رابط سريع
الفولاذ المقاوم للصدأ هو أحد المعادن الأكثر استخدامًا
الفولاذ المقاوم للصدأ هو أحد المعادن الأكثر استخدامًا لمواد البناء. نظرًا لقوتها وتعدد استخداماتها وقابليتها لإعادة التدوير ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ هو الخيار المفضل لمجموعة متنوعة من المشاريع بما في ذلك الهندسة المعمارية والمناظر الطبيعية والبناء الداخلي والهندسة.
في هذه المقالة ، سنناقش ماهية الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدم ، وما هو مصنوع منه ، وأنواع الفولاذ المقاوم للصدأ (مع التركيز على سلسلة 300 و 400 درجة) ، ومزايا التكلفة العديدة عند اختيار مواد البناء الخاصة بك.
لماذا يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ؟
يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ في مئات الصناعات بما في ذلك الصناعات المنزلية والمعمارية والنقل والطبية والأغذية والمشروبات والصناعات الدوائية. إن متانتها وقوتها تجعلها مثالية لكل شيء من الأدوات الجراحية إلى الأنابيب الصناعية.
هناك عدد قليل من الصناعات التي لن تجد فيها الفولاذ المقاوم للصدأ ، وهو إلى حد بعيد خيار المواد غير المغناطيسية الأكثر شيوعًا في البناء التجاري.
ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع؟
الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن سبيكة فولاذية منخفضة الكربون تحتوي على ما معدله 18٪ من الكروم جنبًا إلى جنب مع كميات متفاوتة من السيليكون والمنغنيز. يمنح الكروم الفولاذ متانته عن طريق التصلب وزيادة مقاومته للتآكل في البيئات عالية الحرارة أو الأكسجين. في بعض الدرجات ، يوجد النيكل والموليبدينوم أيضًا لزيادة مقاومة التآكل.
ما هي أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ؟
ينقسم الفولاذ المقاوم للصدأ إلى خمس فئات أساسية - تأتي جميعها في مجموعة متنوعة من الدرجات. الأكثر شعبية هي سلسلة 300 و 400. الأنواع الخمسة الأساسية للفولاذ المقاوم للصدأ هي:
• الحديد: أساسه الكروم مع أقل من 0.10٪ كربون. محدودة الاستخدام.
• الأوستنيتي: أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ شيوعًا مع إضافة النيكل والمنغنيز والنيتروجين لزيادة قابلية اللحام والتشكيل.
• Martensitic: شبيه بالحديد ، ولكن بتركيز كربون أعلى. لديها قوة عالية ولكنها تفتقر إلى مقاومة التآكل من الفولاذ الأوستنيتي.
• دوبلكس: حوالي 50٪ حديدي و 50٪ أوستنيتي. تشتهر بقوتها العالية ومقاومتها العالية ولكنها هشة أثناء اللحام.
• تصلب الترسيب (PH): يمكن مقارنته بالفولاذ الأوستنيتي الذي يتمتع بقوة عالية للغاية ، مع إضافات من النحاس والنيوبيوم والألمنيوم على المعالجة الحرارية "المتقادمة".
السلسلة 300
سلسلة 300 مصنوعة من الفولاذ الأوستنيتي وتوفر تنوعًا في الاستخدام ، ومقاومة للتآكل ، وقوة ، ومقاومة شديدة لدرجات الحرارة.
الدرجة الأكثر شيوعًا في السلسلة 300 هي الدرجة 304. تُعرف الدرجة 304 أيضًا باسم 18/8 نظرًا لتكوينها من 18٪ كروم و 8٪ نيكل. بالإضافة إلى المزايا القياسية للصلب الأوستنيتي ، تعرض الدرجة 304 أيضًا إمكانية إعادة التدوير ، والعمر الطويل ، والجاذبية الجمالية ، والنظافة الكبيرة ، والصيانة المنخفضة. كما أن لديها نسخة منخفضة الكربون تُعرف باسم 304L.
