فولاد زنگ نزن فریتی

فولاد زنگ نزن فریتی همانطور که از نامش پیداست فولادی از خانواده فولاد های زنگ نزن است که بیش از 12 درصد کروم در ساختار خود دارد. فولاد فریتی دو تفاوت مهم با سایر انواع فولاد زنگ نزن دارد: ساختار دانه مولکولی و ترکیب شیمیایی آن. فریت ها تقریباً 25 درصد از مصرف  فولاد ضد زنگ در سراسر جهان را تشکیل می دهند. این آلیاژها هنگام خم شدن یا برش خواص مشابه فولادهای کربنی دارند و برخلاف گریدهای معروف آستنیتی 304 و 316، فولاد های فریتی به شدت جذب آهنربا می شوند.

فولاد فریتی قوی تر است یا آستنیتی

یک تصور غلط وجود دارد که فولادهای زنگ نزن فریتی نسبت به آلیاژهای آستنیتی در برابر خوردگی مقاومت کمتری دارند. تا حدودی می توان گفت که اینطور نیست در واقع با توجه به میزانی که به مقاومت در برابر خوردگی در پروژه خود نیاز دارید، می توانید بسته به خواص فیزیکی مورد نظر، فولاد زنگ نزن خاصی را از خانواده آستنیتی یا فریتی انتخاب کنید.  این دو خانواده فولاد ضد زنگ، هیچ کدام با عملیات حرارتی سخت نمی شوند. همچنین، فولادهای زنگ نزن فریتی مانند فولاد های کربنی هنگام استفاده در دماهای زیر صفر شکننده می شوند.

مشخصات فولاد فریتی

فولاد های فریتی اغلب به عنوان ساده ترین آلیاژ فولاد زنگ نزن در نظر گرفته می شوند، فولادهایی متشکل (آهن و مقدار کمی کربن) با حداقل 11 درصد کروم که برای تولید اکسید کروم غیرفعال اضافه شده است. این لایه اکسید کروم خود ترمیم شونده، به فولاد ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی را اضافه می کند. اولین فولادهای ضد زنگ تولید شده در سال 1913 در واقع فولاد های زنگ نزن فریتی با محتوای کربن بالا بودند. که امروزه به آن آلیاژهای مارتنزیتی می گویند و برای تیغه های با سختی بالا یا سطوح مقاوم در برابر سایش استفاده می شود.

آلیاژهایی که اکنون به عنوان فولادهای زنگ نزن فریتی شناخته می شوند، برای چندین دهه درنمای ساختمان های تجاری مورد استفاده قرار گرفته اند، (عمدتاً به عنوان روکش تا حدود 3 میلی متر که نیازی به جوشکاری ندارند). به عنوان مثال، ساختمان فوجیتسو در بریزبن با ورق فولادی ضد زنگ فریتی پروفیلی پوشیده شده است.

انواع گرید های فولاد فریتی؟

فولاد ضد زنگ فریتی در واقع به عنوان یک الیاژ کروم غیرقابل سخت شدن از خانواده آلیاژهای ضد زنگ تعریف می شود که دارای کروم از 10.5٪ تا 30٪ و سطح کربن زیر 0.20٪ است. این فولادها اساساً با عملیات حرارتی سخت نمی شوند و فقط با نورد سرد کمی سخت می شوند. برخی از گریدهای ضد زنگ فریت عبارتند از:

فولاد زنگ نزن گرید 409

فولاد ضد زنگ 430

زنگ نزن 430LI

فولاد ضد زنگ 434

زنگ نزن 439

فولاد ضد زنگ نوع 442

زنگ نزن 444

فولاد ضد زنگ 446

فولاد ضد زنگ و دسته بندی آن

در ابتدا لازم است بدانید فولاد ضد زنگ با سایر انواع فولاد متفاوت است زیرا حاوی کروم، نیکل و سایر عناصر آلیاژی است که درجه بسیار بالاتری از مقاومت در برابر خوردگی را به آن می بخشند. در دنیای فولاد ضد زنگ، تنوع بسیار زیادی وجود دارد که در حال حاضر بیش از 100 گرید منحصر به فرد در دسترس است. اکثر این درجه ها در پنج دسته کلی قرار می گیرند:

