سوال: حد بهینه درصد نیکل در فولادهای زنگ نزن چقدر است ؟
جواب: نیکل اثرات مفیدی بر خوردگی فولادهای زنگ دارد، اما بهترین نتایج در مقادیر بین 5 تا 8% نیکل بدست آمده است. زیرا در مقادیر بالاتر ریسک تشکیل فاز سیگما را بالا می برد که عموما فاز تردی است و خواص مکانیکی و خوردگی فولاد را کاهش میدهد.
سوال: کسی میداند چرا در دیگ‌های بخار از فولاد کورتن بیشتر از فولادهای کربن یا زنگ نزن از نظر مقاومت به خوردگی ترجیح داده می شود؟
جواب: من فکر می کنم جنبه های اقتصادی مواد مهمترین عامل در کاربردهای مقیاس بزرگ است، به عنوان مثال استفاده از فولادهای کم کربن در دیگ‌های با ضخامت 15 میلی متر بسیار به صرفه تر از استفاده از فولاد ضد زنگ با ضخامت پانل در حدود 5 میلی متر است با دانستن این واقعیت که این دو ضخامت پیشنهادی دارای عملکرد مشابه پس از مدت زمان طولانی است.
سوال: هر کدام از عناصر آلیاژی کربن و منگنز چه تاثیری بر فولادهای کم کربن می گذارند؟
جواب:
کربن: استحکام تسلیم، سختی و مقاومت به سایش را افزایش می دهد. درحالی‌که داکتیلیتی، چقرمگی و ماشینکاری را کاهش می دهد.
منگنز: استحکام در دمای بالا را افزایش میدهد، و همچنین اثرات مخرب گوگرد را نیز خنثی میکند.
سوال: آیا کبالت اثر مثبتی بر خواص مکانیکی فولاد می گذارد؟
جواب: کبالت منجربه افزایش استحکام و سختی، و افزایش دمای آبدهی (کوئنچ) و همچنین افزایش سختی قرمز (red hardness) فولادهای تندبر میشود. همچنین در صورت حضور عنصر کبالت اثرگذاری سایر عناصر عمده و اصلی را تشدید میکند.
سوال: عنصر کلومبیوم چه تاثیری بر فولاد دارد؟
جواب: Columbium یا نایوبیوم بعنوان پایدار کننده عناصر در فولادهای زنگ نزن بکار برده میشوند. بگونه‌ای که عناصر را بطور یکنواخت در سراسر فولاد پخش میکند و از تشکیل رسوبات کاربیدی در مرز دانه ها جلوگیری میکند.
سوال: اثرات عنصر کروم در فولاد چیست؟
جواب: کروم باعث افزایش استحکام کششی، سختی، سختی پذیری، چقرمگی، مقاومت به سایش، مقاومت به خوردگی، و همچنین حفظ این ویژگی ها در دماهای بالا میشود.
سوال: عنصر مس چه مزایا و معایبی برای فولاد دارد؟
جواب: وجود عنصر مس در مقادیر قابل توجه برای فولادهای گرم کار مضر است. مس تأثیر منفی بر جوشکاری فورج می گذارد، اما اثر چندانی بر جوش قوس یا اکسی استیلن تأثیر ندارد. مس می تواند کیفیت سطح را پایین بیاورد. مس در مقادیر بالای 0.2% برای بالا بردن مقاومت در برابر خوردگی اتمسفری مفید است. فولادهای هوادهی با بیش از 0.20٪ مس فروخته می شوند.
سوال: دمای کاری پایین چه اثری بر عملکرد فولادهای کم کربن و پرکربن دارد؟
جواب: شما داده های مربوط به دمای پایین دو استیل کربن AISI1035 و AISI1045 را نمیتوانید پیدا کنید، اما می توانید خصوصیات دمای پایین مانند T.S، Y.S.،٪ E ،٪R.. دمای انتقال ظاهر شکست از نرم به ترد در محفظه های کرایوژنیک با درجه حرارت از منفی 196 تا دمای محیط را می‌توان تعیین کرد. برای اطلاعات بیشتر به ASTM A370 مراجعه کنید.
سوال: اثر دمای بالای تمپر کردن بر ریزساختار پرلیتی فولادها چیست؟ (در حین تمپر کردن در دمای بالای 500 درجه سلسیوس، تا حدودی اعوجاج در ساختار لایه ای مشاهده شده است. کسی میتواند توضیح بدهد چه دلیل ممکن است پشت این پدیده باشد)
جواب: در سوال مطرح شده از جانب شما دو قسمت وجود دارد، اول اینکه به مدت زمان تمپرینگ اشاره ای نشده است، و دوم تمپر کردن برای فولادهایی استفاده میشود که پس از آستنیتیه شدن با سرمایش شدید دارای ریزساختار ماتنزیتی شدند، نه پرلیتی. در اینصورت منظور شما آنیل کردن است. آنیل کردن فولاد پرلیتی میتواند بدلیل تغییر مورفولوژی سمنتیت به شکل کروی بخاطر انرزی داخلی کمتر، منجر به ایجاد کرنش و اعوجاج شده باشد.