تشمل الاستخدامات الشائعة لـ Grade 304 الثلاجات وغسالات الأطباق ومعدات تجهيز الأغذية. توجد أيضًا في الحاويات الكيميائية وألواح نقل الحرارة وأدوات البناء.
سلسلة 400
سلسلة 400 مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد والمارتنسيت ، مع إضافة الكربون والكروم والمنغنيز. كما أنها تتميز بالقوة العالية ومقاومة التآكل.
الدرجة الأكثر شيوعًا من سلسلة 400 هي الدرجة 410. تحتوي الدرجة 410 على 11.5٪ من الكروم مما يجعلها قوية للغاية بعد المعالجة الحرارية. هذه الدرجة مغناطيسية أيضًا عند تصلبها ، مما يجعلها مناسبة لوظائف معينة لا يمكن لسلسلة 300 القيام بها. تميل الدرجة 410 أيضًا إلى أن تكون أرخص من الدرجة 304 نظرًا لانخفاض محتواها من السبائك.
تُستخدم الدرجة 410 بشكل أساسي في صناعة السيارات وجزئيًا في صناعة المصافي ومكونات الغاز والبخار.
ما هي تكلفة الفولاذ المقاوم للصدأ؟
سيكون للفولاذ المقاوم للصدأ تكلفة أولية أكبر من المواد الأقل جودة. ومع ذلك ، فقد ثبت أن لها تكلفة أقل بمرور الوقت من المواد الأخرى نظرًا لمتانتها الفائقة ومقاومتها للتآكل ومقاومة الحرارة وقوة الشد والفوائد الصحية.
المقاومة للتآكل
عند إضافة الكروم إلى الفولاذ المقاوم للصدأ أثناء عملية التصنيع ، فإنه يتحد مع الأكسجين الموجود في الهواء لإنشاء طبقة رقيقة واقية فوق المعدن. يمكن لهذا الفيلم إصلاح نفسه في حالة تلفه ويسمح للفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومة التآكل والصدأ وبقع الماء والتآكل العام. أي عنصر تقوم بإنشائه من الفولاذ المقاوم للصدأ سيكون له عمر تخزين أطول من العناصر المصنوعة من مواد متآكلة رديئة
مقاومة درجات الحرارة
اعتمادًا على الدرجة ، يمكن لأنواع معينة من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة التحجيم والحفاظ على القوة في درجات حرارة عالية للغاية. تم تصميم أنواع أخرى من الفولاذ المقاوم للصدأ لتحمل درجات الحرارة شديدة البرودة على المدى الطويل.
بينما لا تُظهر جميع الدرجات نفس مقاومة درجات الحرارة ، يوجد فولاذ مقاوم للصدأ لتلبية احتياجات أي بيئة تقريبًا.
قوة الشد
جميع درجات الفولاذ المقاوم للصدأ لديها قوة شد قصوى. يتميز كل من الفولاذ المقاوم للصدأ المعالج بالحرارة والبارد بخفة الوزن نسبيًا على الرغم من قوتهما ومتانتهما. تتمتع جميع الدرجات بمقاومة عالية للصدمات ويمكن أن تتحمل الأحمال الثقيلة.
الفوائد الصحية
بفضل تركيبته الكيميائية ، يرفض الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل طبيعي نمو البكتيريا ومسببات الأمراض الأخرى. كما أنه من السهل جدًا تنظيفه بمسح أساسي ومنظف متعدد الأغراض. إذا كنت تتطلع إلى المضي قدمًا ، فيمكنك متابعته باستخدام طلاء اختياري أيضًا. جميع الطرق المذكورة أعلاه تجعل الفولاذ المقاوم للصدأ حلاً طويل الأمد ومنخفض الصيانة للأدوات المستخدمة في المستشفيات وأدوات المائدة والأدوية والأغراض الصحية الأخرى.
