یکی از مهم ترین تصمیمی که باید در مورد یک پروژه صنعتی یا ساختمانی بگیریم، انتخاب نوع فولاد است. در این صورت، قبل از اینکه بخواهیم در مورد درجه های فولاد تصمیم بگیریم، باید ابتدا نوع فولاد مصرفی را انتخاب کنیم. حال می خواهیم در مورد تفاوت فولاد کربنی با فولاد ضد زنگ صحبت کنیم و دانستن این مطالب به ما کمک خواهد کرد تا بتوانیم، بعترین نوع فولاد را با توجه به نوع پروژه ای که در فرآیند ساخت است انتخاب کنیم.
قبل از اینکه بخواهیم وارد بحث تفاوت های میان این دو فولاد بشویم، یک توضیح مختصری راجع به ((فولاد کربنی چیست)) و (( فولاد ضد زنگ چیست)) می دهیم، تا بیشتر با آنها آشنا شویم و بهتر بتوانیم تفاوت میان این دو فولاد را در کنیم.
فولاد کربنی چیست؟
فولاد کربنی(Carbon steel)، یک نوع فولادی است که درصد حجمی کربن آن بین 0.05 تا 2.1 درصد می باشد. فولاد کربنی دارای کاربردهای مختلفی مانند ماشین های فرز، ابزارهای برش و سیم های با استحکام بالا می باشد. با افزایش درصد کربن در فولادها، امکان سختکاری و افزایش استحکام آن نیز از طریق عملیات حرارتی افزایش مییابد، ولی از طرفی این کار باعث کاهش شکلپذیری آن میشود. جدای از عملیات حرارتی، افزایش درصد کربن باعث کاهش خاصیت جوشکاری فولادها میشود. در فولادهای کربنی هر چه درصد کربن افزایش یابد، دمای ذوب فولاد کاهش مییابد.
مطلب پیشنهادی : براس بوشن
فولاد ضد زنگ چیست؟
فولاد زنگنزن یا فولاد ضدزنگ یا استنلس استیل، آلیاژی از فولاد میباشد، که اصلیترین عناصر تشکیلدهنده آن آهن، کروم و نیکل است که حداقل درصد جرمی کروم در آن ۱۰٫۵ درصد و حداکثر درصد جرمی کربن آن ۱٫۲ درصد میباشد.
فولادهای زنگنزن به دلیل ویژگی غیرفعال شدن خود میتوانند مقاومت بسیار خوبی دربرابر خوردگی از خود نشان دهند. این فولادها به دلیل شکل گرفتن یک لایه غیرفعال بر روی سطحشان که به شدت به ماده زیرین پیوند خوردهاست و از تماس بیشتر ماده به محیط اطراف جلوگیری میکند، چنین ویژگیای دارند. برای اینکه این پدیده غیرفعالسازی بهطور پایدار در فولاد اتفاق بیافتد نیاز است که حداقل ۱۰٫۵ درصد از ماده را کروم تشکیل دهد. با داشتن چنین سطحی از کروم حتی اگر خراشی بر روی سطح فولاد ایجاد شود و این لایه از میان برود فولاد میتواند خودش را ترمیم کند و اگر گرید به درستی برای محیط کاری انتخاب شده باشد این لایه غیرفعال دوباره شکل میگیرد.
در غیر این صورت شکست غیرفعالی رخ میدهد و فولاد زنگنزن، زنگزده و خورده میشود.
حال برگردیم به موضوع اصلی :
تفاوت فولاد کربنی با فولاد ضد زنگ در چیست؟
فولاد، آلیاژی از آهن است که آهن، عنصر پایهی آن و کربن، عنصر آلیاژی اصلی آن است. درصد کربن در فولادهای مختلف، قابل تغییر است. حداکثر مقدار کربن موجود در فولاد، حدود 2 درصد وزنی است. البته در نظر داشته باشید که یک فولاد، به صورت کامل، از آهن و کربن تشکیل نشده و سادهترین نوع فولادها، عناصر آلیاژی دیگری در کنار این دو عنصر به همراه دارند. فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ، در مواردی با هم متفاوت هستند. با ما همراه باشید تا در ادامه راجع به موضوعات زیر صحبت کنیم:
– مقاومت در برابر خوردگی
– ویژگی های مکانیکی
– شکل ظاهری
– هزینه
نکته: برای بعضی از افراد، انتخاب بهترین نوع فولاد کمی مشکل است. اگر در پروژه شما، مطلوبیت ظاهری، امری کلیدی و مهم باشد، فولاد های ضد زنگ با ظواهر نهایی خاص، گزینه ی بهتری برای شما خواهند بود.