فولاد ضد زنگ آستنیتی

فریتی

فولاد زنگ نزن مارتنزیتی

دوبلکس

گرید سخت شدن بارش (ph)

هر یک از این نوع فولاد ضد زنگ دارای مجموعه ای منحصر به فرد از ویژگی های متالورژیکی است. طبیعتا هر یک از آنها از نظر کاربرد و خواص دارای نقاط قوت و ضعف هستند. این مقاله نگاهی دقیق‌تر به فولاد ضد زنگ فریتی می‌اندازد و اطلاعات اولیه در مورد نحوه درجه‌بندی فولاد فریتی و آنچه آن را از سایر انواع فولاد ضد زنگ متمایز می‌کند، بیان می‌کند.

فولادهای ضد زنگ فریتی

فولادهای فریتی در بسیاری از کاربردهای مشابه فولادهای آستنیتی به کار برده می شوند، به عنوان مثال در صنایع غذایی، شیمیایی و سلولزی استفاده می شود. با این حال، برخی کاربردها وجود دارد که عملکرد آنها بهتر است، به عنوان مثال برای استفاده در اتمسفرهای گوگردی، همچنین در محیط هایی با غلظت متوسط ​​کلرید، فولادهای فریتی مقاومت بهتری در برابر خوردگی تنشی دارند.

خواص فولاد فریتی

کروم عنصر آلیاژی اصلی در فولاد فریتی به نسبت 12 تا 30 درصد است. و محتوای کربن آن به طور کلی کمتر از 0.1٪ است. همچنین با غلظت کربن و نیتروژن بسیار کم، یعنی کمتر از 0.03 درصد، عملکرد خوردگی بهتری نسبت به فولادهای فریتی معمولی داشته و جوش پذیری بهتری دارد. فولادهای فریتی مغناطیسی و غیر قابل سخت شدن هستند.

مقایسه جوشکاری فولاد فریتی با آستنیتی

در مقایسه با فولادهای آستنیتی، فولادهای فریتی به راحتی جوش داده نمی شوند، چراکه کاربیدهایی که در مرزهای دانه فریت رسوب می کنند، منجر به شکنندگی جوش و کاهش مقاومت در برابر خوردگی آن می شود. این شکنندگی با سرد شدن تا دمای حدود 100 تا 200 درجه سانتیگراد، احتمال ترک خوردگی را ایجاد می کند. علاوه بر این، خطر ترک های انقباض عرضی در فلز جوش داده شده با سرد شدن و افزایش تنش ها وجود دارد. این مشکلات بالقوه با پیش گرم کردن آلیاژ تا حدود 200-400 درجه سانتی گراد، که باعث کاهش گرادیان دما و تنش می شود، حل می شود.

مواد باید در دمای 750 تا 850 درجه سانتیگراد به مدت 30 تا 60 دقیقه تنش زدایی شوند تا استحکام و مقاومت بهینه در برابر خوردگی در نقطه جوش داده شده حاصل شود. این کار تنش های ایجاد شده توسط جوشکاری را کاهش می دهد. اگر فولاد با گنجاندن تیتانیوم به عنوان یک عنصر آلیاژی تثبیت شده باشد، فرآیند تنش زدایی برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی گاهی اوقات می تواند حذف شود، زیرا بارش کاربید که مقاومت در برابر خوردگی را کاهش می دهد همیشه هنگام جوشکاری چنین فلزاتی رخ نمی دهد.

نوع دیگری از شکنندگی،  وجود دارد که در دمای475 درجه سانتیگراد رخ می دهد، در واقع اگر مواد در محدوده دمایی 400 تا 550 درجه سانتیگراد تحت عملیات حرارتی قرار گیرند، ممکن است رخ دهد. لازم به ذکر است جوشکاری را می توان با استفاده از پرکننده از همان ماده یا فولاد آستنیتی انجام داد.

ترکیب شیمیایی فولاد فریتی چیست؟

همانطور که در بالا ذکر شد، تمام فولادهای ضد زنگ دارای فلزی به نام کروم در ترکیبات خود هستند که به دلیل سختی، مقاومت در برابر خوردگی و براقیت استثنایی که در فلز ایجاد می کند استفاده می. فولادهای فریتی از این نظر منحصر به فرد هستند که معمولاً حاوی سطوح بالاتری از کروم نسبت به سایر انواع فولاد ضد زنگ هستند.

