استیل چیست

تاریخچه:

سابقه گروه‌هاي تخصصي از فولادها كه در حال حاضر فولاد ضد زنگ اطلاق مي‌شود به سال 1913 ميلادي باز مي‌گردد. در منطقه شفيلد انگلستان شخصي به نام Harry Brealey با تركيب انواع آلياژ در صدد بود تا جهت تسليحات  نظامي فولاد خاص بسازد. وي با افزودن نيكل در توليد فولاد به ميزان 13 درصد موفق شد فولاد ضدزنگ با مشخصات مطلوب را توليد نمايد. توسعه فولاد ضدزنگ در كشور فرانسه با توليد فولادهاي ضدزنگ آستنيت دنبال شد. در حال حاضر كشورهاي توسعه‌يافته با نزديك به گذشت يك قرن از توليد اوليه فولادهاي ضدزنگ همچنان پيشگام در توليد آن مي‌باشند.

استیل ضد زنگ چیست؟

استنلس استیل از آهن، کرومیوم، منگنز، سیلیکون، کربن و در بسیاری از مواقع  از نیکل و مولیبدنوم تشکیل شده است. این الما‌ن‌ها از طریق آب و هوا به اکسیژن واکنش نشان می دهند که این عمل از طریق یک لایه بسیار نازک صورت می‌گیرد که از اکسید فولاد و هیدرواکسید تشکیل شده است. کرومیوم نقش بسیار مهمی را در واکنش با اکسیژن و تشکیل لایه عایق انجام می دهد؛ استیل ضد زنگ از کربن بسیار کم تشکیل شده و حداقل دارای 10% کرومیوم است. در این نوع استیل‌ها هرچه درصد کرومیوم بیشتر باشد، کیفیت استیل هم بیشتر است و در نتیجه مقاومت آن در مقابل رسوب افزایش پیدا می‌کند. در واقع در اثر تماس هوا با کروم موجود در استنلس استیل، لایه ای غیرفعال از اکسید کروم (Cr2O3) تشکیل می شود. این لایه بسیار نازک تر از آن است که با چشم قابل مشاهده باشد و به همین دلیل سطح استنلس استیل براق و درخشان باقی می ماند. این لایه در مقابل هوا و رطوبت غیر قابل نفوذ است. همچنین استنلس استیل در محیط های قلیایی مقاومت بالایی دارند و در مقابل تابش نور خورشید، رطوبت، گرما و سرما تغییر رنگ نمی دهد.

کرومیوم تشکیل دهنده استیل باعث شده تا لایه‌ای سخت، ناپیدا، ضد‌رسوب و ضد اکسید روی سطح آن شکل بگیرد. حضور لایه ضد زنگ باعث می‌شود مرزی بین سطح زیرین استیل و آب و اکسیژن خارجی -که قابلیت نفوذ دارند- ایجاد شود. از آنجایی که چیدمان این لایه به شدت به هم نزدیک و فواصل میان آنها تنگ است، حتی تعداد کمی از لایه های اتمی آن می توانند درصد نفوذ را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. این لایه به قدری باریک است که حتی از طول موج نور هم ضخامت کمتری دارد که باعث شده دیدن آن بدون استفاده از مدرن ترین تجهیزات علمی و صنعتی غیر ممکن باشد. استیل هایی با درجه کیفیت پایین به راحتی با اکسیژن و آب واکنش می‌دهند و لایه عایق آنها به سرعت از بین میرود و در نتیجه در معرض آب و هوا قرار می گیرند. جنس نامرغوب این استیل‌ها سبب می‌شود تا به سرعت رسوب کنند و به حالتی که به آن زنگ زدن می گوییم تبدیل شوند و در نهایت قسمت های فرسوده آن‌ها به راحتی و با چشمان غیر مسلح قابل دیدن باشند. 

در نتیجه استیل ضد زنگ به هیچ وجه رسوب نمی‌کند و در حقیقت از خود محافظت می‌نماید. (برخی فلزهای دیگر مثل تیتانیوم و آلومینیوم هم با چنین لایه‌ی محافظی در مقابل زنگ محافظت می‌شوند.) استیل به سبب این کیفیت و استقامت است که مصارف گوناگونی از صندوق بانک‌ها گرفته تا سینک دستشویی، اتصالات، اسپایدر، لوله و پروفیل دارد. 

انواع فولاد ضدزنگ عبارتند از: 

Austenitic (آستينيك): 

گروه آستينيك به سري 300 از فولادهاي ضدزنگ اطلاق مي‌شود كه حدود 70 درصد توليد جهاني فولاد ضدرنگ را به خود اختصاص داده است. در اين گروه از فولادهاي ضدزنگ حداكثر كربن 15 درصد، حداقل كرم 16 درصد و نيكل حدود 10 درصد مي‌باشد.

