یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های فولاد ضد زنگ، مقاومت فوق‌العاده آن در برابر خوردگی است. این مقاومت مدیون حضور کروم به عنوان عنصر اصلی آلیاژی در ترکیب آن می‌باشد. کروم با تشکیل یک لایه محافظ نازک و خود ترمیم‌شونده بر روی سطح فلز، از آن در برابر عوامل خورنده محیطی حفاظت می‌کند. علاوه بر کروم، عناصر آلیاژی دیگری نظیر نیکل و مولیبدن نیز به طور قابل توجهی مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ را تقویت می‌نمایند.
مقاومت بالای یک ماده در برابر خوردگی به معنای مصونیت کامل آن نیست. حتی آلیاژهای با مقاومت بالا مانند فولاد ضدزنگ نیز در معرض خوردگی قرار می‌گیرند؛ با این حال، نرخ خوردگی در این مواد به مراتب کمتر است و در نتیجه طول عمر مفید آن‌ها به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.
در ادامه، به معرفی چند نوع خوردگی که استیل ضدزنگ را تحت تأثیر قرار می‌دهند، می‌پردازیم.
خوردگی عمومی
خوردگی عمومی به صورت یکنواخت بر تمامی سطح فلز اثر می‌گذارد. این نوع خوردگی از جمله کم‌خطرترین انواع خوردگی بوده و پیش‌بینی آن نسبتاً ساده است. سرعت این نوع خوردگی معمولاً بر حسب میلی‌متر بر سال (mm/year) بیان می‌شود. برای مثال، نرخ خوردگی فولاد سری 304 حدود 0.03 میلی‌متر بر سال است که در مقایسه با بسیاری از فولادهای دیگر بسیار ناچیز محسوب می‌شود.
خوردگی بین دانه ای
خوردگی بین‌دانه‌ای پدیده‌ای است که در آن، مرزهای بین دانه‌های فلزات به دلیل واکنش‌های شیمیایی، مستعد تخریب می‌شوند. در برخی آلیاژها، به ویژه فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی، تمایل شدیدی به تشکیل کاربید کروم در مرز دانه‌ها وجود دارد. این فرآیند با تخلیه کروم در مناطق مرزی همراه است و در نتیجه، مقاومت به خوردگی فلز به شدت کاهش می‌یابد. تشکیل کاربید کروم عموماً در دماهای بالا و در حضور کربن آزاد رخ می‌دهد و یکی از دلایل اصلی بروز خوردگی بین‌دانه‌ای محسوب می‌شود.
برای کاهش خوردگی بین‌دانه‌ای، می‌توان از آلیاژهایی با عناصر تثبیت‌کننده کاربید مانند تیتانیوم و نیوبیوم بهره برد. این عناصر با تشکیل کاربیدهای پایدار، از تخلیه کروم در مرز دانه‌ها جلوگیری کرده و در نتیجه مقاومت به خوردگی را افزایش می‌دهند. همچنین، استفاده از آلیاژهای کم‌کربن همچون گرید 316L می‌تواند به طور مؤثری این پدیده را کاهش دهد.
خوردگی حفره ای
این نوع خوردگی غالباً در محیط‌هایی با حضور یون‌های کلرید مشاهده می‌شود. در این شرایط، حفره‌های ریز و میکروسکوپی بر روی سطح فلز شکل می‌گیرند که محل تجمع یون‌های کلرید و ناحیه‌ای با کمبود اکسیژن می‌باشند. در این حالت، سطح خارجی فلز به عنوان کاتد عمل کرده و پدیده خوردگی گالوانیکی رخ می‌دهد. شایان ذکر است که این نوع خوردگی در محیط‌های اسیدی و بازی نیز اتفاق می‌افتد، لیکن شدت آن در محیط‌های اسیدی قوی‌تر است.
