فولاد زنگ نزن یا همان استنلس استیل به علت داشتن مقاومت به خوردگی عالی یکی از پر کاربردترین مواد مهندسی می باشند. این مقاومت از وجود مقدار زیاد کروم در آنها ناشی می‌شود. مقدار کم کروم، مثلاً 5% مقاومت به خوردگی آهن را مقداری افزایش میدهد، اما برای رسیدن به فولاد زنگ نزن، حداقل 12% کروم لازم است. مطابق با نظریه‌های کلاسیک، کروم با تشکیل یک لایه اکسید سطحی که لایه‌های زیرین را از خوردگی محافظت می‌کند، سطح آهن را رویین می‌سازد. برای ایجاد این لایه محافظ، سطح فولاد زنگ نزن باید در تماس با عوامل اکسید کننده باشد.
اثر عناصر آلیاژی بر فولاد زنگ نزن
افزودن نیکل به فولادهای زنگ نزن مقاومت به خوردگی را در محیط های خنثی و یا اکسید کننده ضعیف بهبود می بخشد اما قیمت آنها را افزایش میدهد. هم‌چنین مقدار کافی نیکل قابلیت انعطاف و شکل‌پذیری فولادها را افزایش میدهد زیرا امکان نگهداری آستنیت در دمای محیط را میسر می‌سازد. افزایش مولیبدن به فولادهای زنگ نزن مقاومت به خوردگی را در حضور یون‌های کلر افزایش میدهد، حال آن‌که افزایش آلومینیوم مقاومت به پوسته شدن را در دماهای بالا بهبود می‌بخشد. کروم نیز برای افزایش مقاومت به خوردگی آن، اضافه می‌شود.
آلیاژهای مهم فولاد زنگ نزن
آلیاژهای مهم فولادهای زنگ نزن بر اساس عنصر آلیاژی که به آن اضافه شده است به صورت زیر تقسیم بندی شده است:
1- آلیاژهای آهن - کروم
2- آلیاژهای آهن – کروم – کربن
3- آلیاژهای آهن- کروم- نیکل- کربن
دمای ذوب فولاد زنگ نزن
فولادهای زنگ نزن چون آلیاژ می باشند لذا دمای ذوب و انجماد آنها مانند عنصر خالص در دمای ثابتی نبوده و بسته به ترکیب شیمیایی فولاد در یک محدوده دمایی می باشد. افزودن عناصر آلیاژی دمای ذوب را کاهش میدهد. به عنوان مثال، دمای ذوب آهن خالص 1535 درجه، کروم 1890 درجه و نیکل 1435 درجه سانتی گراد در مقایسه با محدوده 1400-1450 درجه سانتی گراد برای فولاد زنگ نزن 304 می باشد.
انواع فولادهای زنگ نزن
فولادهای زنگ نزن بر اساس ساختار متالورژیکی و ترکیب شیمیایی، به 5 دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
1- فولاد زنگ نزن فریتی
2- فولاد زنگ نزن مارتنزیتی
3- فولاد زنگ نزن آستنیتی
4- فولاد زنگ نزن آستنیتی- فریتی (دو فازی)
5- فولاد زنگ نزن رسوب سختی
منابع و پیوندها
دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن
Smith.W, Structure and Properties of Engineering Materials, McGraw-Hill, 1987