استخدم هذه الاختبارات الأساسية لتحديد اللحوم
تأتي المعادن المختلفة في مجموعة مختارة من الدرجات ، وعادة ما يتم دمج المعادن النقية مع العناصر التكميلية لإنشاء مجموعة متنوعة من السبائك. لكن الدرجة لا تشير فقط إلى تكوين المعدن الخاص بك (أي ، تركيبته الكيميائية) ولكن أيضًا إلى كيفية تصنيع المعدن الخاص بك وخصائصه الميكانيكية. بالطبع ، إذا كنت تطلب معدنًا ، فهذه المعلومات موجودة على العبوة. ولكن ماذا لو كنت تعمل مع معادن لا تعرفها؟
هناك سبع طرق اختبار شائعة لتحديد تكوين السبيكة لمعدن معين. تُعد هذه الاختبارات طريقة رائعة لاكتساب نظرة ثاقبة على المعدن الخاص بك عندما لا تتمكن من الوصول إلى الأدوات المتطورة.
حتى إذا كان لديك وصول إلى XRFs (محللات الأشعة السينية الفلورية) أو LIBS (مطياف الانهيار الناجم عن الليزر) ، فإننا نوصي بالبدء بهذه الاختبارات الأساسية لتضييق نطاق خياراتك واتخاذ قرارات اختبار أكثر استنارة.
1. اختبار مظهر السطح: يقوم اختبار مظهر السطح بفحص أي ألوان وعلامات على سطح المعدن. هذا الاختبار ليس هو الأكثر تحديدًا ، ولكن يمكنه تضييق نطاق خيارات المعدن لديك حتى تعرف اختبارات المتابعة التي ستكون أكثر فائدة.
أحد أسهل التحديدات التي تقوم بها باختبار مظهر السطح هي مستويات الأكسدة. إذا كان عليك التخلص من الصدأ لرؤية اللون الأصلي للمعدن ، فستتمكن من مقارنة لون الأكسدة مع لون المعدن الأصلي واكتساب نظرة ثاقبة لمستوى الحديد.
2. اختبار الشرارة: ينتج عن اختبار الشرارة شرارات من المعدن عن طريق طحنه على عجلة. يمكن أن يشير طول ولون وشكل الشرر إلى عائلة المعدن. سوف نتعمق أكثر في اختبار الشرارة لسبائك الفولاذ أدناه.
3. اختبار الرقاقة: يبحث اختبار الرقاقة في هشاشة المعدن وهيكله باستخدام إزميل لكسر قطعة صغيرة. يمكن أن يوفر حجم الشريحة وملمس الحواف ونعومة الشريحة نفسها نظرة ثاقبة لنوع المعدن الذي تتعامل معه.
4. اختبار المغناطيس: ربما يكون أبسط الاختبارات ، اختبار المغناطيس يحدد ما إذا كان المعدن مغناطيسيًا أم لا عن طريق تثبيته بمغناطيس. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ ليست مغناطيسية ، لذا فهي ليست دائمًا اختبارًا مضمونًا بمفردها.
5. اختبار الشعلة: يفحص اختبار الشعلة تناسق المعدن بمجرد ذوبانه ، بالإضافة إلى مدى سرعة حدوث ذلك الانصهار. اعتمادًا على ما تقوم ببنائه ، يعد هذا اختبارًا مهمًا ، لأنه يحدد ما إذا كان المعدن الخاص بك آمنًا للاستخدام في مشروعك.
6. الاختبار الكيميائي: لا ينطبق الاختبار الكيميائي على جميع المعادن ، ولكنه مفيد جدًا في تحديد الفولاذ والمغنيسيوم والألمنيوم. ستظهر كميات صغيرة من حمض الفوسفوريك فقاعات على الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكروم ، وستترك نترات الفضة بقايا سوداء على المغنيسيوم (ولكن ليس على الألومنيوم).
7. اختبار الصلابة: اختبار الصلابة (يشار إليه عادة باسم اختبار صلابة روكويل) يبحث في قوة المعدن مقابل مادة تحاول أن يطبع عليها. كل معدن له رقم صلابة محدد مخصص له ، والذي يتوافق مع مستوى الانطباع. هذا يجعل اختبار الصلابة أحد أكثر محددات المعادن دقة.
