المعرفة الشائعة حول الفولاذ المقاوم للصدأ

المعرفة الشائعة حول الفولاذ المقاوم للصدأ

الفولاذ مصطلح عام لسبائك الحديد والكربون التي تتراوح نسبة الكربون فيها بين 0.02% و2.11%. أما إذا زادت نسبة الكربون عن 2.11%، فهي حديد.

يختلف التركيب الكيميائي للصلب اختلافًا كبيرًا. يُطلق على الفولاذ الذي يحتوي على الكربون فقط اسم الفولاذ الكربوني أو الفولاذ العادي. في عملية صهر الفولاذ، يُمكن أيضًا إضافة الكروم والنيكل والمنغنيز والسيليكون والتيتانيوم والموليبدينوم وعناصر سبائك أخرى لتحسين خصائصه.

الفولاذ المقاوم للصدأ هو الفولاذ الذي يتميز بخصائص رئيسية تتمثل في مقاومة الصدأ ومقاومة التآكل، ومحتوى الكروم فيه لا يقل عن 10.5%، ومحتوى الكربون لا يزيد عن 1.2%.

   1. الفولاذ المقاوم للصدأ لن يصدأ؟

عند ظهور بقع صدأ بنية على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ، يُفاجأ الناس. يعتقدون أن الفولاذ المقاوم للصدأ لا يصدأ. الصدأ ليس فولاذًا مقاومًا للصدأ. قد يكون ذلك بسبب مشكلة جودة الفولاذ. في الواقع، هذه رؤية خاطئة من جانب واحد لعدم فهم الفولاذ المقاوم للصدأ. يصدأ الفولاذ المقاوم للصدأ في ظل ظروف معينة. يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بالقدرة على مقاومة الأكسدة الجوية - مقاومة الصدأ، ولديه أيضًا القدرة على مقاومة التآكل في الوسط الذي يحتوي على الأحماض والقلويات والملح، أي مقاومة التآكل. ومع ذلك، تختلف مقاومته للتآكل باختلاف تركيبه الكيميائي وحالته المشتركة وظروف الخدمة ونوع البيئة. على سبيل المثال، تتمتع مادة 304 بمقاومة ممتازة للتآكل في الأجواء الجافة والنظيفة، ولكن عند نقلها إلى المناطق الساحلية، فإنها ستصدأ بسرعة في ضباب البحر الذي يحتوي على الكثير من الملح. لذلك، لا يمكن لأي نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة التآكل والصدأ في أي وقت. الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن طبقة رقيقة جدًا، صلبة، دقيقة، مستقرة من أكسيد الكروم (طبقة واقية)، تتشكل على سطحه لمنع ذرات الأكسجين من الاستمرار في الاختراق والتأكسد، وبالتالي اكتساب القدرة على مقاومة التآكل. إذا تعرض هذا الغشاء للتلف المستمر لسبب ما، فستستمر ذرات الأكسجين في الهواء أو السائل في الاختراق، أو ستستمر ذرات الحديد في المعدن في الانفصال، مكونةً أكسيد الحديد السائب، وسيتعرض سطح المعدن أيضًا للتآكل المستمر.

2. ما هو نوع الفولاذ المقاوم للصدأ الذي ليس من السهل الصدأ؟

هناك ثلاثة عوامل رئيسية تؤثر على تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ.

1) محتوى عناصر السبائك

بشكل عام، الفولاذ الذي يحتوي على 10.5% من الكروم ليس سهل الصدأ. كلما زادت نسبة الكروم والنيكل، زادت مقاومته للتآكل. على سبيل المثال، تتراوح نسبة النيكل في مادة 304 بين 8% و10%، بينما تتراوح نسبة الكروم بين 18% و20%. هذا الفولاذ المقاوم للصدأ لا يصدأ في الظروف العادية.

2) عملية الصهر في مؤسسات الإنتاج

تؤثر عملية الصهر في مصانع الإنتاج أيضًا على مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل. تضمن مصانع الفولاذ المقاوم للصدأ الكبيرة ذات تكنولوجيا الصهر الجيدة والمعدات المتطورة والتقنيات المتقدمة التحكم في عناصر السبائك، وإزالة الشوائب، والتحكم في درجة حرارة تبريد القضبان. وبالتالي، تكون جودة المنتج مستقرة وموثوقة، وجودته الداخلية جيدة، ومقاومة للصدأ. على العكس من ذلك، تعاني بعض مصانع الصلب الصغيرة من تأخر في المعدات والتقنيات. أثناء عملية الصهر، لا يمكن إزالة الشوائب، مما يؤدي حتمًا إلى صدأ المنتجات.

3) البيئة الخارجية

البيئة ذات المناخ الجاف والتهوية الجيدة ليست سهلة الصدأ. ومع ذلك، فإن المناطق ذات الرطوبة العالية، والطقس الممطر المستمر، أو ارتفاع الحموضة والقلوية في الهواء تكون أكثر عرضة للصدأ. يصدأ الفولاذ المقاوم للصدأ 304 إذا كانت البيئة المحيطة سيئة للغاية.

 3. كيفية التعامل مع البقع الصدئة على الفولاذ المقاوم للصدأ؟

1) الطرق الكيميائية

استخدم معجون أو بخاخ تنظيف حمضي لمساعدة الأجزاء الصدئة على استعادة خواصها الطبيعية وتكوين طبقة أكسيد الكروم لاستعادة مقاومتها للتآكل. بعد التنظيف الحمضي، ولإزالة جميع الملوثات وبقايا الأحماض، من المهم جدًا شطفها جيدًا بالماء النظيف. بعد كل عملية، أعد تلميعها باستخدام معدات التلميع، ثم غطِّها بشمع التلميع. بالنسبة للأجزاء التي بها بقع صدأ خفيفة، يمكن أيضًا استخدام خليط بنزين وزيت محرك بنسبة 1:1 لمسح بقع الصدأ بقطعة قماش نظيفة.

