يمثل كل من الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ عائلة واسعة من الدرجات. يبدأ الاختيار الصحيح من بيئة الخدمة والدرجة المحددة. ينتشر الفولاذ الكربوني في الهياكل والآلات والتصنيع العام بسبب توافره وتكلفته الاقتصادية. يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على كمية كافية من الكروم لتكوين طبقة سلبية غنية بالكروم، وهو ما يمنحه ميزة واضحة في مقاومة التآكل والنظافة وتقليل صيانة الطلاءات.
مقارنة سريعة
| العامل | الفولاذ الكربوني | الفولاذ المقاوم للصدأ |
|---|---|---|
| الحماية من التآكل | يستخدم الطلاء أو الزنك أو نظام حماية آخر غالباً في البيئات الرطبة | توفر الطبقة السلبية مقاومة داخلية ويجب اختيار الدرجة وفق البيئة |
| التكلفة الأولية | أقل عادة في الدرجات الشائعة | أعلى عادة بسبب عناصر السبك |
| اللحام | الدرجات منخفضة الكربون سهلة نسبياً؛ التركيب والسماكة وتقييد الوصلة قد تتطلب ضوابط إضافية | يعتمد على عائلة الستانلس ومعدن الحشو والحرارة والحماية ومتطلبات التآكل |
| المغناطيسية | معظم أنواع الفولاذ الكربوني الشائعة مغناطيسية بقوة | تختلف حسب العائلة؛ الفيريتي والمارتنسيتي مغناطيسيان، والأوستنيتي الملدن ضعيف الاستجابة عادة |
مرّر داخل الجدول لرؤية جميع الأعمدة ←
الكروم والطبقة السلبية
تعرف worldstainless الفولاذ المقاوم للصدأ بأنه سبيكة أساسها الحديد تحتوي على 10.5% كروم على الأقل. يساعد الكروم على تكوين طبقة سطحية رقيقة جداً غنية بالكروم يمكنها إعادة التكوّن على السطح النظيف عند توفر الأكسجين.
يحتاج الفولاذ الكربوني في الخدمة الرطبة غالباً إلى دهان أو جلفنة أو طلاء معدني أو سماحية تآكل. يوفر الستانلس جزءاً أكبر من الحماية من خلال السبيكة نفسها. تبقى الكلوريدات والأحماض ودرجة الحرارة والشقوق والترسبات وحالة السطح عوامل مهمة في الأداء.
القوة والصلادة ترتبطان بالدرجة
تضم العائلتان مواد لينة قابلة للتشكيل ودرجات عالية المقاومة. تختلف صفيحة منخفضة الكربون للتشكيل عن فولاذ إنشائي، كما تختلف عن ستانلس مارتنسيتي معالج حرارياً أو ستانلس أوستنيتي مقسى بالتشكيل البارد.
يجب مقارنة إجهاد الخضوع ومقاومة الشد والاستطالة والصلادة والمتانة وشكل المنتج والسماكة وحالة التسليم للدرجة الفعلية المستخدمة.
التصنيع واللحام
ينتشر الفولاذ منخفض الكربون في الثني والختم واللحام. يمكن أن تزداد الحاجة إلى التسخين المسبق وضبط الهيدروجين مع زيادة الكربون وقابلية التصلد والسماكة وتقييد الوصلة.
تتميز درجات أوستنيتية مثل 304 و316 بقابلية جيدة للتشكيل واللحام. يرفع التمدد الحراري الأكبر والتوصيل الحراري الأقل حساسية التشوه أثناء اللحام. كما قد تنقل الأدوات الملوثة بالفولاذ الكربوني جزيئات تسبب بقع صدأ لاحقاً.
للتفاصيل، راجع دليل لحام الفولاذ المقاوم للصدأ .
الخصائص الفيزيائية والتكلفة
تعرض بيانات Outokumpu كثافة تقارب 7.8 kg/dm³ لفولاذ غير سبائكي تمثيلي و7.9 kg/dm³ تقريباً لـ304. ويظهر فرق أكبر في التوصيل الحراري عند درجة حرارة الغرفة، بنحو 55 W/(m·K) و15 W/(m·K) في المثال نفسه.
تكون تكلفة مادة الفولاذ الكربوني أقل عادة. يمكن للجلفنة والدهان والفحص والإصلاح وإعادة الطلاء أن تغير تكلفة دورة الحياة. تزداد قيمة الستانلس عندما يصعب الوصول للصيانة أو تكون النظافة ضرورية أو تكون عواقب التآكل مرتفعة.
خلاصة الاختيار
يناسب الفولاذ الكربوني كثيراً من الهياكل الداخلية الجافة وأعمال التصنيع العامة. تستحق درجات الستانلس المناسبة التقييم في المعدات الصحية والبيئات المسببة للتآكل والمواقع صعبة الصيانة. في البيئات المحتوية على كلوريد يجب تحديد ملاءمة 304 أو 316 أو سبائك أعلى وفق التركيز والحرارة والهندسة.
يجب أن تحدد مواصفة الشراء المعيار والدرجة وشكل المنتج والأبعاد وحالة التسليم والسطح أو الطلاء ومتطلبات الفحص.