همه می‌دانیم که خاصیت آهن، زنگ زدن و اکسید شدن در برابر رطوبت و اکسیژن هوا است، اما در سال های اخیر با توجه به فناوری های گسترده ای که در صنایع فولاد ابداع شده است، نوعی از آهن نیز تولید شد که با نام آهنگ زنگ نزن شناخته می شود.
آهن زنگ نزن یا فولاد ضد زنگ یا همان استنلس استیل، نوعی از آهن است که درصد کربن بسیار پایینی دارد. به دلیل درصد پایین کربن و درصد بالای کروم در سطح این فلز، قابلیت خورندگی آن به شدت کاهش پیدا می کند و با نام ضد زنگ شناخته می شود، بنابراین این نوع از آهن، در برابر اکسیژن و رطوبت مقاومت بسیار بالایی دارد و دچار پوسیدگی و خوردگی نمی شود. از استنلس استیل یا فولاد ضد زنگ در صنایع مختلف استفاده می شود. ما در ادامه بیشتر در مورد مواد تشکیل دهنده این فلز، ویژگی های آن و موارد کاربرد آن توضیح خواهیم داد.
مواد تشکیل دهنده آهن زنگ نزن
در پروسه تولید آهن زنگ نزن، ناخالصی های فلز آهن را حذف می کنند و به آن مقداری از عناصر نیکل و کروم اضافه می کنند. درصد متفاوت نیکل و کروم باعث تغییر در رفتار این فلز می شود، به عنوان مثال اگر درصد کروم بالای ۱۸ باشد، باعث می شود تا این فولاد حالت شکننده پیدا کند و قابل جوشکاری نباشد.
لازم به ذکر است برای تولید آهن ضد زنگ حداقل باید ۱۰.۵ درصد عنصر کروم را به آهن خالص اضافه کرد. اگر که درصد کروم پایین تر از این عدد باشد، خاصیت ضد زنگ بودن آهن نیز به مراتب کمتر می شود، بنابراین هر چقدر که درصد کروم بالاتر باشد، فلز آهن نیز قابلیت ضد زنگی بیشتری پیدا می کند، البته در صورتی که مقدار کروم از درصد مجاز خود بیشتر شود، باعث شکننده شدن فلز می شود و قابلیت جوشکاری آهن نیز از بین می رود.
ترکیب نیکل با کروم در فرآیند تولید فولاد ضد زنگ، باعث افزایش خاصیت ضد خورندگی آن می شود و کیفیت فلز را بالاتر می برد. نحوه عملکرد عنصر کروم برای ضد زنگ شدن آهن نیز بدین ترتیب است که لایه ای از کروم روی آهن را می پوشاند و مانع ترکیب شدن اکسیژن و رطوبت هوا با آهن می شود، بنابراین آهن از خوردگی در امان بوده و سالم می ماند. در صورتی که عناصر دیگر از جمله نیکل و مولیبدن نیز با کروم ترکیب شوند، خاصیت ضد زنگ بودن آهن به طور چشمگیری افزایش پیدا می کند.
ویژگی های آهن زنگ نزن
سطح صاف و سیلور آهن های ضد زنگ، از جمله مهم ترین مشخصه و ویژگی ظاهری آنها است که سطح آنها را بسیار شبیه به استیل نشان می دهد. اصلی ترین ویژگی آهن زنگ نزن همان خاصیت ضد اکسید بودن آن است، اما ویژگی مهم دیگر این فلز مقاومت بسیار بالای آن در برابر اسیدها و انواع مختلف مواد خورنده است. این مقاومت بالا را عنصر کروم به آهن می‌دهد، اما در صورتی که عنصر کروم با مولیبدن و نیکل تقویت شود، قطعا مقاومت آن نیز بالاتر می‌رود. بسته به درصد عناصر ترکیب شده با آهن این ویژگی ها نیز به صورت متفاوت با یکدیگر ظاهر می شوند که باعث نرم تر، منعطف تر و شکننده تر شدن فلز می شوند. به عنوان مثال؛ برخی از آهن های زنگ نزن کاربرد خانگی دارند و درصد نیکل و مولیبدن در آنها کمتر است. انواع مختلف کارد و چنگال ها، سینک ظرفشویی، دیگ ماشین لباسشویی، کوره فر و ماکروفر و... از دسته آهن های زنگ نزن خانگی هستند.
عمده این فلز در صنعت نفت و گاز کاربرد دارد. خطوط لوله زیرزمینی مخصوص حمل مواد نفتی باید از فولاد ضد زنگ تولید شده باشند تا در برابر فشار، خوردگی و دما مقاومت بالا داشته باشند. این نوع از فولاد های ضد زنگ درصد بالاتری از نیکل نسبت به فلز ضد زنگ خانگی دارند. لازم به ذکر است که در صنعت آب، فاضلاب و معماری و مهندسی از این فلز استفاده های گسترده ای می شود. در معماری تیرآهن های مختلف از جمله تیر سردر یا تیرهای مخصوص پایه های بنایی با این آلیاژ ساخته می شوند.
در صنعت حمل و نقل نیز از فولاد ضد زنگ بسیار استفاده می شود. به عنوان مثال در سیستم اگزوز اتومبیل‌ها و یا در تانکرهای کشتی حامل مواد شیمیایی از این آلیاژ استفاده های گسترده ای می شود. دیگر زمینه استفاده از این فلز نیز در تولید انواع اجسام فنی کوچک همچون انواع فنر و انواع مختلف پیچ و مهره است. انواع مختلف فنرها و سیم ها از نوع فلز ضد زنگ نرم و کم نیکل و بدون مولیبدن هستند؛ اما پیچ و مهره های سخت دارای درصد بالاتری از مولیبدن می باشند.