فولادزنگ نزن و فولادکربنی ، خواص و تفاوت ها

فولادزنگ نزن و فولادکربنی ( ورق استیل و فولاد کربن ) ، فولاد که نام یک گروه از آلیاژهای فلزی است، یکی از فلزات رایج و چندمنظوره است که کاربردهای متعددی دارد. فولاد گریدهای بسیاری دارد اما اکثر فولادها به یکی از این دو دسته تعلق دارند: فولادهای کربن و فولادهای ضدزنگ. ترکیب پایه این فولادها یکسان بوده و از آهن و کربن تشکیل شده است اما در فولادها از عناصر آلیاژی دیگری نیز وجود دارند. مقدار کروم فولادهای کربن کمتر از ۱۰.۵% است اما برای آن که یک فولاد، ضدزنگ تلقی شود باید حداقل ۱۰.۵% کروم در ترکیب خود داشته باشد. این تفاوت ها در محصولاتی چون فولادزنگ نزن و فولادکربنی منجر به پیدایش خواص منحصربفرد در هر یک از آنها می شود.

فولادزنگ نزن و فولادکربنی ، ورق استیل

فولادزنگ نزن و فولادکربنی ، فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل به فولادی گفته می شود که در ترکیب خود کروم و عناصر آلیاژی دیگری مانند نیکل دارد. گاهی به این فولادها فولاد غیراکسیدشونده نیز گفته می شود زیرا این فولادها با هدف مقاومت در برابر اکسیداسیون طراحی شده اند و غیراکسیدشونده هستند.

زمانی که فولاد در معرض اکسیژن قرار می گیرد، آهن اکسید می شود و زنگ می زند اما زمانی که کروم در معرض اکسیژن قرار می گیرد این پدیده رخ نمی دهد. لایه محافظ کروم که در فولاد ضدزنگ وجود دارد به عنوان یک مانع بین اکسیژن و آهن موجود در فولاد عمل می کند. این ویژگی به فولاد این امکان را می دهد تا در برابر زنگ زدگی و خوردگی مقاومت کند و اینگونه فولاد ضدزنگ می شود.

انواع ورق استیل

تفاوت در مقدار کروم ورق استیل ها به آن ها خواص متفاوتی می دهد. فولادهایی که کروم کمتری دارند ارزانتر هستند اما دوام شان نیز کمتر است. فولاد ضدزنگ انواع گوناگونی دارد که عبارتند از:
آستنیتی، فولادهای ضدزنگ آستنیتی پراستفاده ترین نوع استنلس استیل ها هستند. استحکام تسلیم پایینی دارند اما مقاومت شان در برابر خوردگی و حرارت بالاست و از آن ها در ساخت لوازم خانگی، لوله ها و ظروف صنعتی، ساختمان سازی و نمای ساختمان ها استفاده می شود. استنلس استیل های آستنیتی بزرگترین خانواده فولاد زنگ نزن هستند و تقریبا دو سوم کل تولیدات فولاد ضدزنگ در جهان متعلق به ابن خانواده آلیاژی است.

بیشترین فروش در این گروه آلیاژی به ورق استیل ۳۰۴ اختصاص دارد. پس از این گیرد ورق استیل ۳۱۶ قرار دارد. لازم به ذکر است که ورق استیل ۳۰۴ نه تنها در بین فولادهای آستنیتی بلکه در بین انواع استنلس استیل ها بیشترین میزان از فروش و کاربرد را به خود اختصاص داده است.

فریتی، این نوع فولاد زنگ نزن تقریبا نیکل ندارد و در مقایسه با بسیاری از گریدهای متداول معمولا مقاومت بهتری در برابر خوردگی، حرارت و ترک خوردگی دارد. از این فولادها در ماشین های لباسشویی، بویلرها و نمای داخلی ساختمان ها استفاده می شود. ورق استیل ۴۳۰ معروفترین و پر فروش ترین گرید در فولادهای فریتی است.

مارتنزیتی، این فولادها مغناطیسی هستند و چون در مقایسه با سایر فولادهای ضدزنگ کروم کمتری دارند، مقاومتشان در برابر خوردگی نیز کمتر است این فولادها بسیار سخت و محکم هستند و از آنها در ساخت چاقو و تیغه توربین استفاده می شود.

