فولاد فریتی

با سلام خدمت دوستان و همراهان همیشگی پارس بوته. امروز هم با یک مطلب آموزشی دیگر در خدمت شما هستیم. فولاد فریتی (Ferritic stainless steel) یکی از پرکاربردترین انواع فولادها در صنایع مختلف هستند که به دلیل ساختار بلوری مکعب مرکزپر (BCC)، خواص مغناطیسی و مقاومت مطلوب در برابر خوردگی شناخته می‌شوند.

این فولادها با داشتن مقدار کروم بالا و کربن کم، از پایداری حرارتی خوبی برخوردارند و در محیط‌های خورنده ملایم عملکرد قابل قبولی دارند. علاوه‌براین هزینه تولید پایین‌تر نسبت به فولادهای آستنیتی یا فولاد ماریجینگ، آن‌ها را به گزینه‌ای اقتصادی تبدیل کرده است. در این مقاله ویژگی‌ها، کاربردها و انواع فولاد فریتی را بررسی می‌کنیم تا شناخت کاملی از این آلیاژ پراستفاده به دست آورید.

فولاد فریتی چیست؟

فولادهای فریتی نوعی فولاد ضد زنگ هستند که ساختار کریستالی مکعب مرکزپر (BCC) دارند و عمدتاً از کروم بالا و کربن کمی برخوردارند.

این ترکیب شیمیایی باعث می‌شود تا فولاد فریتی مقاومت مناسبی در برابر خوردگی به‌ویژه در محیط‌های مرطوب و خورنده ملایم، داشته باشد. با این حال مقاومت آن در برابر خوردگی نسبت به فولادهای آستنیتی مانند گریدهای 304 و 316 کمتر است.

فولادهای فریتی به‌طور ذاتی مغناطیسی هستند و به دلیل محتوای کروم بالا (معمولاً بین 10.5٪ تا 30٪) و محتوای کربن پایین، از مقاومت به اکسیداسیون خوبی برخوردارند. همچنین این فولادها به دلیل عدم حضور یا مقدار کم نیکل در ترکیب‌شان، هزینه تولید کمتری نسبت به فولادهای آستنیتی دارند که آن‌ها را به گزینه‌ای اقتصادی‌تر تبدیل می‌کند.

به‌طور کلی فولادهای فریتی در صنایعی مانند

• خودروسازی
• معماری
• لوازم خانگی
• تجهیزات صنعتی

به‌کار می‌روند. با این حال مقاومت کمتر آن‌ها در برابر خوردگی در مقایسه با فولادهای آستنیتی ممکن است استفاده از آن‌ها را در محیط‌های خورنده خاص محدود کند.

گریدهای فولاد فریتی

فولادهای فریتی از خواصی مهم برخوردارند که موجب شده تا در صنایع مختلف از آن‌ها استفاده شود. در ادامه به بررسی گریدهای مهم این نوع فولاد می‌پردازیم:

گرید 409

فولاد ضدزنگ فریتی 409 دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و اکسیداسیون است و به دلیل قیمت مناسب، بیشتر در سیستم‌های اگزوز خودروها، مبدل‌های حرارتی و برخی تجهیزات صنعتی به‌کار می‌رود.

گرید 434

این گرید با افزودن مولیبدن، مقاومت بیشتری نسبت به 409 در برابر خوردگی دارد. از آن در قطعات خودرو، لوازم خانگی و تجهیزات مقاوم به زنگ‌زدگی استفاده می‌شود.

گرید 439

دارای پایداری حرارتی بالا و قابلیت شکل‌پذیری مناسب است. این گرید در مبدل‌های کاتالیزوری، تجهیزات تبادل حرارتی و صنایع غذایی به‌کار می‌رود.

گرید 442

با داشتن مقدار بالاتری از کروم، نسبت به دیگر گریدها مقاوم‌تر در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا است. در کوره‌های صنعتی و اجزای مقاوم به حرارت کاربرد دارد.

گرید 444

یکی از مقاوم‌ترین گریدهای فریتی در برابر خوردگی به‌ویژه در محیط‌های کلریدی است. در مخازن ذخیره آب داغ، مبدل‌های حرارتی و سیستم‌های اگزوز استفاده می‌شود.

ویژگی‌های فولاد فریتی

فولادهای فریتی یکی از انواع فولادهای ضدزنگ هستند که به دلیل ساختار خاص خود، ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارند. در ادامه سه ویژگی مهم فولاد فریتی را بررسی می‌کنیم.

