نه،فولاد ضد زنگ 316 لیتربه معنای سنتی لکه دار نمی شود.
به طور دقیق، از اکسیداسیون سریع سطحی که فلزاتی مانند نقره یا مس را گرفتار می کند، رنج نمی برد. وقتی می بینید نقره سیاه می شود، این یک واکنش شیمیایی با گوگرد در هوا است.
316L یک فولاد ضد زنگ آستنیتی است که به طور خاص برای مقاومت در برابر این نوع تخریب طراحی شده است. در حالی که در برابر همه اشکال خوردگی تحت بی توجهی شدید یا قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی تهاجمی مصون نیست، از نظر تاریخی یکی از پایدارترین آلیاژهای تجاری غیرواکنشی موجود باقی می ماند.
چراانجام می دهد316L لکه دار نمی شود?
1. مانع اکسید کروم غیرفعال
این آلیاژ به طور طبیعی لایه ای از اکسید کروم را تشکیل می دهد که فلز زیرین را از محیط می پوشاند. مشخصه بارز هر فولاد ضد زنگ این است که محتوای کروم آن. 316L حداقل 16٪ کروم دارد. وقتی این کروم با اکسیژن در جو مواجه می شود، زنگ نمی زند. در عوض، فوراً یک فیلم میکروسکوپی از اکسید کروم تشکیل می دهد. این لایه تقریباً 2 تا 3 نانومتر ضخامت دارد-نازکتر از طول موج نور-به همین دلیل است که فلز به جای کدر شدن، براق میماند.
این "فیلم غیرفعال" غیر-متخلخل و از نظر شیمیایی پایدار است. بسیار مهم است، اگر سطح فولاد خراشیده یا ماشین کاری شود، کروم در معرض اکسیژن با اکسیژن واکنش می دهد تا لایه را در عرض چند میلی ثانیه "درمان" کند. این مکانیسم اساساً با فولاد کربنی متفاوت است، جایی که اکسید آهن (زنگ) متخلخل است و منبسط می شود و باعث پوسته پوسته شدن فلز می شود.
در 316L، لایه اکسید محافظی است که مانع از کدر شدن واکنش های شیمیایی می شود.
2. افزودن مولیبدن
افزودن 2 تا 3 درصد مولیبدن به شدت مقاومت در برابر خوردگی حفره ای و شکافی، به ویژه در برابر کلریدها را افزایش می دهد.
در محیط های صنعتی، رایج ترین دشمن فولاد ضد زنگ، یون کلرید است (که در آب شور، عرق و هوای ساحلی یافت می شود). کلریدها دارای توانایی منحصر به فردی برای نفوذ به لایه کروم غیرفعال مورد بحث در بالا هستند و لکه های خوردگی کوچک و موضعی به نام "چاله" ایجاد می کنند. با آلیاژ کردن فولاد با مولیبدن، ساختار اتمی لایه غیرفعال را تغییر میدهیم و آن را به طور قابل توجهی در برابر این حملات کلرید مقاومتر میکنیم.
در شرایطی که فولادهای درجه پایینتر-پتینهای مهآلود و زرد ایجاد میکنند (اغلب با تیرگی اشتباه گرفته میشوند)، 316L ظاهر سفید و نقرهای- خود را حفظ میکند زیرا مولیبدن سپر را در برابر نمک و رطوبت تقویت میکند.
3. محتوای کربن کم
مشخصات "کم کربن" از تشکیل کاربیدهای کروم در حین گرمایش جلوگیری می کند، و تضمین می کند که کروم محافظ به طور یکنواخت توزیع می شود. "L" در 316L مخفف "کم کربن" است، که محتوای کربن را روی 0.03٪ محدود می کند (در مقایسه با 0.08٪ در استاندارد 316). این یک جزئیات پیش پا افتاده نیست. این یک محافظ حیاتی برای یکپارچگی و طول عمر ساختاری است.
هنگامی که فولاد ضد زنگ گرم می شود-مانند جوشکاری یا برش لیزری-کربن می تواند با کروم واکنش دهد و "کاربیدهای کروم" را در مرزهای دانه تشکیل دهد. این پدیده که به عنوان حساسسازی شناخته میشود، کروم را که برای تشکیل لایه اکسید غیرفعال نیاز دارد، از فلز اطراف میگیرد.
در صورت ایجاد حساسیت، فلز در برابر خوردگی بین دانهای حساس میشود، که میتواند شبیه به تیرگی، تار-عنکبوتی یا زنگ زدگی در نزدیکی جوش باشد. با محدود کردن شدید کربن، 316L تضمین می کند که تقریباً تمام کروم موجود در آلیاژ برای انجام کار خود آزاد باقی می ماند: حفظ لایه غیرفعال و جلوگیری از تغییر رنگ.
