کدام فلزات در برابر خوردگی مقاوم هستند؟ معرفی چهار فلز مقاوم در برابر خوردگی

فلز های مقاوم در برابر خوردگی، به دلیل توانایی مقاومت در برابر فرآیند خوردگی، در بسیاری از کاربردها مورد توجه قرار می‌‌گیرند. به طور کلی، این فلز های مقاوم در برابر خوردگی، دارای مقاومت اکسیداسیون – خوردگی بالاتری هستند. آنها همچنین استحکام مکانیکی بسیار خوبی از خود نشان می‌‌دهند و می‌‌توانند در برابر تغییر شکل حرارتی و اکسیداسیون مقاومت کنند.

فلزات مختلف مقاوم در برابر خوردگی

علاوه بر استنلس استیل، آلیاژهای مس نیز یک ماده مقاوم در برابر خوردگی هستند؛ به عنوان مثال، هنگامی که در معرض اکسیژن قرار می‌‌گیرند، یک لایه اکسید تشکیل می‌‌دهند. و از مواد پایه در برابر اکسیداسیون محافظت می‌‌کنند. آلیاژهای برنج، برنز و مس، به طور گسترده در تجهیزات الکتریکی، تجهیزات لوله کشی و حمل مایعات استفاده می‌‌شوند. علاوه بر این، از آن‌ها، در آثار هنری، محصولات صنعتی و سازه‌ها نیز استفاده می‌‌شود.

استنلس استیل

فولاد ضد زنگ، یکی از بسیاری از فلزات مقاوم در برابر خوردگی است که امروزه موجود است. مقاومت آن در برابر زنگ زدگی، خوردگی و طیف گسترده‌ای از واکنش‌های دیگر، آن را برای استفاده در کاربردهای مختلف ایدئال می‌‌کند. قطعات فولادی ضد زنگ را می‌‌توان با ماشینکاری CNC، ساخت ورق فلزی، چاپ سه بعدی و غیره انجام داد. گزینه‌های مختلف پس از پردازش، به بهبود بیشتر کیفیت مقاوم در برابر خوردگی آنها کمک می‌‌کند. استنلس استیل، یکی از بیش از 200 آلیاژ مختلف است که هر کدام حاوی سطوح بالایی از کروم (تا 10.5٪) است که یک لایه اکسیداسیون غیرفعال ایجاد می‌‌کند.
فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی حفره‌ای حساس است؛ فرآیندی که در آن لکه‌های موضعی فلز در معرض اکسیژن قرار می‌‌گیرند. به طور کلی، این فرآیند در حضور یون‌های کلرید رخ می‌‌دهد. غلظت یون‌های کلرید، می‌‌تواند در برخی از مناطق سطح ناهموار و باعث ایجاد حفره شود. علاوه بر این، شرایط دیگری مانند تبخیر و تراکم و وجود گونه‌های اکسید کننده حساسیت را افزایش می‌‌دهد. برای مشاهده ورق استنلس استیل گروه مهفا کلیک کنید.

آلومینیوم

سطح آلومینیوم، یک لایه اکسیدی تشکیل می‌‌دهد که در نتیجه واکنش‌های شیمیایی با آب و اکسیژن است. این لایه اکسید، حدود پنج تا ده نانومتر ضخامت دارد. این لایه محافظ، از زنگ زدن فلز در آب جلوگیری و از واکنش‌های خورنده جلوگیری می‌‌کند. نرخ خوردگی آلیاژهای آلومینیوم، به طور قابل توجهی کمتر از فولاد و آهن در بیشتر محیط‌ها است. و همچنین بسته به سطح pH آب متفاوت است.

آلومینیوم خالص تجاری، دارای استحکام کششی تقریباً 90 مگاپاسکال است که استفاده از آن را در کاربردهای ساختاری محدود می‌‌کند. نورد سرد یا آلیاژسازی، یکی از راه‌های افزایش استحکام آلومینیوم، افزودن منگنز یا سیلیکون است. مس، منیزیم، روی یا منگنز، افزودنی‌های رایج به آلیاژهای آلومینیوم هستند. برخی از آلیاژها از طریق عملیات حرارتی و کار سرد تقویت می‌‌شوند. اگر استحکام جنبه مهمی برای کاربرد شما دارد، ممکن است آلومینیوم بهترین انتخاب باشد.

مس و برنج

این دو فلز معمولاً در ساخت و ساز، تجهیزات دریایی و لوازم خانگی استفاده می‌‌شوند. مس و برنج خصوصیات مشابهی دارند و در برابر خوردگی و زنگ زدگی بسیار مقاوم هستند. برنج همچنین به دلیل رسانایی الکتریکی بالا، استحکام متوسط ​​و ماشین کاری خوب، انتخاب خوبی برای تجهیزات دریایی است. برنج و مس، اغلب برای تشکیل مواد دیگری مانند برنز که در برابر خوردگی بسیار مقاوم است، آلیاژ می‌‌شوند. آنها معمولاً در محصولات مکانیکی، پمپ‌ها، شیرها و بست‌ها استفاده می‌‌شوند.

در مقایسه با مس خالص، برنج قوی‌ترین و انعطاف پذیرترین فلز در بین تمام فلزات است. همچنین نسبت به برنز و مس در برابر خوردگی مقاومت می‌‌کند. این باعث می‌‌شود که آن را برای مبلمان فضای باز، قایق و حتی اتومبیل انتخابی عالی تبدیل کند. آلیاژهای برنج نیز به دلیل محتوای روی خود در برابر خوردگی مقاوم هستند که آنها را به گزینه‌های خوبی برای تجهیزات دریایی تبدیل می‌‌کند. و چون نقطه ذوب کمتری نسبت به برنز و مس دارند، برای کاربردهای دریایی نیز انتخاب خوبی هستند.

