فولاد ضد زنگ چیست و چگونه ساخته می شود؟

 

فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی، استحکام بالا و ظاهر جذاب، کاربردهای گسترده ای در بازارهای صنعتی و مصرفی دارد.

اما فولاد ضد زنگ چگونه از انبوهی از قراضه یا سنگ معدن تصفیه شده به شکل و کاربرد نهایی خود می رسد؟

اکثر فولادهای ضد زنگ قبل از شروع به پردازش، زندگی را به روشی مشابه شروع می کنند.این فرآوری – همراه با ترکیب دقیق آلیاژ فولاد – مشخصه های بسیاری آن را تعیین می کند.

بنابراین برای درک چگونگی تولید فولاد ضد زنگ، ابتدا باید به ترکیب آن بپردازیم.

فولاد ضد زنگ چیست؟

فولاد ضد زنگ یک آلیاژ آهن و کروم است.

در حالی که ضد زنگ باید حداقل 10.5٪ کروم داشته باشد، اجزا و نسبت های دقیق بر اساس درجه درخواستی و استفاده مورد نظر از فولاد متفاوت است.

سایر افزودنی های رایج عبارتند از:

· نیکل

· کربن

· منگنز

· مولیبدن

· نیتروژن

· گوگرد

· فلز مس

· سیلیکون

ترکیب دقیق یک آلیاژ به شدت در طول فرآیند آلیاژسازی اندازه گیری و ارزیابی می شود تا اطمینان حاصل شود که فولاد کیفیت های مورد نیاز را نشان می دهد.

دلایل رایج برای افزودن فلزات و گازهای دیگر به آلیاژ فولاد ضد زنگ عبارتند از:

· افزایش مقاومت در برابر خوردگی

· مقاومت در برابر دمای بالا

· مقاومت در برابر دمای پایین

· قدرت بهبود یافته

· بهبود جوش پذیری

· شکل پذیری بهبود یافته

· کنترل مغناطیس

آنچه در فولاد ضد زنگ شما وجود دارد تنها عامل در تعیین ویژگی های منحصر به فرد آن نیست، اما…

نحوه ساخت آن باعث تغییر بیشتر خواص فولاد می شود.

فولاد ضد زنگ چگونه ساخته می شود

فرآیند دقیق برای درجه فولاد ضد زنگ در مراحل بعدی متفاوت خواهد بود.نحوه شکل گیری، کارکردن و تکمیل شدن یک گرید فولاد نقش مهمی در تعیین ظاهر و عملکرد آن دارد.

قبل از ایجاد یک محصول فولادی قابل تحویل، ابتدا باید آلیاژ مذاب را ایجاد کنید.

به همین دلیل اکثر گریدهای فولادی مراحل شروع مشترکی دارند.

مرحله 1: ذوب شدن

تولید فولاد ضد زنگ با ذوب ضایعات فلزات و مواد افزودنی در یک کوره قوس الکتریکی (EAF) شروع می شود.EAF با استفاده از الکترودهای پرقدرت، فلزات را در طی چند ساعت گرم می کند تا مخلوطی مذاب و سیال ایجاد کند.

از آنجایی که فولاد ضد زنگ 100٪ قابل بازیافت است، بسیاری از سفارشات ضد زنگ حاوی 60٪ فولاد بازیافتی هستند.این نه تنها به کنترل هزینه ها بلکه کاهش اثرات زیست محیطی کمک می کند.

دمای دقیق بر اساس درجه فولاد ایجاد شده متفاوت خواهد بود.

مرحله 2: حذف محتوای کربن

کربن به افزایش سختی و استحکام آهن کمک می کند.با این حال، کربن بیش از حد می تواند مشکلاتی مانند بارش کاربید در طول جوشکاری ایجاد کند.

قبل از ریخته‌گری فولاد ضد زنگ مذاب، کالیبراسیون و کاهش محتوای کربن به سطح مناسب ضروری است.

دو راه وجود دارد که ریخته گری ها محتوای کربن را کنترل می کنند.

اولین مورد از طریق کربن زدایی با اکسیژن آرگون (AOD) است.تزریق مخلوط گاز آرگون به فولاد مذاب، محتوای کربن را با حداقل از دست دادن سایر عناصر ضروری کاهش می دهد.

روش دیگری که استفاده می شود، کربن زدایی اکسیژن در خلاء (VOD) است.در این روش، فولاد مذاب به محفظه دیگری منتقل می‌شود که در آن در حین اعمال حرارت، اکسیژن به فولاد تزریق می‌شود.سپس یک خلاء گازهای تهویه شده را از محفظه خارج می کند و محتوای کربن را بیشتر کاهش می دهد.

هر دو روش کنترل دقیق محتوای کربن را برای اطمینان از مخلوط مناسب و ویژگی های دقیق در محصول نهایی فولاد ضد زنگ ارائه می دهند.

مرحله 3: تنظیم

پس از کاهش کربن، تعادل نهایی و همگن شدن دما و شیمی رخ می دهد.این تضمین می کند که فلز الزامات را برای درجه مورد نظر خود برآورده می کند و ترکیب فولاد در سرتاسر دسته سازگار است.

نمونه ها مورد آزمایش و تجزیه و تحلیل قرار می گیرند.سپس تنظیمات انجام می شود تا مخلوط به استاندارد مورد نیاز برسد.

مرحله 4: شکل دادن یا ریخته گری

با فولاد مذاب ایجاد شده، ریخته گری اکنون باید شکل ابتدایی مورد استفاده برای خنک کردن و کار کردن فولاد را ایجاد کند.شکل و ابعاد دقیق به محصول نهایی بستگی دارد.