4. ترکیب نیکل بالا
محتوای نیکل قابل توجهی ساختار بلوری آستنیتی را تثبیت می کند و دوام و مقاومت در برابر خوردگی را در محیط های اسیدی افزایش می دهد. 316L معمولاً بین 10 تا 14 درصد نیکل دارد. در حالی که کروم سپر اولیه در برابر اکسیداسیون است، نیکل به عنوان تثبیت کننده عمل می کند. فولاد را به یک ساختار کریستالی مکعبی "آستنیتی"-در مرکز، که سخت تر و انعطاف پذیرتر از ساختارهای فریتی است، وادار می کند. از نقطه نظر خوردگی، نیکل مقاومت بیشتری در برابر اسیدهای کاهنده (مانند اسید سولفوریک) که کروم به تنهایی ممکن است با مشکل مواجه شود، ایجاد می کند.
این به ظاهر "نجیب" فلز کمک می کند. نیکل همچنین مسئول رنگ براق و کمی گرم 316 لیتر است که آن را از رنگ سردتر و آبی مایل به آبی فولاد کربنی کروم- متمایز می کند. این درخشش عمیق و ثابت ذاتی بدنه فلز است، به این معنی که نمی تواند مانند یک روکش یا روکش پوسته شود یا از بین برود.
رسیدگی به موارد استثنا: "لکه شدن چای" و آلودگی سطحی
در حالی که 316L از نظر شیمیایی در برابر کدر شدن مقاوم است، مشتریان گاهی اوقات تغییر رنگ سطح قهوه ای را گزارش می کنند. تشخیص صحیح این امر حیاتی است، زیرا تقریباً هرگز خود آلیاژ خراب نیست.
آلودگی سطحی (زنگ برون زا)
تغییر رنگ اغلب ناشی از ذرات آهن از منابع خارجی است که در سطح ضد زنگ قرار می گیرند، نه اکسید شدن خود فولاد ضد زنگ.
این شایع ترین شکایت "لکه دار شدن" ما در کارخانه است. اگر 316L با ابزارهایی که قبلاً روی فولاد کربنی استفاده شده است استفاده شود، یا اگر در نزدیکی جرقه های فولاد کربنی آسیاب شود، ذرات آهن میکروسکوپی می توانند در سطح 316L جاسازی شوند. این ذرات خارجی هنگامی که در معرض رطوبت قرار می گیرند به سرعت زنگ می زنند. برای چشمان آموزش ندیده، به نظر می رسد که 316L در حال زنگ زدن است. این نیست؛ آلاینده در بالای فولاد ضد زنگ زنگ می زند. درمان غیرفعال سازی ساده یا شستشوی اسید معمولاً این ذرات را حذف می کند و سطح بکر و ضد زنگ زیر آن را آشکار می کند.
رنگ آمیزی چای در مناطق ساحلی
در محیط های دریایی بسیار تهاجمی و بدون شستشوی باران، رسوبات سطحی می توانند باعث تغییر رنگ آرایشی شوند که به عنوان "لکه شدن چای" شناخته می شود.
حتی 316L هم محدودیت هایی دارد. اگر در یک منطقه پاشش مستقیم یا یک منطقه ساحلی با پاشش نمک زیاد و بدون باران نصب شود (مثلاً در زیر لبه بام)، کریستال های نمک می توانند روی سطح جمع شوند. با گذشت زمان، این کلریدهای غلیظ می توانند اندکی لایه غیرفعال را بشکنند و منجر به تغییر رنگ قهوه ای سطحی شوند. این با کدر شدن سیاه نقره متفاوت است. این یک خوردگی سطحی آرایشی است.
با این حال، از آنجایی که 316L قوی است، این "لکه شدن چای" به ندرت بر یکپارچگی ساختاری فلز تأثیر می گذارد و اغلب می تواند صیقل داده شود. برای 316L، این یک مشکل تعمیر و نگهداری است، نه یک نقص مواد.
نتیجه گیری
فولاد ضد زنگ 316L مانند فلزات گرانبها کدر نمی شود و مانند فولاد کربنی زنگ نمی زند. مقاومت آن در شبکه بسیار اتمی آن از طریق تعادل پیچیده ای از کروم، مولیبدن و شیمی کم کربن ساخته شده است.
در حالی که هیچ فلزی کاملاً شکست ناپذیر نیست، 316L در دنیای آلیاژهای آهنی به همان اندازه که به "آزادی تعمیر و نگهداری-" نزدیک می شویم، نزدیک است. 316L با مراقبت اولیه برای عاری از آلودگی های آهن و رسوبات سنگین نمک، ظرافت صنعتی خود را برای دهه ها حفظ خواهد کرد.