جهت ممانعت از پدیده خوردگی حفره‌ای، استفاده از فولادهای ضد زنگ با آلیاژهای غنی‌تر توصیه می‌شود. عدد معادل مقاومت در برابر حفره‌زایی (PREN) به عنوان شاخصی برای سنجش مقاومت فلزات در برابر این نوع خوردگی به کار می‌رود. به‌طور کلی، مقادیر PREN بالاتر از 32 برای کاربردهایی که با این چالش مواجه‌اند، مناسب‌تر ارزیابی می‌گردد.
خوردگی شکافی
خوردگی شکافی عمدتاً در نواحی محافظت‌شده فلزات، نظیر زیر سر پیچ‌ها، واشرها و اتصالات لوله رخ می‌دهد. این نوع خوردگی که شباهت‌هایی به خوردگی حفره‌ای دارد، در محیط‌های حاوی یون کلرید شدت بیشتری می‌یابد. مشابه خوردگی حفره‌ای، در این نوع خوردگی نیز مناطقی با کمبود اکسیژن ایجاد می‌شود. این امر منجر به پدید آمدن پیل‌های گالوانیکی شده که در آن، سطح فلز به عنوان کاتد و نواحی شکافی به عنوان آند عمل می‌کنند.
با طراحی دقیق محصولات و کاهش حفره‌ها و شکاف‌های مستعد خوردگی، همچنین بهره‌گیری از فولادهای ضد زنگ با آلیاژهای غنی‌تر، می‌توان به طور مؤثری از پدیده خوردگی شکافی ممانعت کرد.
ترک ناشی از خوردگی تنشی (SCC)
این گونه خوردگی در شرایطی بروز می‌یابد که تنش کششی، دمای بالا و محلول‌هایی با غلظت بالای یون‌های کلر و هیدروکسید به طور همزمان وجود داشته باشند. فرآیند خوردگی با ایجاد یک ترک ریز آغاز شده و به دلیل تمرکز بالای تنش در نوک ترک، به سرعت تشدید می‌شود تا آنجا که به پارگی کامل منجر گردد.
ترک خوردگی ناشی از تنش (SCC) به طور قابل توجهی کاربرد گریدهای آستنیتی پرکاربرد 304 و 316 را محدود می‌نماید، چرا که این گریدها مستعدترین آلیاژها برای بروز چنین نوعی شکست محسوب می‌شوند. در مقابل، گریدهای فریتی از مقاومت بالاتری در برابر این پدیده خوردگی برخوردارند. افزایش درصد عناصر آلیاژی همچون کروم، نیکل و مولیبدن در ساختار آلیاژ، به طور چشمگیری مقاومت به SCC را بهبود می‌بخشد. همچنین، گریدهای دوپلکس نیز از مقاومت قابل قبولی در برابر SCC برخوردارند؛ به طوری که مقاومت آن‌ها نسبت به گریدهای فریتی کمتر، اما نسبت به گریدهای آستنیتی بیشتر است.
نتیجه‌گیری
طراحی و گزینش مواد، دو مؤلفه حیاتی و درهم‌تنیده در فرایند تولید هستند. با اتخاذ رویکردی جامع در طراحی، می‌توان احتمال بروز آسیب‌های ناشی از خوردگی مواد را به حداقل رساند. ترکیب هوشمندانه اصول طراحی با انتخاب دقیق آلیاژهای مختلف فولاد ضدزنگ، تأثیر مخرب خوردگی را به نحو چشمگیری کاهش می‌دهد. این هم‌افزایی نه تنها به ارتقای سطح ایمنی محصول منجر می‌شود، بلکه به طور قابل توجهی عمر مفید آن را افزایش داده و در نتیجه، هزینه‌های کلی چرخه عمر محصول را بهینه‌سازی می‌نماید.
درباره استیل گستر تابان
شرکت استیل گستر تابان، با بیش از دو دهه تجربه درخشان در حوزه واردات و توزیع انواع آلیاژهای استیل، به عنوان یکی از پیشگامان این صنعت شناخته می‌شود. ما با ارائه طیف گسترده‌ای از گریدهای استیل در مقاطع مختلف، پاسخگوی نیازهای متنوع صنایع گوناگون در سراسر کشور هستیم.
برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص محصولات و خدمات ما اینجا را کلیک کنید.