خوردگی در مقابل زنگ زدگی: آیا آنها یکسان هستند?

نه کاملاً. در حالی که زنگ زدگی یک است شکل خوردگی, همه خوردگی زنگ زد.

به عنوان مثال, آلومینیوم یک اکسید سفید تشکیل می دهد, فرم های مس پتینه سبز, وت فولاد ضد زنگ تکه های اکسید سیاه یا قهوه ای را تشکیل می دهد- همه انواع خوردگی, اما به معنای سخت "زنگ زدگی" نیست.

4. آیا زنگ زدگی فولاد ضد زنگ می تواند?

با وجود شهرت آن, استیل ضد زنگ در واقع می تواند زنگ بزند- اما فقط در شرایط محیطی یا مکانیکی خاصی.

این یک تمایز مهم است: فولاد ضد زنگ است مقاوم در برابر خوردگی, نه ضد خوردگی.

چرا فولاد ضد زنگ در برابر زنگ زدگی مقاومت می کند

مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ از آن ناشی می شود محتوای کروم بالا (10.5 ≥), که امکان تشکیل a را فراهم می کند اکسید کروم منفعل (cr₂o₃) فیلم. این فیلم است:

• از نظر میکروسکوپی نازک, در عین حال بسیار محافظ
• همدست و خود درمانی در حضور اکسیژن
• قادر به جلوگیری از رسیدن اکسیژن و رطوبت در زیر فولاد

این لایه منفعل فولاد ضد زنگ را از فولاد کربن متمایز می کند, که اشکال دارد متخلخل, اکسید آهن پوسته (زنگ زدن) که اجازه می دهد تا خوردگی پخش شود.

هر چند, این فیلم منفعل غیر قابل تخریب نیست. می تواند باشد مختل, مورد حمله شیمیایی, یا از نظر جسمی برداشته شد, به خصوص در شرایط تهاجمی یا ضعیف کنترل شده.

چه زمانی و چرا زنگ زدگی استیل ضد زنگ

زنگ زدگی فولاد ضد زنگ هنگامی که لایه منفعل آن آسیب دیده و اجازه اصلاح آن را ندارد. این ممکن است در چندین شرایط اتفاق بیفتد:

قرار گرفتن در معرض کلرید (به عنوان مثال, آب شور, سفید کننده):

• یونهای کلرید به لایه منفعل نفوذ می کنند و شروع می کنند خوردگی.
• حتی نمرات مانند 304 می تواند در محیط هایی فقط گودال کند 30 PPM کلریدها.

کمبود اکسیژن:

• در شکاف یا در زیر رسوباتی که اکسیژن نمی تواند به آن برسد, لایه منفعل نمی تواند بازسازی شود.
• این منجر به خوردگی- در تنظیمات دریایی و صنعتی.

آلودگی با ذرات آهن:

• تماس با ابزارهای فولاد کربن, گرد و غبار سنگ زنی, یا ذرات آهن می توانند سایت های خوردگی را معرفی کنند.
• این ذرات خارجی زنگ می زنند, رنگ آمیزی سطح استیل ضد زنگ.

محیط های اسیدی یا صنعتی:

• اسیدهایی مانند سولفوریک, وابسته به هیدروکلریک, یا اسید نیتریک می تواند فیلم منفعل را حل کند.
• درجه حرارت بالا و آلاینده ها این شکست را تسریع می کنند.

استرس مکانیکی یا عملیات حرارتی:

• جوشکاری یا سرماخوردگی می تواند باعث شود حساسیت (کاربیدهای کروم در مرزهای دانه).
• این باعث کاهش مقاومت در برابر خوردگی می شود و منجر به خوردگی بین دانه ای.

نمونه های دنیای واقعی از زنگ زدگی از جنس استنلس استیل

• وسایل آشپزخانه: لکه های زنگ زدگی در نزدیکی سینک یا ماشین ظرفشویی به دلیل نمک و گرما.
• نرده های دریایی: 304 خوردگی ضد زنگ در تاسیسات ساحلی; 316 کرایه بهتر.
• لوله های جوش داده شده: زنگ زدگی در درزهای جوش که در آن مناطق تحت تأثیر گرما به درستی منفعل نشده بودند.
• تابلوهای معماری: رگه های زنگ زدگی ناشی از نمک موجود در هوا یا تماس با اتصال دهنده های غیر است..

5. انواع خوردگی فولاد ضد زنگ

اگرچه فولاد ضد زنگ برای مقاومت در برابر خوردگی طراحی شده است, مصون نیست. حساسیت آن به قرار گرفتن در معرض محیط زیست بستگی دارد, ترکیب آلیاژ, هندسه طراحی, و پایان سطح.