الفولاذ المقاوم للصدأ هو أحد المعادن الأكثر استخدامًا لمواد البناء. نظرًا لقوتها وتعدد استخداماتها وقابليتها لإعادة التدوير ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ هو الخيار المفضل لمجموعة متنوعة من المشاريع بما في ذلك الهندسة المعمارية والمناظر الطبيعية والبناء الداخلي والهندسة.
في هذه المقالة ، سنناقش ماهية الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدم ، وما هو مصنوع منه ، وأنواع الفولاذ المقاوم للصدأ (مع التركيز على سلسلة 300 و 400 درجة) ، ومزايا التكلفة العديدة عند اختيار مواد البناء الخاصة بك.
لماذا يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ؟
يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ في مئات الصناعات بما في ذلك الصناعات المنزلية والمعمارية والنقل والطبية والأغذية والمشروبات والصناعات الدوائية. إن متانتها وقوتها تجعلها مثالية لكل شيء من الأدوات الجراحية إلى الأنابيب الصناعية.
هناك عدد قليل من الصناعات التي لن تجد فيها الفولاذ المقاوم للصدأ ، وهو إلى حد بعيد خيار المواد غير المغناطيسية الأكثر شيوعًا في البناء التجاري.
ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع؟
الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن سبيكة فولاذية منخفضة الكربون تحتوي على ما معدله 18٪ من الكروم جنبًا إلى جنب مع كميات متفاوتة من السيليكون والمنغنيز. يمنح الكروم الفولاذ متانته عن طريق التصلب وزيادة مقاومته للتآكل في البيئات عالية الحرارة أو الأكسجين. في بعض الدرجات ، يوجد النيكل والموليبدينوم أيضًا لزيادة مقاومة التآكل.
ما هي أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ؟
ينقسم الفولاذ المقاوم للصدأ إلى خمس فئات أساسية - تأتي جميعها في مجموعة متنوعة من الدرجات. الأكثر شعبية هي سلسلة 300 و 400. الأنواع الخمسة الأساسية للفولاذ المقاوم للصدأ هي:
• الحديد: أساسه الكروم مع أقل من 0.10٪ كربون. محدودة الاستخدام.
• الأوستنيتي: أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ شيوعًا مع إضافة النيكل والمنغنيز والنيتروجين لزيادة قابلية اللحام والتشكيل.
• Martensitic: شبيه بالحديد ، ولكن بتركيز كربون أعلى. لديها قوة عالية ولكنها تفتقر إلى مقاومة التآكل من الفولاذ الأوستنيتي.
• دوبلكس: حوالي 50٪ حديدي و 50٪ أوستنيتي. تشتهر بقوتها العالية ومقاومتها العالية ولكنها هشة أثناء اللحام.
• تصلب الترسيب (PH): يمكن مقارنته بالفولاذ الأوستنيتي الذي يتمتع بقوة عالية للغاية ، مع إضافات من النحاس والنيوبيوم والألمنيوم على المعالجة الحرارية "المتقادمة".
السلسلة 300
سلسلة 300 مصنوعة من الفولاذ الأوستنيتي وتوفر تنوعًا في الاستخدام ، ومقاومة للتآكل ، وقوة ، ومقاومة شديدة لدرجات الحرارة.
الدرجة الأكثر شيوعًا في السلسلة 300 هي الدرجة 304. تُعرف الدرجة 304 أيضًا باسم 18/8 نظرًا لتكوينها من 18٪ كروم و 8٪ نيكل. بالإضافة إلى المزايا القياسية للصلب الأوستنيتي ، تعرض الدرجة 304 أيضًا إمكانية إعادة التدوير ، والعمر الطويل ، والجاذبية الجمالية ، والنظافة الكبيرة ، والصيانة المنخفضة. كما أن لديها نسخة منخفضة الكربون تُعرف باسم 304L.
