در فولاد ساده کربنی به‌جز کربن و بعضی عناصر معمول (مثل سیلیسیم، منگنز، گوگرد و فسفر) عنصر دیگری وجود ندارد. دسته‌بندی فولادهای ساده کربنی به شکل جدول زیر است. با افزودن برخی عناصر به آهن آلیاژهایی تولید می‌شود که خواص بسیار عالی دارند.
به‌عنوان‌مثال با اضافه نمودن کروم به آهن، استیل ضدزنگ یا استینلس استیل به دست می‌آید که در مقابل خوردگی‌های مختلف مقاومت بالایی دارد. آیا می‌دانید چه چیز باعث می‌شود استینلس استیل ضدزنگ باشد استیل وقتی ضدزنگ است که حداقل ۱۰٫۵% کروم داشته باشد کروم پس از ترکیب با اکسیژن هوا اکسید کروم تشکیل می‌دهد که لایه‌ای روی استینلس استیل تشکیل می‌دهد.
این لایه دیده نمی‌شود ولی باعث می‌شود ارتباط بین هوا و فلز از بین رفته و استیل سالم بماند. مقدار بیشتر کروم ونیز برخی دیگر از عناصر موجود در آلیاژ شبیه نیکل و مولیبدن این لایه را تقویت کرده و خاصیت ضدزنگ بودن را افزایش می‌دهد.
تفاوتهای بین انواع استیل:
تفاوت‌هایی بین استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ هست، استیل ۳۰۴ حاوی ۱۸% کروم و ۸% نیکل است درصورتی‌که استیل ۳۱۶ دارای ۱۶% کروم، ۱۰% نیکل و ۲% مولیبدن است. مولیبدن برای کمک به مقاومت در برابر خوردگی ناشی ا ز کلراید (مثل آب دریا) به آن اضافه می‌شود.
استینلس استیل‌های سری ۳۰۰ که دارای نیکل هستند جذب آهنربا نمی‌شوند درصورتی‌که سری ۴۰۰ که دارای نیکل نبوده و فقط کروم دارند جذب آهنربا می‌شوند. حرف L نشانه کلمه Low carbon بوده، بیانگر آن است که مقدار کربن آلیاژ به کمتر از ۰٫۰۳% کاهش پیداکرده است.
استینلس استیل قابل بازیافت است:
این مقدار کم‌کربن باعث می‌شود بعد از عملیات جوشکاری، همچنان لایه اکسید محافظتی روی سطح حضورداشته باشد. استینلس استیل ۱۰۰% قابل بازیافت است. استیل ضایعاتی ذوب‌شده و دوباره قالب‌گیری می‌شود. بین ۶۸ تا ۸۰ درصد از تولید استینلس استیل به روش بازیافت ضایعات صورت می‌گیرد.
مقاومت حرارتی استینلس استیل:
جالب است یدانید، استینلس استیل مقاومت بسیار خوبی در مقابل دماهای بسیار بالا (تا هزار درجه سانتی‌گراد) و بسیار پائین (تا منفی ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد) دارد.
نام گذاری استینلس استیل:
انجمن آهن و فولاد آمریکا (AISI) برای اولین بار اقدام به دسته‌بندی و نام‌گذاری استینلس استیل‌ها نمود و مشخصات فیزیکی و شیمیائی و نیز دستورالعمل تولید آن‌ها را عرضه نمود.
CK45 یک نوع فولاد ساده با کربن متوسط (در حدود ۰٫۴۵%) که به خاطر قیمت پائین بعضاً برای ساخت محور پمپ مورداستفاده قرار می‌گیرد. به علت کم بودن مقدار کروم در مقابل زنگ‌زدگی و خوردگی مقاوم نیست. فولاد داپلکس این نوع فولاد بین ۱۹ تا ۲۸ درصد کروم و تا ۵% مولیبدن داشته و دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی هست و به این لحاظ بهترین گزینه برای ساخت قطعات در معرض خوردگی ناشی از آب دریا هست.
عناصر تشکیل دهنده استینلس استیل:
استینلس استیل نوعی فولاد آلیاژی است که درصد عناصر نیکل و کروم آن نسبت به بقیه عناصر تشکیل‌دهنده آن بالاتر است. به‌طورکلی اگر میزان کروم فولاد از ۵/۱۰ درصد بیشتر باشد آن را استینلس استیل می‌نامند.
این مقدار کروم باعث می‌شود که هنگام خوردگی لایه‌نازکی روی فولاد تشکیل شود و همین لایه باعث جلوگیری از خوردگی‌های بعدی می‌شود و عملاً باعث‌ترمیم خوردگی می‌شود.
ضمناً کربن آن کمتر از ۵/۱ درصد هست. فولاد زنگ نزن آلیاژی از فولاد است که از ۱۰٫۵ درصد یا بیشتر کروم و بیش از ۵۰ درصد آهن تشکیل‌شده باشد.کروم موجود در استیل باعث به وجود آمدن یک سطح سخت و یکپارچه در برابر زنگ‌زدگی می‌شود. قابلیت ضدزنگ بودن با اضافه کردن درصد بیشتر کروم و همچنین آلیاژهای دیگر نظیر بهبود می‌یابد.
فولاد ضد زنگ چیست؟
فولاد ضدزنگ به گروهی از آلیاژها با پایه آهنی گفته می‌شود که حاوی حداقل ۱۱ درصد کروم (Cr) هست. کروم عنصری اساسی است که با تشکیل یک فیلم اکسید کروم در سطح فولاد آن را ضدزنگ می‌سازد. هنگامی‌که فولاد ضدزنگ بریده یا خراش داده می‌شود، کروم موجود در سطح سریعاً اکسید می‌شود و فیلم اکسید ناحیه صدمه‌دیده را ترمیم می‌کند.
به دلیل همین خاصیت خود ترمیمی (خودکفایی/ Self healing) است که فولاد را بدون زنگ (Stainless) می‌نامند. اولین فولاد ضدزنگ به‌صورت آلیاژ، مارتنزیتی Fe-Cr-C توسط دانشمند انگلیسی به نام هاری بررلی (Harry Brearley) در ۱۹۱۲ تهیه گردید.
اولین ریخته گری:
اولین ریخته‌گری تجارتی فولاد ضدزنگ در سال ۱۹۱۳ در شفیلد انگلستان به تولید رسید و حق ثبت آمریکایی جهت این اختراع در سال ۱۹۱۶ به آقای هاری بررلی اهدا گردید. درواقع این موضوع که فولاد ضدزنگ، زنگ نمی‌‌زند یک تصور نادرستی است. این برداشت ناصحیح برخی موارد منجر به مشاجرات و حتی تعقیب قانونی بین کارفرمایان و پیمانکاران می‌شود.
فولادهای ضدزنگ فقط در شرایطی خاص نظیر محیط‌های غیر آلوده و آب شیرین یا آب دریا (به‌صورت جاری) بدون زنگ باقی می‌مانند. در هوای مرطوب دریایی یا در داخل آب ساکن (راکد) فولاد ضدزنگ نوع ۳۰۴ زنگ می‌زند و اغلب به‌صورت موضعی دچار خوردگی حفره‌ای می‌گردد.
به‌طورکلی ماهیت محیط و ترکیب شیمایی فولاد هر دو در تشکیل زنگ و خوردگی حفره‌ای فولاد ضدزنگ نقش تعیین‌کننده‌ای دارند. انواع گرید های استینلس استیل سری ۳۰۰ یا استیل نگیر (غیر مغناطیسی): آلیاژ آهن، کروم، نیکل با کربن کمتر از ۱/۰ درصد.