فولاد ضد زنگ می تواند از آن رنج ببرد موضعی, وابسته به گالوانیایی, و خوردگی ناشی از استرس- هر مکانیزم های منحصر به فرد, عواقب, و استراتژی های پیشگیری.

خوردگی

حمله موضعی که به سطح فلز نفوذ می کند

• علت: یون های کلرید (کلوچه), معمولاً در آب شور یافت می شود, سفید کننده, و عوامل یخ زدگی, می تواند به صورت محلی لایه اکسید کروم منفعل را تجزیه کند.
• ظاهر: کوچک, حفره های عمیق یا "چاله" روی سطح.
• عواقب: می تواند با حداقل از دست دادن فلز منجر به سوراخ شدن سریع شود, غالباً تا زمان شکست ناشناخته می شوند.
• مشترک: 304 فولاد ضد زنگ که در محیط های دریایی یا استخر استفاده می شود.

خوردگی

خوردگی در مناطق محافظ با الکترولیت راکد

• علت: در شکاف های تنگ اتفاق می افتد که اکسیژن نمی تواند فیلم منفعل را دوباره پر کند - مانند زیر واشرها, واشر, اتصالات دامان, یا رسوبات سطحی.
• مکانیزم: گرسنگی اکسیژن باعث ایجاد سلول هوادهی دیفرانسیل می شود; منطقه به دام افتاده آندی می شود و به سرعت فاسد می شود.
• ظاهر: خوردگی در زیر شکاف, اغلب در خارج قابل مشاهده نیست.
• مشترک: برنامه های آب دریا, اتصالات فلنج, یا تجهیزات با هندسه های پیچیده.

خوردگی گالوانیک

واکنش الکتروشیمیایی بین فلزات متفاوت در تماس

• علت: هنگامی که فولاد ضد زنگ در حضور الکترولیت به یک فلز کم و بیش نجیب متصل می شود (به عنوان مثال, اب), یک فلزی ترجیحا به.
• نمونه: پیچ های استیل ضد زنگ در تماس با قاب های آلومینیومی می توانند باعث شوند آلومینیوم خوردگی کند.
• شدت: بستگی به موقعیت نسبی فلزات در سری گالوانیک و نسبت اندازه آند به کاتد دارد.

ترک خوردگی استرس (SCC)

ناگهانی, نارسایی شکننده تحت استرس کششی در یک محیط خورنده

• علت: ترکیبی از استرس کششی (باقیمانده یا کاربردی), شرایط خاص محیطی (اغلب غنی از کلرید), و ریزساختار مستعد.
• ظاهر: ترک های میکروسکوپی که به مرور زمان پخش می شوند, منجر به نارسایی فاجعه بار.
• مشترک: 304/304فولادهای ضد زنگ آستنیتی تحت استرس در گرم, مرطوب, یا شرایط غنی از کلرید.
• صنایع تحت تأثیر قرار گرفتند: پردازش شیمیایی, هسته ای, تجهیزات غذایی, و کارخانه های تصفیه آب.

خوردگی بین دانه ای (igc)

حمله انتخابی در امتداد مرزهای دانه

• علت: کاهش کروم در مرزهای دانه به دلیل حساسیت (گرمایش در محدوده 450-850 درجه سانتیگراد), اغلب در هنگام جوشکاری یا عملیات حرارتی نادرست.
• مکانیزم: کروم با کربن ترکیب می شود تا کاربیدهای کروم را تشکیل دهد, کاهش مقاومت در برابر خوردگی در نزدیکی مرزهای دانه.
• نتیجه: فلز ممکن است دست نخورده به نظر برسد اما از نظر ساختاری ضعیف می شود.
• پیشگیری: استفاده از نمرات کم کربن مانند 304L/316L یا نمرات تثبیت شده مانند 321 (تثبیت شده) وت 347 (تثبیت شده NB).

6. عوامل مؤثر بر مقاومت در برابر خوردگی

• ترکیب آلیاژ: CR بالاتر (≥ 20 %), مس (≥ 2 %), و محتوای NI مقاومت را تقویت می کند.
• پایان سطح: سطوح صیقلی یا الکترول شده در برابر حمله بهتر از اتمام خشن یا ترشی مقاومت می کنند.
• محیط:

• • کلرید (آب دریا, نمکهای ضد عفونی) پرخاشگرترین هستند.
  • اسید و آلاینده های صنعتی (خیلی, نه) می تواند فیلم منفعل را از بین ببرد.