سوال: چرا برای ساخت وسایل آشپزخانه از فولادهای استینلس استفاده می‌کنند؟
جواب: وسایل آشپزخانه و بخصوص قابلمه های استنلس استیل از جمله ایمن ترین، قوی ترین و متنوع ترین نوع از این دسته از وسایل هستند. حضور آنها تقریبا در تمام آشپزخانه‌ها جای تعجب ندارد. خصوصیات مختلفی که زنگ نمی‌زند، با هیچ ماده ی غذایی و اسیدی واکنش نمی‌دهد، در برابر لکه ها مقاوم است، و دمای بالایی را تحمل میکند. این متریال علاوه بر حفظ کیفیت طعم غذا، با توجه به ظاهر زیبا و درخشنده خود توجه اغلب علاقه مندان به حرفه آشپزی را بخود جلب میکند. اگرچه وسایل آشپزی از جنس استنلس استیل می توانند از سایر گزینه ها گران تر باشند ، اما بسیاری معتقدند که هزینه آن ارزش آن را دارد.
سوال: چه عواملی موجب زنگ زدگی یا خوردگی فولادهای زنگ نزن میشود؟
جواب: بطور کلی فولادهای زنگ نزن با فرآیندی بنام passivation در برابر خوردگی مقاوم هستند، دقیقا به همان دلیل که آلومینیوم در برابر خوردگی مقاوم است. بدلیل مقادیر بالای کروم، در واکنش با اکسیژن هوا CrO اکسید کروم را تشکیل میدهد که اساسا خنثی است مانند سرامیک (در آلومینیوم Al2O3 مانند سرامیک است). این لایه محافظ از واکنش بیشتر و تشکیل اکسید اهن لایه های زیری جلوگیری میکند.
اما اگر فولاد زنگ نزن در محیط عاری از اکسیژن (فقیر از نظر اکسیژن) خراشیده شود، محافظت فلز از دست رفته و میتواند منجر به زنگ زدگی و یا دیگر خوردگی ها شود. وقتی با یک فلز غیرهمجنس در تماس الکتریکی قرار بگیرند تشکیل پیل گالوانیک را می‌دهند و فولاد را در معرض خورگی قرار میدهد.
برخی دیگر از مواد شیمیایی نیز وجود دارند که فولاد زنگ نزن را مورد حمله قرار می‌دهند بعنوان مثال گازهای خروجی از اگزوزها. خوردگی شیاری، ترک خوردگی تنشی، تردی هیدروژنی و ... نیز میتواند فولاد زنگ نزن را در معرض تخریب قرار دهد.
سوال: فولادهای کربنی استحکام بیشتری دارند یا فولادهای زنگ نزن؟
جواب: جواب این سوال تا حد زیادی به گرید و نوع فولاد بستگی دارد:
فولاد کربنی:
Low Carbon Steel - Tensile strength from 60,000 - 80,000 PSI.
Medium Carbon Steel - Tensile strength of between 100,000 PSI and 120,000 PSI.
Alloy Steel - Tensile strength that can exceed 150,000 PSI.
فولادهای زنگ نزن:
Austenitic Stainless Steel - Tensile strength of between 72,000 and 115,000 PSI.
Maternistic Stainless Steel - Tensile strength of between 72,000 and 160,000 PSI.
Ferritic Stainless Steel - Tensile strength of between 65,000 and 87,000 PSI.
جواب نهایی این سوال به عوامل زیادی از جمله شرایط، محیط کاری، دمای کاری، استحکام و خواص مدنظر بستگی دارد. با درنظر گرفتن همه ی عوامل باید به هزینه و در دسترس بودن متریال انتخاب شده نیز دقت کرد.
سوال: آیا فولادهای زنگ نزن برای ساخت شمشیرها مناسب هستند؟
جواب: این به نوع فولاد زنگ نزن مورد نظر بستگی دارد. A 440 که در بسیاری از شمشیرها مشاهده می کنید برای استفاده واقعی مناسب نیست. انعطاف پذیر بالایی ندارد، به راحتی تیز نمی شود، لبه های خوبی ندارد و غیره. فولادهای زنگ نزن بسیار خوبی برای کارد و چنگال وجود دارد. اما بسیاری از فولادهای زنگ نزن کارد و چنگال برای ساخت شمشیرها چندان مناسب نیستند! مسئله این است که زنگ نزن ها مقدار زیادی کروم دارند که چقرمگی را کاهش میدهد، و بسیاری از زنگ نزن ها به سختی فورج میشوند، و این باعث افزایش هزینه میشود.