داپلکس، این فولادها ترکیبی از فولادهای آستنیتی و فریتی هستند. استحکام و انعطاف پذیری بالایی دارند و استحکام تسلیم شان دوبرابر فولادهای ضدزنگ آستنیتی است و از آن ها در صنایع کاغذ و خمیر کاغذ، کشتی سازی و پتروشیمی استفاده می شود.رسوب سختی، مقاومت شان در برابر خوردگی مشابه فولادهای آستنیتی است اما می توان استحکام این فولادها را با سخت کاری افزایش داد. زمانی که عناصری مانند آلومینیوم، مس و نوبیوم به این فولادها اضافه می شود استحکام خیره کننده ای دارند.

برتری ها

در برابر خوردگی مقاوم هستند.
در برابر دماهای بالا و پایین مقاوم هستند.
انواع بسیار متنوعی دارند.
مستحکم و با دوام هستند.
نگهداری کمی نیاز دارند و تمیز کردن شان راحت است.
طول عمر بالا و هزینه چرخه عمر پایینی دارند.
در صورتی که زیبایی ظاهری اهمیت داشته باشد می توان نوع پرداختکاری دلخواه را روی آن پیاده کرد و به آسانی نیز کدر نمی شود.
با محیط زیست سازگار و قابل بازیافت است.

معایب

هزینه آن، بخصوص هزینه اولیه، بالاست.
در صورتی که مدرن ترین ماشین آلات و متدها در اختیار نباشد، کار کردن با آن سخت است.
ضایعات آن بسیار گران است و ممکن است لازم باشد مجددا روی آن کار شود.

کاربردها

از انواع مختلف ورق استیل می توان در طیف وسیعی از مصارف و کاربردهای صنعتی استفاده کرد. کارخانه فورد در دهه ۱۹۳۰ برای اولین بار از این فولادها در صنعت خودروسازی استفاده کرد و از آن زمان به بعد از ورق استیل در سیستم های اگزوز، دریچه هواکش رادیاتور، تریم و قطعات سازه ای خودرو نیز استفاده می شود. همچنین از فولاد زنگ نزن در ساخت هواپیما برای فریم هواپیما، موتور جت و ارابه فرود نیز استفاده می شود.

ورق استیل به علت مقاومتش در برابر خوردگی، نیاز بسیار کم به نگهداری و سهولت در تمیز کردن آلیاژی ایده آل برای جابجایی و ذخیره سازی مواد شیمیایی است و معمولا از آن در محیط های تمیز و استریل استفاده می شود. به همین دلیل است که استنلس استیل در صنایع پزشکی نیز کاربرد دارد. از برخی انواع فولاد ضدزنگ به علت استحکام، مقاومت و انعطاف پذیری بالا و همچنین زیبایی ظاهری و پرداخت کاری های گوناگون به وفور در ساختمان سازی استفاده می شود. به عنوان مثال در ترمینال یورواستار لندن و پل هلیکس در سنگاپور از ورق استیل استفاده شده است.

امروزه یکی از رایج ترین کاربردهای فولاد ورق استیل در صنایع غذایی و کترینگ است. در این صنایع از ورق استیل در ساخت لوازم آشپزی، ظروف غذاخوری، وسایل و لوازم آشپزخانه استفاده می شود. در ساخت لوازمی مانند چاقو از گریدهایی با شکل پذیری کمتر و در ساخت وسایلی مانند اجاق گاز، فر، ماهیتابه و سینک از گرید هایی با شکل پذیری بهتر استفاده می شود.

فولادکربنی

فولادزنگ نزن و فولادکربنی ؛ اما از سوی دیگر، مقدار کروم فولادهای کربنی بسیار کمتر است. در واقع این نوع فولاد یک آلیاژ کربن آهن است که در ترکیب شیمیایی آن از سایر مواد بسیار کم استفاده شده است. در نتیجه می توان گفت فولاد کربن یک فولاد کم آلیاژ است. ترکیب اصلی فولاد ضدزنگ و فولاد کربن همین است اما در فولاد کربنی، خود کربن مشخصه تعیین کننده فولاد است. مقدار کربن این فولاد معمولا در حدود ۲-۲.۵% می باشد اما این رقم معمولا در فولادهای مختلف، متغیر است.

فولادهای کربنی برخلاف فولاد ضدزنگ، در برابر زنگ زدگی آسیب پذیر است اما ارزان تر هستند و بسته به مقدار کربن موجود در فولاد، مشخصات مکانیکی منحصربفردی دارند. محصولات فولادهای کم کربن ضعیف تر و نرم تر هستند اما به راحتی تحت فرایندهایی نظیر جوشکاری و ماشین کاری قرار می گیرند. فولادهای پرکربن محکم تر هستند اما کار با آن ها نیز بسیار سخت تر است.