مقایسه فولاد زنگ نزن فریتی و آستنیتی

یکی از رایج ترین انواع فولاد آستنیتی که به اصطلاح فولاد ضد زنگ 18/10 گفته می شود، حاوی 18 درصد کروم است اما برخلاف سایر آستنیتی ها، حاوی نیکل نیست. در مقابل، فولادهای زنگ نزن فریتی ممکن است حاوی 27 درصد کروم باشند. همه انواع فولاد ضد زنگ فریتی حاوی چنین مقادیر بالایی از کروم نیستند. برخی حتی ممکن است کمتر از همتایان آستنیتی خود داشته باشند.

تفاوت عمده بین فولادهای زنگ نزن فریتی و آستنیتی این است که فولادهای فریتی حاوی نیکل کمی هستند. فولادهای زنگ نزن فریتی این ویژگی مشترک را با فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی دارند که اکثر آنها حاوی نیکل  نیستند یا مقداری بسیار کمی نیکل دارند. در نهایت، همچنین فولادهای فریتی با این واقعیت مشخص می شوند که فقط حاوی مقادیر کمی کربن هستند.

ساختار فریتی

ترکیب خاص فولاد ضد زنگ تأثیر زیادی بر نحوه ساختار فلز در سطح مولکولی دارد. این ساختارها حتی نامگذاری انواع مختلف فولاد ضد زنگ را نیز برعهده دارند. به عبارت دیگر، نام فولادهای فریتی از این موضوع سرچشمه می گیرد که از ریزساختارهایی به نام فریت ساخته شده اند.

فریت یک فاز متالورژیکی از آهن است. فریت عملاً در فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی و آستنیتی خاموش شده وجود ندارد. ولی توجه به این نکته مهم است که فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی آنیل شده حاوی فریت و کاربید هستند.

ویژگی های فولاد ضد زنگ فریتی

اکنون که درک اساسی از تفاوت آلیاژهای فولاد فریتی با سایر انواع فولاد ضد زنگ دارید، احتمالاً کنجکاو هستید تا در مورد سایر ویژگی های فولاد زنگ نزن فریتی بدانید. ویژگی های مهمی وجود دارد که باید از آنها آگاه بود:

مقاومت فولاد در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش

ترک خوردگی تنشی (SCC) یک شکل متداول تخریب فولاد است که در اثر تنش کششی و یا قرار گرفتن در محیط حاوی مواد خورنده ایجاد می شود. فولادهای زنگ نزن آستنیتی در مواجهه با کلریدها بسیار آسیب پذیر هستند. با این حال، ریزساختارهای موجود در فولادهای فریتی، درجه بالایی از مقاومت در برابر کلرید را به آن‌ها می‌دهد و آنها را به انتخابی عالی برای استفاده در محیط‌هایی که کلریدها وجود دارد تبدیل می‌کند.

شکل پذیری فولاد فریتیک

کربن همان چیزی است که به فولاد سختی می دهد اما کربن همچنین به شکننده تر شدن و انعطاف پذیری کمتر فولاد نیز کمک می کند. از آنجایی که فولاد فریتی حاوی سطوح کمتر کربن است یعنی حدود 0.03 درصد در نتیجه، آنها تمایل به شکل پذیری بالاتر از حد متوسط ​​دارند. بنابراین، فولادهای فریتی را می توان به طور گسترده بدون خطر ضعیف شدن شکل داد.

محتوای کربن پایین فولادهای فریتی همچنین به آنها خواص شکل پذیری عالی می دهد، به این معنی که می توان آنها را به اشکال مختلف بدون مواجهه با مشکلاتی مانند ضعیف شدن یا ترک خوردن شکل داد.

مزایای کم کربن بودن فولاد فریتی با برخی معایب همراه است که باید از آنها آگاه بود. به عنوان مثال، فولادهای فریتی را نمی توان از طریق عملیات حرارتی سخت کرد. علاوه بر این، انواع خاصی از فولاد فریتی ممکن است هنگام جوشکاری مشکلاتی را بوجود آورند به عنوان مثال، ترک خوردن هنگام جوشکاری.