سوال: تفاوت فولاد گالوانیزه با فولاد زنگ نزن چیست؟
جواب: فولاد گالوانیزه فولادی است که سطوح آن با لایه ای از فلز روی پوشش داده شده است، که از فولاد در برابر مقاومت به خوردگی محافظت میکند.
اما فولاد زنگ نزن کلاس کاملا متفاوتی از از متریال است، فولادی است که با کروم آلیاژ شده است. زمانی که در معرض اتمسفر قرار می‌گیرد، کروم در سطح فولاد با اکسیزن واکنش میدهد و یک لایه ی اکسیدی محافظ در برابر خوردگی را تشکیل میدهد. از آنجایی که کروم در سرتاسر فولاد زنگ نزن توزیع شده است شما می‌توانید فولاد مد نظر را برش دهید، خرد کنید، دریل کنید و ... فولاد و سطوح جدید ایجاد شده نیز مانند سطح های اصلی و با مکانیزم مشابه در برابر خوردگی محافظت میشوند.
در فولادهای گالوانیزه فلز روی فقط روی سطح قرار دارد، اگر بخشی از فولاد را برش یا خراش دهید، سطح جدید ایجاد شده در معرض اتمسفر قرار گرفته و بدون حضور لایه ی روی، قدرت محافظت خود را از دست میدهد. با این حال یک ویژگی خوب و مفید آبکاری فلز روی این است که با وجود در معرض اتمسفر قرار گرفتن بخشی از فولاد بدون پوشش، روی بعنوان آند فداشونده عمل میکند و تا زمانی که تمامی روی اکسید نشود، از فولاد زیرین محافظت میکند
سوال: بهترین شرکت تولید فولاد ضد زنگ کدام است؟
جواب: بزرگترین تولید کنندگان مقاطع تخت فولاد های زنگ نزن ( 2018)
1. Tsingshan Group
2. TISCO
3. POSCO Group
4. Chengde Group
5. Outokumpu Group
6. Acerinox Group
7. Aperam Group
8. Jindal Stainless
9. Jiangsu Delong
10. LISCO
11. Acciai Speciali Terni
12. Baosteel Stainless Steel
13. JISCO
14. NSSC
15. Henan Xinjinhui
16. Fujian Fuxin
17. YUSCO
18. Lianyungang Huale Alloys
19. Nisshin Steel HD
20. Shandong Taishan Stainless Steel
بزرگترین تولید کنندگان مقاطع طویل فولاد های زنگ نزن ( 2018)
1. Tsingshan Group
2. Walsin Lihwa
3. Schmolz+Bickenbach
4. Viraj Group
5. NSSMC
6. Yongxing Special Stainless Steel
7. Acerinox Group (Roldan + NAS)
8. Daido Steel
9. Valbruna Group
10. SeAH CSS
11. Dongbei Special Steel
12. Rimjhim Ispat
13. Cogne
14. Outokumpu Group
15. TISCO
16. Changcheng
17. Sandvik
18. Mukand
19. JFE Steel
20. Aceralava
سوال: کدام روش برای جوشکاری فولاد زنگ نزن مناسب تر است؟ SMAW یا TIG؟
جواب: برای داشتن کیفیت بالا، انطباق و ماندگاری بالا فولادهای زنگ نزن، معمولا از جوشکاری بروش تیگ (Gas Tungsten Arc Welding TIG GTAW) استفاده میشود. در این روش حرارت ورودی به قطعه کم میباشد که آن را برای جوشکاری متریال نازک مناسب میکند. جوشکاری تیگ روشی تمیز و دقیق نسبت به سایر روشهای جوشکاری قوسی میباشد، و در نتیجه با کیفیت ترین و مستحکم ترین جوش را ارائه میدهد.
جوش دستی (یا SMAW) در نحوه کار بسیار ساده است اما جوش های فوق العاده قوی تولید میکند. این روش میتواند برای جوش قطعات ضخیم مواد مورد استفاده قرار بگیرد. اما بطور کلی برای تعیین روش جوشکاری باید پارامترهای دیگری را نیز مد نظر قرار داد.
سوال: مزایا و معایب فولادهای زنگ نزن نسبت به تیتانیوم در چیست؟
جواب1: اگرچه جواب این سوال تا حدود زیادی بستگی به نوع فولاد ضد زنگ و کاربرد مد نظر دارد.
