علل زنگ زدن فولاد
مقاله بررسی علل زنگ زدن فولاد S.S 316
چرا فولاد زنگ نزن (stainless steel) نوع ۳۱۶ ،زنگ می زند؟
در جواب به این سوال ابتدا به معرفی این نوع فولاد می پردازیم.
فولادهای زنگ نزن (S.S) طبق دسته بندی موسسه آهن و فولاد امریکا (AISI) به دو گروه سری ۳۰۰-۲۰۰ و سری ۴۰۰ طبقه بندی می شوند که هر سری شامل چندین فولاد با رفتارهای مختلف می باشد.
فولادهای زنگ نزن سری ۳۰۰-۲۰۰ آستنیتی (Austenitic) می باشند که بسیار چقرمه (tough) و نرم (ductile) بوده و نیازی به عملیات حرارتی ندارند در نتیجه این فولادها برای جوشکاری مناسب اند و تحت شرایط عادی اتمسفری نیازی به آنیله شدن ندارند.
فولاد زنگ زدن چیست
این فولادها در برابر خوردگی مقاومند و معمولا غیر مغناطیسی هستند و فقط از طریق کار سرد (cold work) سخت میشوند.
محدوده کربن در این فولادها ۰٫۰۸ تا ۰٫۲۵ درصد، میزان کروم ۱۶ تا ۲۶ درصد و میزان نیکل ۶ تا ۲۲ درصد است.
آنچه که در نوع ۳۱۶ باعث تمایز آن نسبت به انواع دیگر فولاد S.S همچون ۳۰۴ شده وجود میزان حداکثر ۳ درصد مولیبدنیوم در آن می باشد.مولیبدنیوم مقاومت خوردگی این آلیاژ کروم-نیکل را در برابر تخریب اکثر مواد و حلالهای شیمیایی صنعتی بالا برده و همچنین در برابر خوردگی حفره ای (pitting) حاصل از کلرایدها مقاومت میکند.به همین خاطر نوع ۳۱۶ مهمترین فولادی است که در محیطهای دریایی استفاده میگردد.
جلوگیری از زنگ زدن فولاد
Type Analysis of Stainless Type 316:
| ۱٫۰۰% max. | Silicon | ۰٫۰۸% max. | Carbon |
| ۱۶٫۰۰-۱۸٫۰۰% | Chromium | ۲٫۰۰% max. | Manganese |
| ۱۰٫۰۰-۱۴٫۰۰% | Nickel | ۰٫۰۴۵% max. | Phosphorus |
| ۲٫۰۰-۳٫۰۰% | Molybdenum | ۰٫۰۳۰% max. | Sulfur |
دو عامل مهم در خوردگی این نوع فولادها یکی حساس شدن (sensitization) و عامل دیگر که باعث زنگ زدن جوشهای آن می شود اکسید زدایی نکردن آن می باشد.حال هر کدام بطور مختصر توضیح داده می شود.
حساس سازی یا حساس شدن (sensitization)
رسوب (ته نشین شدن) کرباید در مرز دانه ها ،هنگامی که فولادهای زنگ نزن آستنیتی در یک بازه زمانی در محدوده دمای بین ۴۲۵ تا ۸۷۰ درجه سانتیگراد(۸۰۰ تا ۱۶۰۰ درجه فارنهایت) حرارت داده می شوند(بخصوص در جوشکاری) را حساس شدن می گویند.
مدت زمانی که فولاد در این دما قرار میگیرد مقدار کرباید رسوب شده را تعیین میکند.وقتی کرومیوم کرباید در مرز دانه ای رسوب میکند نواحی کناری فورا از کروم تهی میشود. در صورتیکه این ته نشینی و تهی سازی نسبتا پیوسته باشد ،فولاد را نسبت به خوردگی بین دانه ای (intergranular corrosion) مستعد می سازد.همچنین حساس شدن مقاومت فولاد را در برابر انواع دیگر خوردگی همچون خوردگی حفره ای (pitting) ،خوردگی شکافی (crevice corrosion) و ترک خوردگی تنشی (SCC) کاهش میدهد.