2) الطريقة الميكانيكية

التنظيف بالتفجير، والتفجير بالرمل باستخدام جزيئات الزجاج أو السيراميك، والإزالة، والتنظيف بالفرشاة، والتلميع. يمكن إزالة التلوث الناتج عن المواد المُزالة سابقًا، أو مواد التلميع، أو المواد المُبادة بالطرق الميكانيكية. قد تُصبح جميع أنواع التلوث، وخاصةً جزيئات الحديد الغريبة، مصدرًا للتآكل، خاصةً في البيئات الرطبة. لذلك، يجب تنظيف السطح المُنظف ميكانيكيًا بشكل دوري في ظروف جافة. استخدام الطريقة الميكانيكية يُنظف السطح فقط، ولا يُغير من مقاومة المادة للتآكل. لذلك، يُنصح بإعادة التلميع باستخدام جهاز التلميع بعد التنظيف الميكانيكي، وإغلاقه بشمع التلميع.

4. هل يمكن الحكم على الفولاذ المقاوم للصدأ عن طريق المغناطيس؟

يذهب الكثيرون لشراء الفولاذ المقاوم للصدأ أو منتجاته ويحملون معهم مغناطيسًا صغيرًا. عند النظر إلى المنتج، يعتقدون أن الفولاذ المقاوم للصدأ الجيد هو الذي لا يمتص. فبدون المغناطيسية، لا يوجد صدأ. في الواقع، هذا فهم خاطئ.

يتحدد شريط الفولاذ المقاوم للصدأ غير المغناطيسي ببنيته. أثناء عملية تصلب الفولاذ المنصهر، ونظرًا لاختلاف درجة حرارة التصلب، يتشكل فولاذ مقاوم للصدأ بتركيبات مختلفة مثل "الفريت" و"الأوستينيت" و"المارتنسيت"، ومن بينها فولاذ "الفريت" و"المارتنسيت" المغناطيسي. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ "الأوستنيتي" بخواص ميكانيكية شاملة وقابلية لحام جيدة، إلا أن الفولاذ المقاوم للصدأ "الفريتي" ذو المغناطيسية أقوى منه في مقاومة التآكل فقط.

حاليًا، لا تتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلتي 200 و300، ذات المحتوى العالي من المنجنيز والمنخفض من النيكل، والمتوفرة في السوق، بالمغناطيسية، لكن أدائها بعيد كل البعد عن أداء الفولاذ 304 ذي المحتوى العالي من النيكل. على العكس، يتمتع الفولاذ 304 أيضًا بمغناطيسية دقيقة بعد عمليات الشد والتلدين والتلميع والصب وغيرها. لذلك، يُعدّ الحكم على مزايا وعيوب الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام فولاذ مقاوم للصدأ بدون مغناطيسية أمرًا خاطئًا وغير علمي.

5. ما هي العلامات التجارية للفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة بشكل شائع؟

٢٠١: يُستخدم المنغنيز بدلاً من الفولاذ المقاوم للصدأ النيكل، الذي يتميز بمقاومة جيدة للأحماض والقلويات، وكثافة عالية، وصقل، وخلوه من الفقاعات. يُستخدم في علب الساعات، والأنابيب الزخرفية، والأنابيب الصناعية، وغيرها من المنتجات ذات السحب السطحي.

202: ينتمي إلى الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض النيكل وعالي المنغنيز، ويحتوي على حوالي 8% من النيكل والمنغنيز. في ظل ظروف التآكل الضعيفة، يُمكن استخدامه كبديل للفولاذ المقاوم للصدأ 304، ويتميز بأداء عالٍ من حيث التكلفة. يُستخدم بشكل رئيسي في ديكور المباني، وحواجز الطرق السريعة، والهندسة البلدية، والدرابزين الزجاجي، ومرافق الطرق السريعة، وغيرها.

304: الفولاذ المقاوم للصدأ العام، مع مقاومة جيدة للتآكل، ومقاومة للحرارة، وقوة درجات الحرارة المنخفضة والخصائص الميكانيكية، والمتانة العالية، ويستخدم في صناعة الأغذية، والصناعة الطبية، والصناعة الكيميائية، وصناعة الديكور المنزلي.

304L: الفولاذ المقاوم للصدأ 304 منخفض الكربون، يستخدم في أجزاء المعدات ذات المقاومة للتآكل وقابلية التشكيل.

316: مع إضافة الموليبدينوم، فإنه يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل في درجات الحرارة العالية ويتم تطبيقه في مجالات معدات مياه البحر والكيمياء وصناعة الأغذية وصناعة الورق.

321: يتميز بأداء ممتاز لكسر الإجهاد في درجات الحرارة العالية ومقاومة الزحف في درجات الحرارة العالية.

430: التعب المقاوم للحرارة، معامل التمدد الحراري أصغر من معامل الأوستينيت، ويتم تطبيقه على الأجهزة المنزلية والديكور المعماري.

410: يتميز بصلابة عالية، ومتانة، ومقاومة جيدة للتآكل، وموصلية حرارية عالية، ومعامل تمدد صغير، ومقاومة ممتازة للأكسدة. يُستخدم في تصنيع الأجزاء المقاومة للتآكل في الغلاف الجوي، وبخار الماء، والماء، وحمض الأكسدة.

فيما يلي جدول محتويات "عناصر السبائك" من درجات الفولاذ المختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ الشائع للإشارة فقط: