هنگام طراحی معماری آینده یا توسعه ابزارهای دقیقی که نیاز به پایداری طولانی مدت دارند، انتخاب مواد به پایه ای تبدیل می شود که موفقیت یک پروژه را تعیین می کند. در میان مواد فلزی، فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی استثنایی و ویژگی های چند منظوره، به عنوان انتخاب مطلوب برای مهندسان و طراحان برجسته می شود. اما با تعداد صفحات فولادی ضد زنگ موجود در بازار، چگونه می توان مناسب ترین گزینه را انتخاب کرد؟ این مقاله انواع، ویژگی ها و کاربردهای صفحات فولادی ضد زنگ را برای تسهیل تصمیم گیری آگاهانه بررسی می کند.

درست به نام خود، فولاد ضد زنگ در برابر زنگ زدگی مقاومت می کند، اما این تنها یک جنبه از مزایای آن را نشان می دهد. به عنوان یک فولاد آلیاژی، فولاد ضد زنگ حاوی حداقل 10.5٪ کروم اضافه شده به آهن است. کروم با اکسیژن واکنش می دهد تا یک لایه محافظ بسیار نازک و متراکم از اکسید کروم به نام «فیلم غیرفعال» تشکیل دهد. این لایه خود ترمیم شونده حتی در صورت خراشیدگی به سرعت بازسازی می شود و به طور موثر از خوردگی جلوگیری می کند. فراتر از کروم، فولاد ضد زنگ ممکن است دارای عناصری مانند نیکل، مولیبدن یا تیتانیوم باشد تا خواصی مانند استحکام، مقاومت در برابر حرارت یا کارایی را افزایش دهد.

کاربردهای فولاد ضد زنگ تقریباً در تمام بخش‌های صنعتی، از نمای ساختمان و ظروف آشپزخانه گرفته تا تجهیزات پزشکی و اجزای هوافضا را در بر می‌گیرد. مقاومت عالی در برابر خوردگی، جذابیت زیبایی شناختی و کارایی خوب آن را به یک ماده مهندسی ایده آل تبدیل کرده است.

در اصطلاحات فولاد ضد زنگ، SUS یک سیستم طبقه بندی رایج را نشان می دهد. SUS که مخفف "فولاد استفاده شده ضد زنگ" است، به عنوان نام ماده در استانداردهای صنعتی ژاپن (JIS) عمل می کند و به طور موثر به عنوان کارت شناسایی فولاد ضد زنگ عمل می کند. سیستم شماره گذاری SUS امکان تشخیص سریع نوع، ترکیب و خواص فولاد ضد زنگ را فراهم می کند. به عنوان مثال، SUS304 نشان دهنده متداول ترین فولاد زنگ نزن آستنیتی است، در حالی که SUS430 نشان دهنده فولاد ضد زنگ فریتی معمولی است.

انواع فولاد ضد زنگ متعدد هستند که عمدتاً بر اساس ساختار متالوگرافی خود به سه نوع تقسیم می شوند: مارتنزیتی، فریتی و آستنیتی. هر نوع دارای ویژگی ها و زمینه های کاربردی مجزا است.

فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی استحکام، سختی و مقاومت خوبی در برابر سایش دارند. ویژگی بارز آنها توانایی تقویت از طریق عملیات حرارتی است. با این حال، جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی نسبتاً ضعیفی از خود نشان می دهند. انواع رایج مارتنزیتی شامل SUS410 و SUS403 می باشد. SUS410 سختی و ماشین کاری خوبی را ارائه می دهد که اغلب در کارد و چنگال، سوپاپ ها و بست ها استفاده می شود. SUS403 مقاومت در برابر خوردگی بهتری را نشان می‌دهد، مناسب برای قطعاتی که هم به دمای بالا و هم مقاومت در برابر خوردگی نیاز دارند، مانند پره‌های توربین بخار.

