چرا فولاد ضد زنگ نیز زنگ می زند؟

وقتی لکه های زنگ قهوه ای (نقاط) روی سطح لوله های فولادی ضد زنگ ظاهر می شود، مردم تعجب می کنند و فکر می کنند که "فولاد زنگ نمی زند، اگر زنگ زد، دیگر فولاد ضد زنگ نیست، ممکن است مشکلی در فولاد وجود داشته باشد." در واقع این یک دیدگاه اشتباه یک طرفه به دلیل عدم درک فولاد ضد زنگ است. فولاد ضد زنگ نیز تحت شرایط خاصی می تواند زنگ بزند.
تصویر
فولاد ضد زنگ توانایی مقاومت در برابر اکسیداسیون اتمسفر ---یعنی فولاد ضد زنگ را دارد و همچنین توانایی خوردگی در محیط های حاوی اسید، قلیایی و نمک --- یعنی مقاومت در برابر خوردگی را دارد. با این حال، مقاومت به خوردگی آن با ترکیب شیمیایی خود فولاد، حالت افزودنی آن، شرایط استفاده و انواع محیط زیست تغییر می کند. مانند لوله های فولادی 304، در فضای خشکشویی، کاملاً خوب در برابر قابلیت لکه دار شدن چیده شده است. اما اگر به ریویرا منتقل شود، در محتوی مه دریا از مقدار زیادی نمک، به زودی زنگ زده می شود. لوله های فولادی 316 مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی نشان می دهند. خوب بنابراین، هیچ نوع فولاد ضد زنگ نمی تواند در هر محیطی در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاومت کند.
راه های زیادی وجود دارد که در آن لایه سطحی آسیب می بیند. رایج ترین آنها در زندگی روزمره به شرح زیر است:
فولاد ضد زنگ متکی به تشکیل یک فیلم اکسید غنی از کروم (فیلم محافظ) بسیار نازک، قوی، ریز و پایدار بر روی سطح خود است تا از نفوذ مداوم و اکسیداسیون اتم‌های اکسیژن جلوگیری کند و در نتیجه توانایی مقاومت در برابر زنگ‌زدگی را به دست می‌آورد. هنگامی که این فیلم به دلایلی به طور مداوم آسیب می بیند، اتم های اکسیژن در هوا یا مایع به نفوذ ادامه می دهند یا اتم های آهن در فلز به جدا شدن ادامه می دهند و اکسید آهن شل را تشکیل می دهند و سطح فلز به طور مداوم خورده می شود. راه های زیادی برای آسیب دیدن این لایه وجود دارد که رایج ترین آنها در زندگی روزمره به شرح زیر است:
1. گرد و غبار حاوی سایر عناصر فلزی یا ضمائم ذرات فلزی ناهمگن روی سطح فولاد ضد زنگ تجمع می یابد. در هوای مرطوب، آب تغلیظ شده بین اتصالات و فولاد ضد زنگ، این دو را به یک میکرو باتری متصل می کند و باعث ایجاد یک واکنش الکتروشیمیایی می شود. ، لایه محافظ آسیب دیده است که به آن خوردگی الکتروشیمیایی می گویند.
2. آب میوه های ارگانیک (مانند سبزیجات، سوپ رشته، بلغم و غیره) به سطح فولاد ضد زنگ می چسبند. در حضور آب و اکسیژن، اسیدهای آلی را تشکیل می دهند. برای مدت طولانی، اسیدهای آلی سطح فلز را خورده می کنند.
3. سطح فولاد ضد زنگ حاوی اسیدها، قلیاها و نمکها (مانند آب قلیایی و آب آهک پاشیده شده روی دیوارها) است که باعث خوردگی موضعی می شود.
4. در هوای آلوده (مانند اتمسفر حاوی مقدار زیادی سولفید، اکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن)، هنگام مواجهه با آب متراکم، نقاط مایع اسید سولفوریک، اسید نیتریک و اسید استیک تشکیل می شود که باعث خوردگی شیمیایی می شود.
برای اطمینان از اینکه سطح فلز به طور دائم روشن و عاری از زنگ زدگی است، توصیه می کنیم:
تمام موارد فوق می تواند باعث آسیب به لایه محافظ روی سطح فولاد ضد زنگ و ایجاد خوردگی شود. بنابراین، برای اطمینان از اینکه سطح فلز به طور دائم روشن است و از زنگ زدگی محافظت می شود، توصیه می کنیم:
1. سطح فولاد ضد زنگ تزئینی باید مرتباً تمیز و ساییده شود تا ضمائم حذف شوند و عوامل خارجی که باعث اصلاح می شوند حذف شوند.