• استرس مکانیکی & ساختگی: خم, جوش, و ماشینکاری می تواند فشارهای کششی و مناطق حساسیت را معرفی کند.

7. نمرات فولاد ضد زنگ و مقاومت در برابر خوردگی آنها

فولادهای ضد زنگ در طیف گسترده ای از نمرات قرار می گیرند, هر یک با عناصر خاص آلیاژ و ریزساختارها مهندسی شده است

برای ارائه مقاومت در برابر خوردگی بهینه و خصوصیات مکانیکی برای محیط های هدفمند.

انتخاب درجه مناسب برای اطمینان از ماندگاری بسیار مهم است, امنیت, و مقرون به صرفه.

خلاصه مقاومت در برابر خوردگی بر اساس درجه

8. نگهداری و پیشگیری از زنگ زدگی

چگونه طول عمر و عملکرد فولاد ضد زنگ را به حداکثر برسانیم

علی رغم شهرت خود در برابر مقاومت در برابر خوردگی, فولاد ضد زنگ کاملاً از زنگ زدگی - به ویژه در محیط های سخت مصون نیست.

انتخاب مناسب, دست زدن, و شیوه های نگهداری برای حفظ یکپارچگی آن ضروری است, ظاهر, و عملکرد.

انتخاب درجه مناسب

یکی از مؤثرترین راه های جلوگیری از زنگ زدگی ، انتخاب درجه فولاد ضد زنگ مناسب برای محیط مورد نظر است.

• 304 برای داخلی کافی است, خشک, و برنامه های کم کالرید.
• 316 یا نمرات دوبلکس برای دریایی توصیه می شود, صنعتی, یا محیط های شیمیایی با کلرید بالا یا قرار گرفتن در معرض رطوبت.
• نمرات آلیاژ بالا مانند 904سعادت برای رسانه های بسیار فاسد ایده آل هستند, مانند اسید سولفوریک یا آب دریا.

درمان های سطحی برای تقویت مقاومت

فولاد ضد زنگ به لایه منفعل خود متکی است - نازک, فیلم اکسید غنی از کروم-برای محافظت از خوردگی. تقویت یا ترمیم این لایه می تواند خطر زنگ زدگی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

• انفعال: یک درمان شیمیایی (اغلب مبتنی بر اسید نیتریک یا سیتریک) که آهن آزاد را از بین می برد و رشد فیلم اکسید کروم را تقویت می کند.
• برق: صاف و میکروسکوپی سطح را سطح می کند, کاهش شکل گیری شکاف و آلاینده هایی که باعث خوردگی موضعی می شوند.
• ترشی: لایه های اکسید با گرما یا مقیاس تشکیل شده در طول جوشکاری و پردازش گرمای بالا را از بین می برد.

نظافت منظم و مدیریت محیط زیست

حتی بهترین نمرات می تواند در صورت آلودگی یا عدم تحمل باقی مانده ، خوردگی کند.

آلاینده های محیطی مانند کلریدها, سولفات, و ذرات آهن می توانند با گذشت زمان خوردگی را آغاز کنند.

نکات مربوط به نگهداری:

• سطوح را به طور مرتب با مواد شوینده خفیف وت آب گرم.
• از استفاده خودداری کنید برس های پشم استیل یا استیل کربن, که می تواند رسوبات آهن را ترک کند.
• استفاده کردن پارچه های نرم یا لنت های تمیز کننده پلاستیکی.
• کاملاً بشویید, مخصوصاً بعد از تماس با آب شور, اسید, یا تمیز کردن مواد شیمیایی.
• در تنظیمات صنعتی, نصب کردن موانع محافظ یا دفع کننده در صورت لزوم.

ساخت و نصب بهترین روشها

دست زدن به ضعیف هنگام برش, جوش, یا نصب می تواند به لایه محافظ اکسید آسیب برساند یا آلاینده ها را معرفی کند.

• استفاده کردن ابزارهای فلزی ضد زنگ اختصاصی برای جلوگیری از آلودگی متقابل با فولاد کربن.
• بعد از جوشکاری, درخواست کردن تمیز کردن پس از جوشکاری وت انفعال برای از بین بردن مقیاس و رنگ آمیزی.
• اجتناب کردن گوشه ها و شکاف های تیز در طراحی برای به حداقل رساندن گرفتاری رطوبت.
• مانع شدن جفت شدن گالوانیک با فلزات متفاوت مگر اینکه به درستی عایق بندی شود.