فولاد ضدزنگ فريت (Ferrite):

اين گروه از فولادهاي ضدزنگ در مقايسه با گروه آستينيك به لحاظ مشخصات مهندسي بهتر مي‌باشد و به نسبت نوع آستنيت داراي كرم كمتري مي‌باشد. ميزان كرم موجود در آن بين 5/10 تا 27 درصد و ميزان نيكل در حد بسيار كم مي‌باشد. بعضي از زيرگروه‌هاي اين نوع فولاد حاوي سرب نيز مي‌باشد.

فولادهاي ضدزنگ مارتينيستيك (Martensitic):

اين گروه از فولادهاي ضدزنگ داراي قابليت ماشين‌كاري بالاتري بوده و از استحكام مناسبي نيز برخوردار مي‌باشند. ميزان كروم موجود در آن 12 تا 14 درصد، موليبدن حدود 2/0 تا 1 درصد و نيكل 0 تا 2 درصد و كربن 1/0 تا 1 درصد مي‌باشد. 

 فولاد ضدزنگ داپلكس (duplex):

اين نوع فولاد ضد زنگ در واقع تركيبي از ويژگي‌هاي فولاد ضدزنگ آستينت و فريت مي‌باشد. مقاومت اين نوع فولاد ضدزنگ نسبت به آستنيت 2 برابر مي‌باشد. ميزان كرم موجود آن 3/19 درصد و موليبدن  تا 5 درصد و مقدار كمي نيز حاوي نيكل مي‌باشد.

فولادهاي ضدزنگ مارتنيستيك و  Precipitation Hardening:

ويژگي اين گروه از فولادهاي ضدزنگ مقاومت بالا به خوردگي در مقايسه با فولادهاي ضدزنگ گروه آستينيك مي‌باشد و به سرعت سختي آن افزايش مي‌يابد. مصرف حدود 17 درصد كرم، 4 درصد نيكل در آن از ويژگي‌هاي بارز آن مي‌باشد.

کاربرد ها:

توليد انواع ابزارآلات صنعتي، انواع قطعات صنعتي، انواع ماشين‌آلات صنعتي و معدني، انواع قطعات فلزي جهت مصارف ساختماني، شير آلات و لوازم و سرويس هاي بهداشتي فولادي و … از جمله موارد قابل ذكر جهت مصرف فولادهاي ضدزنگ مي‌باشند. به بيان كلي مي‌توان گفت هر جا كه سخن از فعاليت صنعتي باشد مي‌توان اثري از فولاد ضد زنگ را پيدا كرد.

بديهي است با توجه به نوع كاربرد دو طبقه‌بندي جهت توليد و مصرف فولادهاي ضد زنگ وجود دارد.

محصولات طولي (Long products) محصولات طولي فولاد ضد زنگ به صورت سيم، ميله و مفتول و لوله هاي بدون درز در مصارف مختلف صنعتي به كار مي‌رود.

محصولات تخت (flat products) انواع محصولات تخت شامل انواع لوله و تيوپ‌هاي درز‌جوش، ورق‌هاي صنعتي مي‌باشد كه متناسب با نياز بازار مصرف با ضخامت و ابعاد مطلوب توليد و عرضه مي‌گردد.

انواع مختلف استیل:

استیل 200- آوستنتیک کرومیموم با فلز منیزیوم.

استیل 300- آوستنتیک کرومیوم فلزی.

استیل 301- بسیار انعطاف پذیر و قابل استفاده برای محصولات قابل فرم. سختی این نوع باعث می شود که در موارد صنعتی هم بسیار مورد استفاده باشد.

استیل 303- همانند نمونه 304 است با این تفاوت که سولفور اضافی دارد.

استیل 304- از محبوب‌ترین استیل‌ها می‌باشد که به استیل ضد زنگ 8/18 معروف است.

استیل 316- این مدل از استیل بسیار معروف است و در موارد خوراکی و همچنین جراحی مورد استفاده قرار می گیرد. مولیبدنوم اضافی این استیل باعث می شود که آن در برابر انواع خاص زنگ زدگی و رسوب مقاوم باشد. از آنجایی که این مدل استیل در برابر آب نمک دار هم مقاوم است، از آن برای ساخت تاسیسات هسته ای استفاده می شود.

استیل 408- بسیار مقاوم در برابر گرما و تشکیل شده از 11% کرومیوم و نیکل.

استیل 409- ارزان ترین مدل استیل که برای لوله اگزوز اتومبیل‌ها استفاده می‌شود.

استیل 410- بسیار سخت و مقاوم است و وزن زیادی را تحمل می کند.

استیل 416

استیل 420- مورد استفاده در کارد و چنگال. این نوع استیل زنگ نمی زند و به “استیل جراحی” هم معروف است.

استیل 430- جنبه ظاهری بسیار خوبی دارد که در دکوراسیون استفاده می شود.

استیل 440-  شبیه به 420 است ولی کربن بیشتر و لبه‌های بسیار بهتری دارد.