2. فولاد ضد زنگ 316 باید در مناطق ساحلی استفاده شود. مواد 316 می توانند در برابر خوردگی آب دریا مقاومت کنند.
3. ترکیب شیمیایی برخی از لوله های فولادی ضد زنگ موجود در بازار نمی تواند استانداردهای ملی مربوطه را برآورده کند و نمی تواند الزامات مواد 304 را برآورده کند. بنابراین باعث ایجاد زنگ زدگی نیز می شود که کاربران را ملزم به انتخاب دقیق محصولات تولید کنندگان معتبر می کند.
آیا فولاد ضد زنگ نیز مغناطیسی است؟
مردم اغلب فکر می کنند که آهنرباها فولاد ضد زنگ را برای بررسی کیفیت و اصالت آن جذب می کنند. اگر محصولات غیر مغناطیسی را جذب نکند، خوب و اصیل محسوب می شود. اگر آهن ربا را جذب کند، تقلبی محسوب می شود. در واقع این یک روش شناسایی فوق العاده یک طرفه، غیر واقعی و اشتباه است.
انواع مختلفی از فولاد ضد زنگ وجود دارد که با توجه به ساختار سازمانی آنها در دمای اتاق می توان آنها را به چند دسته تقسیم کرد:
1. نوع آستنیتی: مانند 201، 202، 301، 304، 316 و غیره;
2. نوع مارتنزیت یا فریت: مانند 430، 420، 410 و غیره.
آستنیت غیر مغناطیسی یا ضعیف مغناطیسی است، در حالی که مارتنزیت یا فریت مغناطیسی است.
بیشتر فولاد ضد زنگ که معمولاً برای ورق های لوله تزئینی استفاده می شود از مواد آستنیتی 304 است. به طور کلی، غیر مغناطیسی یا ضعیف مغناطیسی است. اما به دلیل نوسانات ترکیب شیمیایی در اثر ذوب یا شرایط مختلف فرآوری، مغناطیس نیز ممکن است رخ دهد، اما این امر را نمی توان تقلبی یا غیرقابل قبول دانست، دلیل چیست؟
همانطور که در بالا ذکر شد، آستنیت غیر مغناطیسی یا ضعیف مغناطیسی است، در حالی که مارتنزیت یا فریت مغناطیسی است. به دلیل تفکیک اجزا یا عملیات حرارتی نامناسب در حین ذوب، مقدار کمی مارتنزیت یا فریت در فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 ایجاد می شود. بافت بدن به این ترتیب فولاد ضد زنگ 304 دارای مغناطیس ضعیفی خواهد بود.
علاوه بر این، پس از کار سرد فولاد ضد زنگ 304، ساختار سازمانی نیز به مارتنزیت تبدیل خواهد شد. هر چه درجه تغییر شکل کار سرد بیشتر باشد، تبدیل مارتنزیتی بیشتر و مغناطیس فولاد بیشتر می شود. درست مانند تعداد دسته ای از نوارهای فولادی، لوله Φ76 تولید می شود. القای مغناطیسی آشکاری وجود ندارد و لوله های Φ9.5 تولید می شوند. از آنجایی که تغییر شکل خمشی بزرگتر است، القای مغناطیسی آشکارتر خواهد بود. تغییر شکل لوله مستطیلی مربع بزرگتر از لوله گرد است، به خصوص قسمت گوشه، تغییر شکل شدیدتر و مغناطیس آشکارتر است.
به منظور از بین بردن کامل مغناطیس فولاد 304 ناشی از دلایل فوق، ساختار آستنیت پایدار را می توان از طریق عملیات محلول در دمای بالا بازیابی کرد و در نتیجه مغناطیس را از بین برد.
به ویژه باید به این نکته اشاره کرد که مغناطیس فولاد ضد زنگ 304 به دلایل فوق با مغناطیس سایر مواد فولادی زنگ نزن مانند 430 و فولاد کربنی برابری نمی کند. به عبارت دیگر مغناطیس فولاد 304 همیشه مغناطیس ضعیفی را نشان می دهد.
این به ما می گوید که اگر فولاد ضد زنگ مغناطیس ضعیفی داشته باشد یا اصلاً مغناطیسی نداشته باشد، باید به عنوان ماده 304 یا 316 شناسایی شود. اگر مغناطیس مشابه فولاد کربنی داشته باشد و مغناطیس قوی نشان دهد، باید به عنوان ماده 304 شناخته شود.