9. اسطوره های رایج در مورد زنگ زدگی از جنس استنلس استیل

"فولاد ضد زنگ هرگز زنگ نمی زند?”

همانطور که در طول این مقاله بحث شد, فولاد ضد زنگ در برابر زنگ زدگی مصون نیست.

در حالی که مقاومت در برابر خوردگی عالی در مقایسه با فولاد کربن ارائه می دهد, شرایط خاص می تواند باعث تجزیه لایه منفعل شود و تشکیل زنگ زدگی را آغاز کند.

"همه فولاد ضد زنگ یکسان است?”

تعداد زیادی از فولاد ضد زنگ وجود دارد, هرکدام با ترکیبات و خواص مختلف آلیاژ.

مقاومت در برابر خوردگی, قدرت, و سایر خصوصیات بین نمرات متفاوت است. انتخاب درجه اشتباه برای یک برنامه می تواند منجر به خوردگی و خرابی زودرس شود.

"فولاد ضد زنگ بدون تعمیر و نگهداری است?”

فولاد ضد زنگ برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی خود نیاز به نگهداری منظم دارد.

نظافت, محافظت از محیط های خشن, وت, در بعضی موارد, درمان های سطحی برای جلوگیری از ایجاد آلاینده ها و اطمینان از یکپارچگی لایه منفعل ضروری است.

10. پایان

در نتیجه, فولاد ضد زنگ یک ماده قابل توجه با خاصیت مقاوم در برابر خوردگی است, اما برای زنگ زدگی غیرقابل نفوذ نیست.

ترکیب منحصر به فرد از فولاد ضد زنگ, به ویژه نقش کروم در تشکیل یک لایه منفعل, مقاومت ذاتی خود را در برابر خوردگی فراهم می کند.

هر چند, عوامل مختلف, از جمله قرار گرفتن در معرض کلریدها, اسید, استرس مکانیکی, و نگهداری نادرست, می تواند این مقاومت را به خطر بیاندازد و منجر به زنگ زدگی شود.

درک انواع مختلف خوردگی که می تواند بر فولاد ضد زنگ تأثیر بگذارد, عوامل مؤثر بر مقاومت در برابر خوردگی آن,

و اقدامات مناسب برای نگهداری و پیشگیری برای به حداکثر رساندن طول عمر و عملکرد محصولات و سازه های استیل ضدزنگ ضروری است.

با برطرف کردن اسطوره های مشترک و تصمیم گیری آگاهانه در مورد انتخاب مواد, درمان سطحی, و حفظ,

ما می توانیم اطمینان حاصل کنیم که فولاد ضد زنگ در طیف گسترده ای از برنامه ها همچنان یک ماده قابل اعتماد و بادوام است.

 

LangHe: ریخته گری فولاد ضد زنگ دقیق & خدمات ساختاری

LangHe یک ارائه دهنده قابل اعتماد از ریخته گری از جنس استیل ضد زنگ با کیفیت بالا و خدمات ساخت فلزی دقیق, خدمت به صنایع که در آن عملکرد, دوام, و مقاومت در برابر خوردگی بسیار مهم است.

با قابلیت های پیشرفته تولید و تعهد به تعالی مهندسی, LangHe قابل اعتماد را ارائه می دهد, راه حل های فولادی ضد زنگ سفارشی برای برآورده کردن نیازهای برنامه کاربردی.

قابلیت های فولاد ضد زنگ ما شامل می شود:

• ریخته گری سرمایه گذاری & ریخته گری موم گمشده
  ریخته گری با دقت بالا برای هندسه های پیچیده, اطمینان از تحمل محکم و پایان سطح برتر.
• ریخته گری & قالب گیری پوسته
  ایده آل برای اجزای بزرگتر و تولید مقرون به صرفه, مخصوصاً برای قطعات صنعتی و ساختاری.
• ماشینکاری CNC & پس از فرآیند
  خدمات کامل ماشینکاری از جمله چرخش, آسیاب کردن, حفاری, صیقل, و درمان های سطحی.

آیا شما به اجزای با دقت بالا احتیاج دارید, مجامع ضد زنگ پیچیده, یا قطعات مهندسی سفارشی, LangHe آیا شریک قابل اعتماد شما در ساخت فولاد ضد زنگ است.

امروز با ما تماس بگیرید برای یادگیری چگونگی LangHe می تواند راه حل های فولاد ضد زنگ را با عملکرد ارائه دهد, قابلیت اطمینان, و دقیق نیازهای صنعت شما.