ضریب انبساطی فولاد زنگ نزن فریتی

یکی دیگر از مزایای کلیدی فولادهای فریتی، ضریب انبساط حرارتی پایین آنهاست. این دهنده این واقعیت است که فولادهای فریتی در اثر گرما، انبساط کمتری خواهند داشت. در عوض، فلز ابعاد ثابت خود را با سهولت بیشتری حفظ می کند. همانطور که می توانید تصور کنید، این خاصیت به ویژه برای فلزاتی که برای کاربردهای با دمای بالا استفاده می شوند بسیار مهم است.

فولاد زنگ نزن فریتی تا چه حد رسانای حرارت است؟

فولادهای فریتی ویژگی هدایت حرارتی بسیار خوبی دارند، به این معنی که اجازه می دهند گرما به طور مطلوبی در آنها جاری شود. در نتیجه، فولادهای فریتی یک انتخاب مناسب برای مبدل های حرارتی، کوره، دیگ بخار و سایر کاربردهای مربوط به انتقال حرارت هستند.

فولاد زنگ نزن با مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون

در نهایت، فولاد ضد زنگ فریتی مقاومت مطلوبی در برابر اکسیداسیون، به ویژه در دماهای بالا را نشان می دهد. این مقاومت به تشکیل یک لایه محافظ کروم اکسید روی سطح فولاد منجر می شود. تولیدکنندگان می‌توانند مقاومت در برابر اکسیداسیون را با استفاده از آلومینیوم و یا سیلیکون در هنگام تولید فولاد فریتی بهبود بخشند.

فروآلیاژ چیست؟

ممکن است اصطلاح فروآلیاژ را به عنوان یک تولید کننده یا شخصی که معمولاً با فلزات کار می کند شنیده باشید، اما این به چه معناست؟ فروآلیاژ یک محصول حاوی آهن است، نه فولادهایی که حاوی مقدار قابل توجهی از یک یا چند عنصر آلیاژی است. چنین عناصری ممکن است منگنز، سیلیکون، فسفر، وانادیم، کروم، فرومنگنز، فرو فسفر و غیره باشند. کاربرد اصلی فروآلیاژها برای افزودن عناصر آلیاژی مربوطه به فولاد مذاب است.

پنج گروه از فولاد ضد زنگ فریتی

فولادهای ضد زنگ فریتی را می توان به پنج گروه تقسیم کرد که از نظر مقدار دقیق فلزات مختلف و همچنین ویژگی های عملکرد آنها متفاوت است.

فولادهای فریتی گروه اول

جزو کم هزینه ترین انواع فولاد ضد زنگ هستند. آنها سطح کروم بسیار پایینی دارند، به این معنی که معمولاً در طول زمان لایه‌ای از زنگ سطحی احتمالا به صورت موضعی را در سطح خود خوهند داشت.

فولادهای فریتی گروه دوم

متداول ترین گونه ای هستند که با آن مواجه می شویم. این فولادها با سطح کروم بالاتر خود، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارند. فولادهای فریتی گروه 2 معمولاً برای لوازم داخلی و ویژگی های ساختمان استفاده می شوند.

فولاد های فریتی گروه سوم

این فولادهای فریتی به دلیل سهولت در جوشکاری و شکل پذیری خوب مورد توجه قرار می گیرند که آنها را برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب می کند.

فولادهای زنگ نزن فریتی گروه چهارم

حاوی مقادیر بیشتری مولیبدن هستند که مقاومت آنها در برابر خوردگی را بیشتر می کند. در نتیجه، این نوع فولاد اغلب برای کاربردهای با رطوبت بالا مانند مخازن آب گرم و سیستم های اگزوز استفاده می شود.

در نهایت، فولادهای فریتی گروه پنجم

دارای بالاترین مقدار کروم هستند که به آنها درجه ای از مقاومت در برابر خوردگی را می دهد که فلزات کمی می توانند با آنها در این زمینه رقابت کنند.

خرید فولاد زنگ نزن

هیچ فولاد ضد زنگ برای تمام کاربرد های مناسب نیست و اصلا چنین چیزی وجود ندارد. در عوض، شما باید بهترین نوع فولاد را برای پروژه خود انتخاب کنید. برای انتخاب گرید فولاد ضد زنگ مناسب برای پروژه بعدی خود، لطفاً با کارشناسان ما در فروشگاه مسیحا تماس بگیرید.