تشمل الاستخدامات الشائعة لـ Grade 304 الثلاجات وغسالات الأطباق ومعدات تجهيز الأغذية. توجد أيضًا في الحاويات الكيميائية وألواح نقل الحرارة وأدوات البناء.
سلسلة 400
سلسلة 400 مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد والمارتنسيت ، مع إضافة الكربون والكروم والمنغنيز. كما أنها تتميز بالقوة العالية ومقاومة التآكل.
الدرجة الأكثر شيوعًا من سلسلة 400 هي الدرجة 410. تحتوي الدرجة 410 على 11.5٪ من الكروم مما يجعلها قوية للغاية بعد المعالجة الحرارية. هذه الدرجة مغناطيسية أيضًا عند تصلبها ، مما يجعلها مناسبة لوظائف معينة لا يمكن لسلسلة 300 القيام بها. تميل الدرجة 410 أيضًا إلى أن تكون أرخص من الدرجة 304 نظرًا لانخفاض محتواها من السبائك.
تُستخدم الدرجة 410 بشكل أساسي في صناعة السيارات وجزئيًا في صناعة المصافي ومكونات الغاز والبخار.
ما هي تكلفة الفولاذ المقاوم للصدأ؟
سيكون للفولاذ المقاوم للصدأ تكلفة أولية أكبر من المواد الأقل جودة. ومع ذلك ، فقد ثبت أن لها تكلفة أقل بمرور الوقت من المواد الأخرى نظرًا لمتانتها الفائقة ومقاومتها للتآكل ومقاومة الحرارة وقوة الشد والفوائد الصحية.
المقاومة للتآكل
عند إضافة الكروم إلى الفولاذ المقاوم للصدأ أثناء عملية التصنيع ، فإنه يتحد مع الأكسجين الموجود في الهواء لإنشاء طبقة رقيقة واقية فوق المعدن. يمكن لهذا الفيلم إصلاح نفسه في حالة تلفه ويسمح للفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومة التآكل والصدأ وبقع الماء والتآكل العام. أي عنصر تقوم بإنشائه من الفولاذ المقاوم للصدأ سيكون له عمر تخزين أطول من العناصر المصنوعة من مواد متآكلة رديئة
مقاومة درجات الحرارة
اعتمادًا على الدرجة ، يمكن لأنواع معينة من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة التحجيم والحفاظ على القوة في درجات حرارة عالية للغاية. تم تصميم أنواع أخرى من الفولاذ المقاوم للصدأ لتحمل درجات الحرارة شديدة البرودة على المدى الطويل.
بينما لا تُظهر جميع الدرجات نفس مقاومة درجات الحرارة ، يوجد فولاذ مقاوم للصدأ لتلبية احتياجات أي بيئة تقريبًا.
قوة الشد
جميع درجات الفولاذ المقاوم للصدأ لديها قوة شد قصوى. يتميز كل من الفولاذ المقاوم للصدأ المعالج بالحرارة والبارد بخفة الوزن نسبيًا على الرغم من قوتهما ومتانتهما. تتمتع جميع الدرجات بمقاومة عالية للصدمات ويمكن أن تتحمل الأحمال الثقيلة.
الفوائد الصحية
بفضل تركيبته الكيميائية ، يرفض الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل طبيعي نمو البكتيريا ومسببات الأمراض الأخرى. كما أنه من السهل جدًا تنظيفه بمسح أساسي ومنظف متعدد الأغراض. إذا كنت تتطلع إلى المضي قدمًا ، فيمكنك متابعته باستخدام طلاء اختياري أيضًا. جميع الطرق المذكورة أعلاه تجعل الفولاذ المقاوم للصدأ حلاً طويل الأمد ومنخفض الصيانة للأدوات المستخدمة في المستشفيات وأدوات المائدة والأدوية والأغراض الصحية الأخرى.