فولادهای زنگ نزن فریتی کارایی خوب، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت در برابر اکسیداسیون را با هزینه های نسبتاً کمتر ارائه می دهند. ترکیب بدون نیکل یا کم نیکل آنها باعث می شود که نسبت به انواع آستنیتی مقرون به صرفه تر باشند، اگرچه استحکام، چقرمگی و جوش پذیری کمتری دارند. SUS430 رایج ترین فولاد ضد زنگ فریتی است که به طور گسترده در ظروف آشپزخانه، لوازم خانگی و مواد تزئینی معماری استفاده می شود. خواص مغناطیسی آن همچنین کاربردهایی را که به مواد مغناطیسی نیاز دارند را امکان پذیر می کند.

فولادهای زنگ نزن آستنیتی پرمصرف ترین نوع هستند که مقاومت در برابر خوردگی، جوش پذیری و کارایی عالی را ارائه می دهند. آنها با محتوای بالای کروم و نیکل مشخص می شوند و عملکرد خوبی را در محیط های مختلف حفظ می کنند. SUS304 به عنوان رایج ترین فولاد زنگ نزن آستنیتی است که اغلب به عنوان "اسب کار همه کاره" فولادهای زنگ نزن نامیده می شود، با کاربردهایی که شامل پردازش مواد غذایی، صنایع شیمیایی، دستگاه های پزشکی و دکوراسیون معماری می شود. SUS316 SUS304 را با افزودن مولیبدن افزایش می دهد و مقاومت در برابر خوردگی را به ویژه در محیط های حاوی کلرید بهبود می بخشد.

برای درک بهتر درجات مختلف صفحات فولادی ضد زنگ، چندین صفحه فولادی رایج SUS را بررسی می کنیم:

SUS304 به عنوان یک فولاد ضد زنگ همه منظوره به طور گسترده برای تجهیزات و قطعاتی که به خواص جامع خوب (مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری) نیاز دارند، استفاده می شود. حاوی 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت و کارایی عالی را ارائه می دهد. فرم دهی، جوش و جلا دادن آسان با پوشش سطحی جذاب، SUS304 در موارد زیر کاربرد دارد:

• دکوراسیون معماری:پانل آسانسور، روکش نما، نرده
• صنایع غذایی:تجهیزات پردازش، مخازن ذخیره سازی، لوله کشی
• وسایل پزشکی:ابزار جراحی، تجهیزات، ایمپلنت
• صنایع شیمیایی:راکتورها، مخازن ذخیره سازی، لوله کشی
• لوازم خانگی:ظروف آشپزخانه، ماشین لباسشویی، یخچال

SUS430، فولاد ضد زنگ فریتی حاوی 16 تا 18 درصد کروم با نیکل کم یا بدون نیکل، مقرون به صرفه بودن، مقاومت حرارتی خوب و خواص مغناطیسی را ارائه می دهد. در حالی که مقاومت به خوردگی آن کمتر از درجه آستنیتی است، برای بسیاری از کاربردها کافی است. کاربردهای اولیه عبارتند از:

• ظروف آشپزخانه:کارد و چنگال، ظروف آشپزی، سینک ظرفشویی
• لوازم خانگی:درام ماشین لباسشویی، آبگرمکن خارجی
• مصالح ساختمانی:سقف، پانل های خارجی
• اجزای خودرو:قطعات سیستم اگزوز

SUS303، یک فولاد ضد زنگ آستنیتی تقویت شده با گوگرد و فسفر برای ماشین‌کاری بهبود یافته، برش را در مقایسه با SUS304 آسان‌تر می‌کند، هرچند با کاهش مقاومت در برابر خوردگی و جوش‌پذیری. در درجه اول به قطعاتی که نیاز به ماشینکاری گسترده دارند، مانند:

• پیچ، مهره و سایر بست ها
• شیرها، اتصالات و سایر اجزای لوله کشی
• قطعات مکانیکی

SUS310، یک فولاد ضد زنگ آستنیتی حاوی 24-26 درصد کروم و 19-22 درصد نیکل است که در دمای بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون عالی است و استحکام و مقاومت در برابر خوردگی را حتی در گرمای شدید حفظ می کند. کاربردهای معمولی عبارتند از:

• قطعات کوره و بویلر صنعتی
• تجهیزات عملیات حرارتی
• قطعات موتور هواپیما

SUS316 SUS304 را با افزودن 2 تا 3 درصد مولیبدن افزایش می‌دهد و به طور قابل توجهی مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می‌بخشد، به ویژه در برابر خوردگی حفره‌ای و شکاف در محیط‌های کلرید. برنامه های کاربردی عبارتند از:

• تجهیزات مهندسی دریایی
• تجهیزات پردازش شیمیایی
• ایمپلنت های پزشکی

فراتر از ترکیب مواد، عملیات سطح به طور قابل توجهی بر عملکرد و ظاهر صفحات فولاد ضد زنگ تأثیر می گذارد. روش‌های مختلف سطوح مختلفی از براقیت، بافت و زبری را برای برآوردن نیازهای کاربردی مختلف ایجاد می‌کنند.

پوشش شماره 1 نشان دهنده حالت اولیه فولاد ضد زنگ پس از نورد گرم، بازپخت و ترشی - زبر، غیر بازتابنده، و نقره ای-سفید است. اساساً برای کاربردهای صنعتی که نیازی به براق بودن سطح ندارند، مانند اجزای ساختاری و مواد نورد استفاده می شود.

درمان No.2D شامل نورد سرد و سپس بازپخت، ترشی، غیرفعال کردن، و نورد سبک با غلتک‌های مات است که درخشندگی خاکستری نقره‌ای نرم با بافت نسبتاً صاف ایجاد می‌کند. معمولا برای مصالح عمومی، مصالح ساختمانی و سازه های هواپیما استفاده می شود.

درمان No.2B از نورد سبک (یا نورد ملایم) روی سطوح No.2D برای افزایش صافی و براقیت استفاده می کند. به عنوان رایج ترین روکش فولاد ضد زنگ در بازار، کاربرد گسترده ای دارد.

درمان BA شامل بازپخت روشن در یک فضای محافظ پس از نورد سرد، ایجاد یک سطح بسیار بازتابنده و صاف است. در مواردی که بازتابی بالا و جذابیت زیبایی در اولویت هستند استفاده می شود، مانند قطعات خودرو، لوازم خانگی و ظروف آشپزخانه.

درمان کسل کننده از غلتک های خشن یا سندبلاست برای ایجاد بی نظمی های ریز سطحی استفاده می کند که ظاهری مرواریدی و غیر بازتابی ایجاد می کند. ایده آل برای برنامه هایی که نیاز به کاهش تابش نور دارند، از جمله مصالح ساختمانی، دوربین ها و دستگاه های الکترونیکی.

اچینگ از خوردگی شیمیایی برای ایجاد الگوها و بافت‌ها بر روی سطوح فولادی ضد زنگ استفاده می‌کند و امکان سفارشی‌سازی بسیار شخصی برای هنر، دکوراسیون معماری و ظروف آشپزخانه را فراهم می‌کند.

درمان HL، الگوهای خط موی پیوسته و ظریف را روی سطح می‌ساید و جلوه‌ای مات ایجاد می‌کند که پیچیدگی را نشان می‌دهد. به طور گسترده در دکوراسیون معماری برای پانل های آسانسور، دیوارها و درها استفاده می شود.

درمان شماره 4 شامل سنگ زنی برای تولید روکش های ساتن یکنواخت، ارائه مقاومت به سایش خوب و جذابیت بصری است. به عنوان رایج ترین ساینده، در ظروف آشپزخانه، مصالح ساختمانی، وسایل نقلیه و تجهیزات غذایی ظاهر می شود.

انتخاب صفحات فولادی ضد زنگ شامل ملاحظات پیچیده ای از نوع مواد، خواص، عملیات سطح و هزینه است. هدف این راهنما روشن کردن انواع و ویژگی‌های فولاد ضد زنگ برای حمایت از تصمیمات آگاهانه انتخاب مواد است.