استیل 500- بسیار مقاوم در برابر حرارت بالا.

استیل 600- بسیار سخت و مقاوم.

استیل 630- از باکیفیت ترین مدل های استیل است که از 17% کرومیوم و 4% نیکل تشکیل شده است.

مزایای استنلس استیل:

1- ضد رسوب: درصد پایین آهن استیل ضد زنگ باعث شده تا این ماده در مقابل اتمسفر و آب طبیعی محیط مقاوم باشد.

2- مقاومت بالا در برابر خوردگی : این نوع استیل در مقابل اسید، مواد قلیایی و محیط‌های کلرینه نیز مقاوم است و آسیب نمی بیند. به طور مثال استیل زد زنگ بهترین گزینه برای استفاده در مجتمع‌های تفریحی و استخرها می‌باشد. نرده ها، اتصالات و لوله ها نیز می توانند با تکنولوژی به کار برده شده در استیل برای همیشه مقاوم و آسیب ناپذیر بمانند.

3- ضد آب و آتش: کرومیوم بالای ویژه و ترکیب خاص فلز استیل باعث شده است که درجه مقاوت این ماده در مقابل آب و حرارت به شدت بالا برود.

 4- بهداشتی: سهولت در تمیز کردن استیل باعث می شود که این ماده به یکی از بهداشتی‌ترین مواد فلزی موجود تبدیل شود. این موضوع می تواند برای بیمارستان‌ها، آشپزخانه‌ها، قصابی‌ها و آزمایشگاه‌ها بسیار حائز اهمیت باشد.

 5- تحمل وزن بالا: ترکیب سخت و متمرکز مواد تشکیل دهنده استیل باعث شده است که این ماده قدرت ویژه‌ای در تحمل وزن های بالا داشته باشد. سختی این ماده باعث می شود تا به تعداد و حجم زیادی از آن برای موارد استفاده گوناگون نیازی نباشد. 

 6- ارزش تجاری: مقاوت بالا در مقابل رسوب و خوردگی، قیمت مناسب و درخشندگی بالای استیل ضد زنگ، باعث شده تا این ماده در ساختن سازه های مختلف بهترین گزینه باشد. بیش از 150 نوع مختلف از استیل وجود دارد که پنجاه مورد از آنها بسیار مورد استفاده است. استیل می تواند به صورت ورقه ای، روکشی، میله‌ای، سیمی و لوله‌ای باشد که در موارد مختلفی مانند آشپزخانه‌ها، قاشق، چنگال، چاقو، سخت افزارها، وسایل جراحی، وسایل ساختمانی و… کاربرد دارد.

 همچنین استیل 100% قابل بازیافت است و بیش از 50% استیل‌های جدید از آهن‌های دوباره ذوب شده ساخته می شوند. همین موضوع استیل را به عنوان یک ماده سود رسان به طبیعت مطرح می‌کند.

 6- عدم تغییر رنگ در مقابل تابش نور خورشید، رطوبت و شرایط آب و هوایی

چرا تمیز کردن استیل بسیار مهم است؟

بیش از 200 نوع استیل وجود دارد که تعداد کمی از آنها در ساختار بیرونی ساختمان ها استفاده می شود. استیل ضدزنگ برای آن که همیشه زیبایی ظاهر خود را حفظ کند؛ نیاز به تمیز شدن دارد و این کار باعث بالا رفتن استقامت آنها و افزایش خاصیت ضد زنگی استیل هم می شود. آلودگی‌های روی استیل بعد از مدتی باعث خوردگی و از بین رفتن مقاومت آن می شود و مواد تشکیل دهنده استیل را فرسوده می کند.

لایه‌ای نازک روی ترکیب اصلی تشکیل دهنده استیل وجود دارد که عامل اصلی جلوگیری از زنگ زدگی آن است. این لایه می تواند به علت کثیف بودن سطح استیل، بعد از مدتی از بین برود و به همین دلیل تمیز بودن همیشگی استیل امری بسیار مهم است که از هزینه‌های هنگفت مرمت یا تعویض در آینده جلوگیری می کند.

یکی از روش های پاکیزه نگه داشتن استیل، پاشیدن کمی نمک روی سطح آن و سپس شستن توسط آب است. این روش در ساختمان های نزدیک به دریا هم بسیار کار آمد است و می تواند مقاوت استیل را هم بالا ببرد.

هرچه سطح استیل صاف تر باشد، احتمال رسوب آلودگی در آن کمتر است. پس بایستی با مشاهده‌ی زدگی در بخش‌هایی از استیل ساختمان، به سرعت آن را بر طرف کرد تا از زنگ زدگی استیل جلوگیری شود.

حتی الامکان استیل باید از سطح زمین دور باشد که با نصب کاور و پوشش‌های مخصوص می توان فاصله‌ی بدنه استیل تا سطح زمین را از انواع صدمات احتمالی مصون داشت.