اما بطور کلی فولادهای استنلس آستنیتی و فریتی بهینه سازی شده، از مقاومت در برابر خوردگی مناسب و استحکام نسبتاً کم برخوردار هستند. در حالی‌که تیتانیوم از جهات مختلفی (استحکام ، سختی ، وزن ، مقاومت در برابر خوردگی ، زیست سازگاری و ...) نسبت به این فولادها برتری دارد، اما تفاوت قیمتی مشهودی دارند.
فولادهای زنگ نزن مارتتنزیتی دارای استحکام و سختی بالاتری نسبت به تیتانیوم دارند. این متریال همچنین ارزانتر از تیتانیوم هستند. اما تیتانیوم همچنان سبکتر و در برابر خوردگی مقاومتر است.
همچنین بسیاری از پارامترهای دیگر مانند رفتار مغناطیسی ، هدایت الکتریکی ، مقاومت در برابر گرما ، مقاومت شیمیایی و ... وجود دارد که به نوع فولاد و تیتانیوم بستگی دارد.
جواب2:
خوصیصات فولاد زنگ نزن:
مقاومت در برابر خوردگی: فولاد ضد زنگ از مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش خوبی برخوردار است و در پمپ ها ، شیرها و سایر تجهیزات در محیط های خورنده استفاده می شود.
جوشپذیری: استنلس ها قبل از جوشکاری نیازی به گرم شدن، و بعد از جوشکاری نیازی به عملیات حرارتی بعد از جوشکاری ندارد.
مقاومت در دمای بالا، داکتیلیتی خوب: استنلس میتواند در دمای 400 درجه کار کند، و عملکرد بسیار پایداری دارد.
نقاط ضعف استنلس ها:
مقاومت در برابر حرارت کم. وجود مناطق دمایی متوسط شکننده، مضر برای جوشکاری و عملیات حرارتی.
خصوصیات تیتانیوم:
high thermal intensity: آلیاژ تیتانیوم نسبت به آلیاژ آلومینیوم در صدها درجه حرارت بالاتر استحکام خود را حفظ میکند. بطوری‌که می تواند در یک محیط با درجه حرارت بالا از 400-500 درجه کار کند.
Good low-temperature performance: آلیاژ تیتانیوم می تواند عملکرد جنرال خود را هم در شرایط دمای پایین و هم در دمای فوق العاده کم حفظ کند ، بنابراین آلیاژ تیتانیوم یک ماده ساختمانی درجه حرارت پایین مهم محسوب میشود.
معایب آلیاژهای تیتانیوم:
تیتانیوم بیشتر به دلیل قیمت بالاتر نسبت به فولادهای زنگ نزن بیشتر در صنایع پیشرفته مانند هوافضا یا پتروشیمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین، استنلس ها و آلیاژهای تیتانیوم هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. نحوه انتخاب آنها به استفاده و بودجه شما بستگی دارد.
سوال: لوله های فولاد زنگ نزن کجاها بیشتر استفاده میشود؟
جواب: لوله های استنلس استیل به طور معمول در مواردی که مقاومت در برابر خوردگی لازم باشد استفاده می شود ، اما نه جایی که استحکام، و مقاومت به خوردگی فوق العاده بالا لازم باشد. از دید بسیار وسیع ، لوله های استنلس استیل معمولاً در صنایع نفت و گاز ، راکتورهای هسته ای نسل فعلی ، نیروگاه های تولید برق از جمله بسیاری از کاربردهای دیگر مورد استفاده قرار می گیرند.
سوال: آیا فولاد زنگ نزن سوخته (یا سوختگی فولاد زنگ نزن بخصوص در ظروف آشپزخانه)، سمی است؟
جواب: خیر ، از فولاد ضد زنگ با خیال راحت در وسایل آشپزی ، کبابپز ها ، اجاق گازها و بسیاری دیگر از کاربردهای درجه حرارت بالا استفاده می شود. هر علامت سوختگی روی سطح فولاد احتمالاً ناشی از غذای سوخته است.
سوال: فولادهای زنگ نزن نورد گرم و نورد سرد در چیست؟
جواب: فولاد زنگ نزن نورد سرد
به دلیل نورد سرد شدن نورد گرم از طریق تغییرشکل سرد مداوم، خواص مکانیکی نسبتا ضعیف و سختی بسیار بالا میباشد. بنابراین فوولاد زنگ نزن نورد سرد شده به منظور بازیابی خواص مکانیکی باید آنیل شود. فولاد نورد سرد بدون آنیل معمولا برای ساخت محصولات بدون خمش یا کشش مورد استفاده قرار می‌گیرد، و چقرمگی آن پایین است. پوسته اکسیدی روی سطح آن وجود ندارد، کیفیت خوب و دقت بالایی دارد. نورد سرد به دلیل فرآیند تولید در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. بعنوان مثال قطعات سکه زنی، پروفیل های اکسترود، فنرهای کویل سرد، سیم های کشیده شده سرد، سرپیچ های سرد، و غیره.