این در حالی است که اگر بودجه ی مربوط به پروژه ی شما محدود است، فولاد کربنی برای شما بهترین گزینه خواهد بود.
مقاومت در برابر خوردی
بارزترین تفاوت میان فولاد کربنی و ضد زنگ، توانایی مقاومت در برابر خوردگی است. به طور کلی، فولاد ضد زنگ، مقاومت بیشتری نسبت به خوردگی دارد. هر دو نوع فولاد، دارای آهن هستند که در معرض هوا اکسید میشوند و زنگار ایجاد میکنند. کروم اضافهشده به فولاد ضد زنگ، باعث میشود که مقاومت به خوردگی این فلز نسبت به فولاد کربنی، افزایش یابد. کروم، آسانتر از آهن به اکسیژن متصل میشود؛ با اتصال کروم به اکسیژن، لایهای محافظتی از اُکسید کروم تشکیل میشود که فلز را در برابر تخریب و خوردگی، محافظت میکند.
فولاد کربنی، معمولا کروم کافی را برای تشکیل لایهی اکسید کروم ندارد؛ بنا بر این، اکسیژن، فرصت اتصال با آهن را پیدا میکند و این موضوع باعث ایجاد اکسید آهن یا زنگار میشود. پس اگر در پروژهی مورد نظر شما، مقاومت در برابر خوردگی یک عامل مهم است، فولاد ضد زنگ بهترین گزینه برای شما خواهد بود.
ویژگی های مکانیکی
بیان تفاوت ویژگیهای مکانیکی بین فولادهای کربنی و ضد زنگ، آسان نیست؛ زیرا هر کدام از آنها انواع و درجات متفاوتی را شامل میشوند. فولاد ضد زنگ، به علت وجود مقادیر بالایی از نیکل در خود، قابلیت شکلپذیری بالاتری نسبت به فولاد کربنی دارد. با این حال، درجات بسیار شکنندهای از فولاد ضد زنگ، مانند درجات مارتنزیتی نیز در این گروه وجود دارند. فولادهای ضد زنگ به علت دارا بودن عناصر آلیاژی در ساختارشان، معمولاً مقاومت کششی بالاتری نسبت به فولادهای کربنی دارند.با این حال، اگر مقادیر کافی از کربن (حداقل 0.30 درصد وزنی) در فولاد کربنی وجود داشته باشد، این فلز نسبت به فولاد ضد زنگ آستتنیتی، قابلیت عملیات حرارتی آسانتری خواهد داشت.
مطلب پیشنهادی : لوله سیاه صنعتی
شکل ظاهری
با این که فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی را میتوان سنبادهکاری و صیقلدهی کرد تا ظاهری درخشان و براق داشته باشند، اما فولاد کربنی باید خیلی زود پس از فرآیند پرداخت فلزات، رنگ شود. اگر این عمل صورت نگیرد، فولاد کربنی شروع به لکهدارشدن میکند و نهایتاً دچار زنگزدگی میشود؛ به علاوه، درصورتی که فولاد ضد زنگ خراشیده شود، بازهم درخشش خود را در ناحیهی خراش حفظ میکند، اما فولاد کربنی در شرایط مشابه نیاز به رنگزنی مجدد دارد و در غیر این صورت، دچار خوردگی میشود.
هزینه
یکی دیگر از مواردی که باعث تفاوت میان فولادهای کربنی و ضد زنگ میشود، بحث هزینه است. اگرچه درجات مختلف، قیمتهای متفاوتی دارند، اما به طور کلی، فولادهای ضد زنگ، گرانتر از فولادهای کربنی هستند. به این خاطر که عناصر آلیاژی اضافهشده مانند کروم، نیکل، منگنز و … به فولاد ضد زنگ اضافه میشوند. تمامی این عناصر اضافهشده باعث افزایش هزینه نسبت به فولادهای کربنی میشوند.
جمع بندی
درک تفاوت فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ، یکی از مهمترین مواردی است که لازم است از آن اطلاع داشته باشید. همان طور که اشاره شد، انتخاب بهترین نوع فولاد، به جزئیات کار و پروژهی مورد نظر بستگی دارد. درنظرگرفتن تمامی موارد گفتهشده در این مقاله و مقایسهی آنها با یکدیگر به شما کمک خواهد کرد که بتوانید بهترین نوع فولاد را انتخاب کنید و به نوعی از هزینههای اضافی در ساختمانسازی جلوگیری کنید.