فولاد گالوانیزه

از مزایای اصلی فولاد گالوانیزه می‌‌توان به استحکام و دوام آن اشاره کرد. از آنجا که با روی پوشانده شده است، این فلز در برابر خوردگی مقاومت می‌‌کند. از فولاد گالوانیزه معمولاً در اتصال دهنده‌ها استفاده می‌‌شود و در برابر آب شور و آب معمولی به خوبی می‌‌ایستد. همچنین در برابر زنگ زدگی مقاومت می‌‌کند. این مقرون به صرفه‌ترین روش برای محافظت از فولاد در برابر خوردگی است. همچنین این مزیت را دارد که آماده استفاده در خارج از کارخانه است.

روش‌های مختلفی برای گالوانیزه کردن فولاد وجود دارد. رایج‌ترین روش شامل غوطه‌وری داغ است که مستلزم فرو بردن فولاد استاندارد در روی مذاب است. این فرآیند روی را به سطح فولاد متصل می‌‌کند. قطعات پیچیده‌تر، با استفاده از فرو بردن الکتروشیمیایی یا انتشار حرارتی گالوانیزه می‌‌شوند. لایه روی، همان هدفی را انجام می‌‌دهد که بر عهده لایه اکسید کروم غیرفعال روی فولاد ضد زنگ است و از زنگ زدن و خوردگی فلز در شرایط ملایم جلوگیری می‌‌کند. با این حال، فرآیندهای شیب داغ، منجر به یک فلز لایه‌ای می‌شود؛ نه یک محصول کاملاً آلیاژی مانند فولاد ضد زنگ.

چرا استنلس استیل مقاوم‌ترین فلز در برابر خوردگی است؟

از ورق های استیل، به طور گسترده در کاربردهای مختلف مانند کارهای فلزی معماری، لوازم الکترونیکی استفاده می‌‌شود. طراحی آشپزخانه، ظروف شیمیایی، تجهیزات پزشکی، دریایی و غیره. این یک ماده پیچیده است، اما مزایای آن بسیار بیشتر از معایب آن است.

فولاد ضد زنگ آلیاژی از فولادهای کربنی است. مقاومت آن در برابر زنگ زدگی ناشی از واکنش عناصر شیمیایی موجود در هوا و آب با سطح فولاد است. این واکنش، یک لایه نازک و پایدار تولید می‌‌کند که از خوردگی اضافی جلوگیری می‌‌کند و دسترسی اکسیژن به سطح فلز را محدود می‌‌کند. همچنین به فولاد حالت «زنگ نزن» استحکام کششی و مقاومت در برابر اکسیداسیون می‌دهد. امری که استنلس استیل را به مقاوم‌ترین فلز در برابر خوردگی تبدیل می‌‌کند.

انواع ورق استنلس استیل، به چند گروه اصلی آستنیتی، فریتی و مارتنزیتی طبقه بندی می‌‌شوند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی دارای محتوای کروم بالاتر و کربن کمتری هستند. این بدان معنی است که نسبت به سایر فولادها در برابر اسیدها و عناصر خورنده بیشتر مقاوم است. فولاد ضد زنگ بسیار بادوام است، بنابراین می‌‌توان از آن در طیف وسیعی از کاربردها استفاده کرد.

مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ تا حد زیادی به دلیل محتوای کروم است. حاوی حداقل 10.5 درصد کروم است که به عنوان یک مانع محافظ عمل می‌‌کند. محتوای بیشتر کروم آن، احتمال زنگ زدگی را کاهش می‌‌دهد، اما همچنان در شرایط خاصی می‌‌تواند خورده شود. علیرغم محتوای کروم، فولاد ضد زنگ هنوز در برابر چند نوع خوردگی حساس است.

استنلس استیل، نام رایجی برای فلزات مقاوم در برابر خوردگی است؛ اما مقاومت به خوردگی خاص، بسته به آلیاژ متفاوت است. آلیاژهای حاوی کروم، بیشتر با تشکیل یک لایه غیرفعال محافظ، مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می‌‌بخشند. این لایه غیرفعال، برای محافظت از فولاد ضد زنگ در برابر محیط‌های خورنده کافی نیست. اگرچه فولاد ضد زنگ در برابر بسیاری از انواع محیط‌های اسیدی و قلیایی بسیار مقاوم است، اما همچنان در برابر خوردگی آسیب پذیر است.

آلیاژهای استنلس استیل، هنگام قرار گرفتن در معرض دماهای بالا، ممکن است دچار پوسته پوسته شدن شوند. فلس روی فلز داغ می‌‌تواند باعث خوردگی دو فلزی شود. خوردگی دو فلزی زمانی اتفاق می‌‌افتد که فلس‌ها از نظر ترکیب با فلز پایه متفاوت باشند. افزایش دما همچنین می‌‌تواند باعث شود که فلز لایه اکسید محافظ خود را از دست بدهد که خطر خوردگی را افزایش می‌‌دهد. بنابراین، اگر یک شیر ابزار دقیق از جنس استنلس استیل می‌خواهید، بهتر است قطعه‌ای با نیکل بیشتری نسبت به حداقل مشخصات ASTM تهیه کنید.

کاربردهای متعددی وجود دارد که در آنها خوردگی یک نگرانی عمده است. به عنوان مثال، سایت‌های حفاری دریایی در معرض شرایط آب خورنده هستند. کاربردهای دیگری که نیاز به محافظت در برابر آب شور دارند عبارتند از کابل‌ها و حسگرها در محیط‌های دریایی. انتخاب یک فلز مقاوم در برابر خوردگی که بتواند در برابر این شرایط شدید مقاومت کند بسیار مهم است.