فولاد زنگ نزن نورد گرم
صافی سطح ضعیف و قیمت پایینی دارد. خواص مکانیکی آن نسبت به فرآیند نورد سرد بسیار پاییین است. اما چقرمگی و داکتیلیتی بالاتری دارد. نورد گرم به دلیل فرایند تولید دارای مزایای بسیاری در استفاده غیرنظامی است. مانند وسایل آشپزخانه، لوازم خانگی عمومی و غیره.
سوال: کدام گرید از فولاد در تولید پیچ استفاده میشوند؟
جواب1:
Monel :
Grade: Monel 400, Monel K500, Monel R-405
Nickel :
Grade: Nickel 200, Nickel 201
Inconel :
Grade: Inconel 600, Inconel 601, Inconel 625, Inconel 718
Incoloy :
Grade: Incoloy 800, Inconel 800H, 800HT
Hastalloy :
Grade: Hastalloy B2, Hastalloy B3, Hastalloy C22, Hastalloy C276, Hastalloy X
Titanium :
Grade: Gr1, Gr2, Gr3, Gr5, Gr7, Gr11
Stainless Steel :
Grade: ASME / ASTM SA / A403 SA / A 774 WP-S, WP-W, WP-WX, 304, 304L, 316, 316L, 304/304L, 304H, 316H, 316/316L, 321, 330, 347, 309/S, 310/S, 317/L, 333, 410/S, DIN 1.4301, DIN1.4306, DIN 1.4401, DIN 1.4404
Carbon Steel :
Grade: ASTM A 234 WPB , WPBW, WPHY 42, WPHY 46, WPHY 52, WPH 60, WPHY 65 & WPHY 70
Duplex Steel:
Grade: ASTM / ASME A/SA 182 UNS F44, F45, F51, F53, F55, F60, F61
Alloy Steel:
Grade : ASTM SA 182 - E25, E26, E27, E28, E29B, E30B, E39B, E40B, E36B, E36C, E41B, AISI4130, AISI4140, AISI4340, 42CRMO4, 16MNCR5, 20MNCR5, 21CrMoV57, EN353, EN354, F11, F22, F91, F9, P11, P22, P91, P9, P5, P92, EN42J, EN8, EN19
جواب2:
بستگی به شرایطی که ما از آن پیچ استفاده می کنیم دارد.
برای استفاده خشن و سخت ، 10.8 hight tensile
برای استفاده معمول در صنایع c45 یا En8
و در آخر برای استفاده عمومی که درجه بندی و عملکرد عامل مهمی نیست، می توان از فولاد ساده کربنی به طور مستقیم استفاده کرد.
سوال: آیا لب تاب را می‌توان با فولاد زنگ نزن ساخت؟
جواب: بله. اما چرا؟!
هیچ برتری نسبت به آلومینیوم ندارد (یا حتی پلاستیک) و هزینه تولید بطرز چشمگیری افزایش می‌یابد. همچنین وزن لب تاب را افزایش میدهد، که نقطه ضعف مهمی برای لب تاب محسوب میشود.
سوال: در صنعت خودروسازی از کدام فولادا استفاده میشود؟ ایا هنوز از فولاد زنگ نزن در صنعت خودروسازی استفاده میشود؟
جواب: بله ، فولاد ضد زنگ هنوز هم به طور گسترده ای در خودروها مورد استفاده قرار می گیرد.
مخصوصاً در بدنه کامیون ها و اتوبوس ها.
در اتومبیل ها بسیار کمتر یا به ندرت از فولادهای ضد زنگ استفاده میشود. در اتومبیل می‌توانید انواع مختلفی از فولادهای مورد استفاده را پیدا کنید. شاسی، گیربکس، محورها، بدنه بار و غیره از انواع مختلف فولاد ساخته شده است.
دوست عزیر پیشنهاد می‌کنم با مراجعه به منابع زیر و مطالعه دقیق آن جواب سوال خود را بیابید:
برای کسب اطلاعات فنی در زمینه‌ی الکتروپلیتینگ به هندبوک الکتروپلیتینگ با عنوان "Nickel Plating Handbook" by Nickel Institute (2014) در سایت