انواع فولاد کربن

کربن عنصر تعیین کننده در فولادهای کربنی است و در نتیجه فولادهای کربنی نیز بر اساس میزان کربن دسته بندی می شوند:

فولاد کم کربن

مقدار کربن آن کمتر از ۰.۲۵% است و پراستفاده ترین نوع فولاد کربن است این فولادها نسبتا ضعیف تر و نرم تر هستند اما جوش پذیری و شکل پذیری بهتری دارند و به همین دلیل از آن ها برای کاربردهای ماشین-کاری و جوشکاری ارزان قیمت استفاده می شود.

فولاد کربن متوسط

در این فولادها ۰.۲۵-۰.۶% کربن و ۰.۶-۱.۶۵% منگنز وجود دارد. خواص این فولادها را می توان با عملیات حرارتی تقویت کرد اما این کار فقط در قطعات نازک امکان پذیر است مگر آن که عناصر آلیاژی دیگری نیز به فولاد اضافه شود این فولادها از فولادهای کم کربن مستحکم تر هستند اما شکل پذیری کمتری دارند.

فولاد پرکربن

این فولادها بیشترین سختی و چقرمگی را دارند اما شکل پذیری و مقاومتشان در برابر سایش از سایر فولادها کمتر است و تقریبا همیشه در این فولادها عملیات های سخت کاری و تمپرینگ انجام می شود مقدار کربن این فولادها برابر ۰.۶-۱.۲۵% و مقدار منگنز آن ها برابر ۰.۳-۰.۹% است.

برتری ها

استحکام بیشتری دارند.
از فولادهای ضدزنگ ارزانتر هستند.
در برابر سایش مقاومند.
دوام بالایی دارند و در برابر شوک مقاوم هستند.
کار با این فولادها در مقایسه با سایر فلزات، تقریبا بی خطر است.
با محیط زیست سازگارند و به آسانی بازیافت می شوند .

معایب

بسیار محکم هستند و گاهی اوقات کار با آنها سخت است.
شکننده هستند، قالب گیری و خم کردن این فولادها به راحتی صورت نمی گیرد.
در برابر خوردگی و زنگ زدگی آسیب پذیرند.
ظاهر چندان زیبایی ندارند و پرداخت کاری این فولادها به زیبایی فولادهای ضدزنگ نیست .

کاربردها

از انواع مختلف فولاد کربن در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی استفاده می شود. از فولادهای کم کربن در ساخت قطعات خودرو، لوله، ساختمان سازی و ساخت پل و قوطی کنسرو استفاده می شود. فولادهای کربن متوسط برای ساخت ریل قطار، چرخ قطار، میل لنگ، چرخ دنده و قطعات ماشین آلاتی که به استحکام و چقرمگی بیشتری نیاز دارند مناسب هستند. از فولادهای پرکربن به علت سختی بالا در ساخت ابزار برش، فنر، سیم های استحکام بالا و قالب استفاده می شود.

بررسی امکان جوش فولاد زنگ نزن به فولاد کربن

از نظر فنی می توان این فلزات را به یکدیگر جوش داد اما کارشناسان این کار را توصیه نمی کنند. معمولا از جوش فولاد ضدزنگ و فولاد کربن اجتناب می شود زیرا رسانایی الکتریکی این دو فلز با یکدیگر تفاوت دارد. فولاد کربن پیش از عملیات جوشکاری مقاومتی، پیش گرم می شود زیرا رسانایی الکتریکی بالاتری دارد و دیرتر از فولاد زنگ نزن گرم می شود. در نتیجه رسیدن به دمای مناسب جوشکاری معمولا بسیار دشوار است. و به این دلیل است که توصیه می شود فلزات مشابه به یکدیگر جوش شوند و ترجیحا از جوش فلزات متفاوت خود داری شود.

گروه صنعتی فولاد کاران از سال ۱۳۷۰فعالیت خود را در زمینه‌ی تولید و تامین مقاطع مختلف فولادی و آهن, از قبیل میلگردهای فولادی و آلیاژی , میلگردهای ساختمانی, انواع مقاطع ترانسمیسیون , ورق‌های آلیاژی , ورق‌های روغنی و سیاه و گالوانیزه‌ی هفت الماس ,آغاز نموده است . تلاش مجموعه فولادکاران در این مدت در جهت رضایتمندی و تامین دقیق سفارشات معطوف بوده است.
ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:
اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran
فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948
لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6
پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk
آپارات: https://www.aparat.com/FuladKaran