مقاوم در برابر خوردگی و حرارت

فولادهای فریتی به دلیل دارا بودن مقدار بالای کروم (معمولاً بین 10.5٪ تا 30٪)، مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند. هرچند میزان مقاومت آن‌ها کمتر از فولادهای آستنیتی است، اما در برابر زنگ‌زدگی و اکسیداسیون در دماهای بالا عملکرد مطلوبی دارند.

گریدهایی مانند 409 و 444 در برابر خوردگی در محیط‌های مرطوب و اسیدی مقاوم هستند. همچنین برخی از این گریدها در دماهای بالا دچار پوسته‌پوسته شدن نمی‌شوند، که این ویژگی در صنایعی مانند خودروسازی و تجهیزات حرارتی بسیار مهم است.

خواص مغناطیسی

یکی از مشخصه‌های مهم فولادهای فریتی، مغناطیسی بودن آن‌ها است. این ویژگی به دلیل ساختار کریستالی مکعب مرکزپر (BCC) در دمای اتاق ایجاد می‌شود.

برخلاف فولادهای آستنیتی که غیرمغناطیسی هستند، فولادهای فریتی در حضور میدان مغناطیسی جذب می‌شوند. این خاصیت در کاربردهایی مانند تجهیزات الکترونیکی، ترانسفورماتورها و برخی قطعات خودرویی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

استحکام

فولادهای فریتی معمولاً استحکام متوسطی دارند و سختی آن‌ها از فولادهای آستنیتی کمتر است، اما با عملیات حرارتی یا افزودن عناصر آلیاژی، استحکام آن‌ها افزایش می‌یابد. این فولادها چقرمگی کمتری نسبت به فولادهای آستنیتی دارند، اما در برابر تنش‌های مکانیکی و ضربه‌های متوسط عملکرد مناسبی دارند.

گریدهای تقویت‌شده مانند 442 و 444 در برابر تغییر شکل در دماهای بالا مقاومت بهتری نشان می‌دهند و در محیط‌های صنعتی که به استحکام و پایداری نیاز دارند، به کار گرفته می‌شوند.

کاربردهای فولاد فریتی

فولادهای فریتی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، استحکام مناسب و خواص مغناطیسی، در صنایع مختلف به کار می‌روند. برخی از کاربردهای مهم این فولاد عبارت‌اند از:

• در خودروسازی برای ساخت سیستم‌های اگزوز، مبدل‌های کاتالیزوری و قطعات داخلی خودرو از گریدهایی مانند 409 و 439 استفاده می‌شود.
• در صنعت لوازم خانگی از این نوع فولاد به دلیل مقاومت در برابر زنگ‌زدگی، در ماشین لباسشویی، اجاق‌گاز، یخچال و سینک‌های استیل استفاده می‌شود.
• در صنایع ساختمانی و معماری برای تولید نمای ساختمان، نرده‌ها و درهای استیل به دلیل دوام بالا و زیبایی ظاهری از این نوع فولاد استفاده می‌شود.
• برای ساخت تجهیزات حرارتی و صنعتی، گریدهای مقاوم به حرارت مانند 442 و 444 در کوره‌های صنعتی، دیگ‌های بخار و مبدل‌های حرارتی کاربرد دارند.
• در صنایع شیمیایی و پتروشیمی از این فولاد برای ساخت مخازن ذخیره مواد شیمیایی، لوله‌های مقاوم به خوردگی و تجهیزات پالایشگاهی استفاده می‌شود.

جمع‌ بندی

فولاد فریتی به دلیل برخورداری از ترکیب منحصربه‌فرد خواص مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی و ویژگی‌های مغناطیسی، در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارند. این فولادها با داشتن هزینه تولید کمتر نسبت به فولادهای آستنیتی، گزینه‌ای اقتصادی و کارآمد برای بسیاری از کاربردهای صنعتی، خودروسازی و ساختمانی محسوب می‌شوند.

انتخاب گرید مناسب این نوع فولاد می‌تواند تأثیر بسزایی در افزایش طول عمر تجهیزات و بهبود عملکرد آن‌ها داشته باشد. با شناخت ویژگی‌ها و کاربردهای فولاد فریتی، می‌توان بهترین گزینه را برای هر محیط و شرایط کاری انتخاب کرد.