فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی یکی از پرکاربردترین انواع فولادهای زنگ‌نزن در صنایع مختلف هستند که به دلیل خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی بالا، برای فرآیندهای ساخت و تولید متنوعی مناسب هستند.

فرآیندهای ساخت این نوع فولاد معمولاً شامل کشش، خمش، چرخش و پرس می‌شود. این فولادها به دلیل شکل‌پذیری بالا و توانایی تحمل کار سرد، در بسیاری از پروژه‌ها و محصولات صنعتی استفاده می‌شوند.

خواص و ویژگی‌های فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی

فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی به سرعت کارسخت می‌شوند، به این معنی که با افزایش شکل‌دهی، مقاومت و سختی آنها افزایش می‌یابد. به همین دلیل، در بسیاری از موارد نیاز است که پس از فرآیندهای شکل‌دهی، عملیات حرارتی انجام گیرد تا خواص مکانیکی بهینه‌سازی شوند. همچنین، ماشین‌کاری این فولادها به دلیل تمایل به کارسخت شدن، دشوار است و نیاز به ماشین‌های قوی و دقیق دارد.

محدوده دمایی برای کار گرم

کار گرم بر روی این فولادها معمولاً در محدوده دمایی 900°C تا 1100°C (1652°F تا 2012°F) انجام می‌شود. با این حال، باید دقت شود که برخی از انواع فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی در این دماها حساسیت به خوردگی مرزدانه‌ای پیدا می‌کنند. به همین دلیل، کنترل دقیق دما و استفاده از تکنیک‌های صحیح در کار گرم ضروری است.

استفاده از کوره‌های صنعتی

برای حرارت‌دهی فولادهای زنگ‌نزن، از کوره‌های الکتریکی به منظور کاهش تشکیل پوسته‌های اکسیدی استفاده می‌شود. همچنین، کوره‌های گازی و نفتی نیز برای این منظور کاربرد دارند. در این کوره‌ها، استفاده از سوخت‌هایی با گوگرد کم ترجیح داده می‌شود، زیرا گوگرد می‌تواند به ساختار فولاد نفوذ کرده و منجر به شکنندگی و کاهش مقاومت به خوردگی شود. همچنین، در انتخاب نوع شعله باید دقت کرد؛ شعله کمی اکسیدی بهترین گزینه است، زیرا شعله‌های احیایی می‌توانند کربن را کاهش داده و مقاومت به خوردگی را کاهش دهند، در حالی که شعله‌های بسیار اکسیدی می‌توانند باعث تشکیل پوسته‌های اکسیدی ضخیم شوند.

اسیدشویی (Pickling)

فولادهایی که تحت عملیات کار گرم قرار گرفته‌اند، به فرآیند اسیدشویی نیاز دارند. این فرآیند به منظور حذف پوسته‌های اکسیدی که در طول عملیات حرارتی شکل گرفته‌اند انجام می‌شود. اسیدشویی معمولاً با استفاده از اسیدهای مانند هیدروکلریک، سولفوریک یا مخلوطی از آن‌ها انجام می‌شود. این فرآیند می‌تواند به صورت گرم یا سرد صورت گیرد، بسته به نوع فولاد و میزان اکسیدهای موجود.

روئین‌کردن (Passivation)

برای افزایش مقاومت به خوردگی سطح فولادهای زنگ‌نزن، فرآیند روئین‌کردن (Passivation) انجام می‌شود. در این فرآیند، قطعات فولاد زنگ‌نزن در محلول‌های حاوی اسید نیتریک و نمک‌های اکسیدکننده غوطه‌ور می‌شوند. این کار باعث حذف آهن آلوده از سطح و بهبود مقاومت به خوردگی می‌شود. گریدهای آستنیتی و فریتی معمولاً به مدت ۲۰ تا ۳۰ دقیقه در دمای ۱۳۰ درجه فارنهایت (۵۵ درجه سانتی‌گراد) روئین می‌شوند و سپس با آب گرم شسته می‌شوند. آزمایش‌های خاصی برای بررسی میزان آهن حذف شده انجام می‌شود تا از کامل بودن فرآیند اطمینان حاصل شود.

روش‌های مکانیکی برش

تمامی فولادهای زنگ‌نزن را می‌توان با روش‌های مختلف برش داد. یکی از روش‌های رایج برای برش قطعات بزرگ، استفاده از اره‌های اصطکاکی است که برای ورق‌ها و قطعات با ضخامت بیش از ۹.۵ میلی‌متر مناسب هستند. در این فرآیند، مدیریت حرارت بسیار مهم است زیرا گرمای بیش از حد می‌تواند به تخریب سریع تیغه‌ها و حتی سوختن ماده منجر شود. همچنین، دیسک‌های ساینده با سرعت بالا برای برش لوله‌ها و میله‌ها کاربرد دارند. استفاده از خنک‌کننده‌های مناسب در این فرآیند ضروری است، اما نباید از خنک‌کننده‌هایی که بر پایه گوگرد هستند استفاده شود، زیرا گوگرد می‌تواند به فولاد آسیب برساند.

روش‌های برش گاز

یکی از بزرگترین چالش‌ها در ساخت فولادهای زنگ‌نزن، استفاده از برش گاز است. فولادهای زنگ‌نزن را نمی‌توان با روش‌های معمول برش گاز مانند اکسی‌استیلن برید. زیرا لایه‌ای از اکسید کروم روی سطح فولاد تشکیل می‌شود که مانع از برش موثر می‌شود. در گذشته از روش برش پودری استفاده می‌شد که پودر آهن را به جریان اکسی‌استیلن تزریق می‌کردند. این روش مشکلاتی مانند ایجاد بخارهای مضر و آلودگی سطح برش داشت. امروزه از روش‌های مدرن‌تری مانند برش قوس پلاسما استفاده می‌شود که این مشکلات را به طور موثری برطرف کرده و برش‌های تمیز و دقیق‌تری ایجاد می‌کند.