استخدم هذه الاختبارات الأساسية لتحديد اللحوم
تأتي المعادن المختلفة في مجموعة مختارة من الدرجات ، وعادة ما يتم دمج المعادن النقية مع العناصر التكميلية لإنشاء مجموعة متنوعة من السبائك. لكن الدرجة لا تشير فقط إلى تكوين المعدن الخاص بك (أي ، تركيبته الكيميائية) ولكن أيضًا إلى كيفية تصنيع المعدن الخاص بك وخصائصه الميكانيكية. بالطبع ، إذا كنت تطلب معدنًا ، فهذه المعلومات موجودة على العبوة. ولكن ماذا لو كنت تعمل مع معادن لا تعرفها؟
هناك سبع طرق اختبار شائعة لتحديد تكوين السبيكة لمعدن معين. تُعد هذه الاختبارات طريقة رائعة لاكتساب نظرة ثاقبة على المعدن الخاص بك عندما لا تتمكن من الوصول إلى الأدوات المتطورة.
حتى إذا كان لديك وصول إلى XRFs (محللات الأشعة السينية الفلورية) أو LIBS (مطياف الانهيار الناجم عن الليزر) ، فإننا نوصي بالبدء بهذه الاختبارات الأساسية لتضييق نطاق خياراتك واتخاذ قرارات اختبار أكثر استنارة.
1. اختبار مظهر السطح: يقوم اختبار مظهر السطح بفحص أي ألوان وعلامات على سطح المعدن. هذا الاختبار ليس هو الأكثر تحديدًا ، ولكن يمكنه تضييق نطاق خيارات المعدن لديك حتى تعرف اختبارات المتابعة التي ستكون أكثر فائدة.
أحد أسهل التحديدات التي تقوم بها باختبار مظهر السطح هي مستويات الأكسدة. إذا كان عليك التخلص من الصدأ لرؤية اللون الأصلي للمعدن ، فستتمكن من مقارنة لون الأكسدة مع لون المعدن الأصلي واكتساب نظرة ثاقبة لمستوى الحديد.
2. اختبار الشرارة: ينتج عن اختبار الشرارة شرارات من المعدن عن طريق طحنه على عجلة. يمكن أن يشير طول ولون وشكل الشرر إلى عائلة المعدن. سوف نتعمق أكثر في اختبار الشرارة لسبائك الفولاذ أدناه.
3. اختبار الرقاقة: يبحث اختبار الرقاقة في هشاشة المعدن وهيكله باستخدام إزميل لكسر قطعة صغيرة. يمكن أن يوفر حجم الشريحة وملمس الحواف ونعومة الشريحة نفسها نظرة ثاقبة لنوع المعدن الذي تتعامل معه.
4. اختبار المغناطيس: ربما يكون أبسط الاختبارات ، اختبار المغناطيس يحدد ما إذا كان المعدن مغناطيسيًا أم لا عن طريق تثبيته بمغناطيس. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ ليست مغناطيسية ، لذا فهي ليست دائمًا اختبارًا مضمونًا بمفردها.
5. اختبار الشعلة: يفحص اختبار الشعلة تناسق المعدن بمجرد ذوبانه ، بالإضافة إلى مدى سرعة حدوث ذلك الانصهار. اعتمادًا على ما تقوم ببنائه ، يعد هذا اختبارًا مهمًا ، لأنه يحدد ما إذا كان المعدن الخاص بك آمنًا للاستخدام في مشروعك.
6. الاختبار الكيميائي: لا ينطبق الاختبار الكيميائي على جميع المعادن ، ولكنه مفيد جدًا في تحديد الفولاذ والمغنيسيوم والألمنيوم. ستظهر كميات صغيرة من حمض الفوسفوريك فقاعات على الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكروم ، وستترك نترات الفضة بقايا سوداء على المغنيسيوم (ولكن ليس على الألومنيوم).
7. اختبار الصلابة: اختبار الصلابة (يشار إليه عادة باسم اختبار صلابة روكويل) يبحث في قوة المعدن مقابل مادة تحاول أن يطبع عليها. كل معدن له رقم صلابة محدد مخصص له ، والذي يتوافق مع مستوى الانطباع. هذا يجعل اختبار الصلابة أحد أكثر محددات المعادن دقة.