اشکال رایج عبارتند از:

· شکوفه می دهد

· بیلت

· اسلب

· میله ها

· لوله ها

سپس فرم‌ها با یک شناسه علامت‌گذاری می‌شوند تا دسته را از طریق فرآیندهای مختلف دنبال کنید.

از اینجا مراحل بسته به درجه مورد نظر و محصول نهایی یا عملکرد متفاوت خواهد بود.اسلب ها به صفحات، نوارها و ورق ها تبدیل می شوند.شکوفه ها و بیلت ها میله و سیم می شوند.

بسته به درجه یا فرمت سفارش داده شده، یک فولاد ممکن است برخی از این مراحل را چندین بار طی کند تا ظاهر یا ویژگی های مورد نظر را ایجاد کند.

مراحل زیر رایج ترین هستند.

نورد داغ

این مرحله که در دماهای بالاتر از دمای تبلور مجدد فولاد انجام می شود، به تنظیم ابعاد فیزیکی ناهموار فولاد کمک می کند.کنترل دقیق دما در طول فرآیند، فولاد را به اندازه کافی نرم نگه می دارد تا بدون تغییر ساختار کار کند.

در این فرآیند از پاس های مکرر برای تنظیم ابعاد فولاد به آرامی استفاده می شود.در بیشتر موارد، این شامل چرخاندن چندین آسیاب در طول زمان برای رسیدن به ضخامت مورد نظر است.

نورد سرد

اغلب در مواقعی که نیاز به دقت است استفاده می شود، نورد سرد زیر دمای تبلور مجدد فولاد رخ می دهد.برای شکل دادن به فولاد از غلتک های پشتیبانی شده چندگانه استفاده می شود.این فرآیند ظاهری جذاب تر و یکنواخت تر ایجاد می کند.

با این حال، همچنین می تواند ساختار فولاد را تغییر شکل دهد و اغلب به عملیات حرارتی برای تبلور مجدد فولاد به ریزساختار اصلی خود نیاز دارد.

آنیل کردن

پس از نورد، اکثر فولادها تحت یک فرآیند بازپخت قرار می گیرند.این شامل چرخه های گرمایش و سرمایش کنترل شده است.این چرخه ها به نرم شدن فولاد و کاهش استرس داخلی کمک می کنند.

دماها و زمان‌های دقیق مربوط به درجه فولاد بستگی دارد، با هر دو نرخ گرمایش و سرمایش بر محصول نهایی تأثیر می‌گذارد.

رسوب زدایی یا ترشی

از آنجایی که فولاد در مراحل مختلف کار می‌کند، اغلب رسوب روی سطح جمع می‌شود.

این انباشت به سادگی غیرجذاب نیست.همچنین می تواند بر مقاومت در برابر لکه، دوام و جوش پذیری فولاد تأثیر بگذارد.از بین بردن این مقیاس برای ایجاد سد اکسیدی که خاصیت ضد زنگ آن را در برابر خوردگی و مقاومت لکه می دهد، ضروری است.

رسوب زدایی یا ترشی کردن، این رسوب را با استفاده از حمام اسید (معروف به اسید شور) یا از طریق گرمایش و خنک کردن کنترل شده در محیطی بدون اکسیژن از بین می برد.

بسته به محصول نهایی، فلز ممکن است برای پردازش بیشتر به نورد یا اکسترود برگردد.به دنبال آن مراحل بازپخت مکرر تا رسیدن به خواص مورد نظر انجام می شود.

برش دادن

هنگامی که فولاد کار شد و آماده شد، دسته برش داده می شود تا مطابق با نیازهای سفارش باشد.

متداول ترین روش ها روش های مکانیکی مانند برش با چاقوهای گیوتینی، چاقوهای دایره ای، تیغه های پرسرعت یا مشت زدن با قالب هستند.

با این حال، برای اشکال پیچیده، می توان از برش شعله یا برش جت پلاسما نیز استفاده کرد.

بهترین گزینه هم به عیار فولاد درخواستی و هم به شکل دلخواه محصول تحویلی بستگی دارد.

به پایان رساندن

فولاد ضد زنگ در انواع روکش های مات تا آینه ای موجود است.تکمیل یکی از آخرین مراحل درگیر در فرآیند تولید است.تکنیک های متداول عبارتند از: حکاکی با اسید یا ماسه، سند بلاست، سنگ زنی با تسمه، صاف کردن تسمه و پرداخت تسمه.

در این مرحله فولاد به شکل نهایی جمع آوری شده و برای ارسال به مشتری آماده می شود.رول‌ها و کویل‌ها روش‌های رایجی برای ذخیره و ارسال مقادیر زیادی از ضد زنگ برای استفاده در سایر فرآیندهای تولید هستند.با این حال، شکل نهایی به نوع فولاد مورد نیاز و سایر عوامل خاص سفارش بستگی دارد.

افکار نهایی

درک نمرات و انواع فولاد ضد زنگ مناسب برای مصارف و محیط های خاص، بخش مهمی از تضمین نتایج طولانی مدت و بهینه سازی هزینه ها است.چه به دنبال چیزی قوی و مقاوم در برابر خوردگی برای محیط‌های دریایی باشید یا چیزی خیره‌کننده و آسان برای استفاده در رستوران، یک آلیاژ فولاد ضد زنگ متناسب با نیاز شما در دسترس است.