پیچ و مهره استنلس استیل 304 و 316

پیچ و مهره های استنلس استیل که از استیل با گرید های مختلف تولید می شوند مقاومت بالایی در برابر عوامل خورنده محیطی شامل گرما و رطوبت و اسید های بسیار رقیق دارند و از این رو از پیچ و مهره استنلس استیل در صنایع دریایی و محیط های گرم و مرطوب استفاده زیادی می شود.

از نظر تنسایل و سختی پیچ های استنلس استیل به هیچ وجه با پیچ های فولادی قابل قیاس نیستند و تنسایل آنها گاها به یک سوم پیچ های فولادی با عملیات حرارتی و سخت کاری نیز نمی رسد. از این رو در مواردی که نیاز به استحکام بسیار بالا جدی تر از مقاومت خوردگی بالا به نظر می رسد استفاده از پیچ های فولادی همراه با آبکاری های مختلف گالوانیزه گرم و داکرومات جهت افزایش مقاومت خوردگی این پیچ و مهره ها مرسوم است. مقایسه پیچ تیتانویم با پیچ استنلس استیل و پیچ خشکه

استنلس استیل در واقع ترکیب آهن با حداقل 10.5 درصد کروم می باشد. در ترکیب استنلس استیل عناصر دیگری نیز مثل نیکل، تیتانیوم، آلومینیوم، مس، نیتروژن، فسفر و سلنیوم نیز با درصد های بسیار کم بکار رفته است. آنچه پیچ و مهره های استنلس استیل 304 و 316 را از هم متمایز می کند استفاده از عنصر مولیبدنیوم مولیبدنیت در ترکیب استنلس استیل 316 می باشد که مقاومت در برابر خوردگی آن را به میزان قابل توجهی از پیچ و مهره استنلس استیل 304 بالاتر می برد. برای درک بهتر تاثیر عناصر در مقاومت در برابر خوردگی در زیر ابتدا مفهوم زنگ زدن را شرح می دهیم.

پدیده زنگ زدگی و خوردگی در پیچ و مهره ها چگونه اتفاق می افتد و به چه معناست

بیان شیمیایی پدیده زنگ زدن همان اکسیده شدن یعنی ترکیب فلز با اکسیژن در حظور رطوبت است. اما چرا فلزات زنگ می زنند؟ در علم شیمی فلز به عناصر ستون اول تا سوم جدول تناوبی یعنی عناصری که در لایه ظرفیت خود 1 تا 3 الکترون دارند اطلاق می شود. در عوض عناصر نافلزی به عناصر ستون 4 تا 8 جدول تناوبی اطلاق می شود. اصولا فلزات به دلیل داشتن الکترون فعال در لایه ظرفیت خود مایل به از دست دادن الکترون و نافلزات به دلیل کو داشتن الکترون مایل به جذب الکترون هستند فلزات با از دست دادن الکترون به حالت تعادل که لایه ظرفیت پایینتر است و نا فلزات به جذب الکترون به حالت تعادل که تکمیل لایه ظرفیت و رسیدن به لایه بالاتر است میل دارند. بنابراین زمانیکه فلز و نافلز در طبیعت با یکدیگر ترکیب می شوند که به آن پیوند یونی یا فلزی نیز اطلاق می شود فلز الکترون از دست داده و الکترون از دست رفته فلز جذب نافلز می شود.

بیان ساده
زنگ زدن یک پدیده طبیعی است. عناصر خالص مثل آهن بطور ذاتی با شرایط محیطی تغییر شکل می دهند. پدیده ترکیب عناصر آهن با اکسیژن را در حظور رطوبت زنگ زدگی می گویند. نتیجه زنگ زدن یک ماده قرمز رنگ سطح فلز است که لایه های زیرین را نیز در معرض خوردگی بیشتر قرار می دهد. پیچ و مهره های آهنی و فولادی به شدت در برابر زنگ زدگی نامقاوم هستند. استنلس استیل بطور ذاتی یک سطح مقاوم در برابر خوردگی را بوجود می آورد. اما چگونه؟

کروم موجود در استنلس استیل دقیقا مثل خود آهن با اکسیژن ترکیب می شود اما تفاوت در اینجاست که ترکیب ایجاد شده از کروم و آهن تنها در چند مولکول سطحی و در سطحی بسیار نازک اتفاق می افتد و ترکیب ایجاد شده بر خلاف زنگ زدگی آهن که پودری و شکننده است لایه ای بسیار مقاوم و با طول عمر بالا را بر روی سطح بوجود می آورد. زمانی که این لایه مقاوم بر روی سطح فلز ایجاد میشود زنگ زدن با سرعت بسیار پایین 0.002 اینچ در سال یا 0.2 اینچ در هر صد سال اتفاق می افتد.

پیچ و مهره استیل 304

استنلس استیل گرید 304 مقاومت بسیار بالایی در برابر زنگ زدگی دارد. این گرید مقاومت بسیار خوبی در برابر اسید های اکسید کننده داشته و پیچ و مهره های استنلس استیل 304 مصرف بسیار در مناطق مرطوب و در تماس با رطوبت دارند. هر چند در محیط های محلول کلرید مخصوصا محیط های نمکی با درصد بالای کلرید سدیم دچار خودگی می شوند. این خوردگی ها در نقاطی که بیشتر تحت تماس هستند به لایه های زیرین گسترش پیدا می کند. پیچ و مهره استنلس استیل گرید 304 در محیط های محلول کلرید با بیش از 25 ppm کلرید سدیم دچار خوردگی می شوند.

استنلس استیل گرید 304 بیشترین مصرف از انواع گرید استنلس استیل را در سر تا سر دنیا دارد. در ساختار آن 16 الی 24 درصد کروم و تا 35 درصد نیکل نیز در کنار کربن و منگنز یافت می شود. معروفترین نوع استنلس استیل 304 گرید 18-8 می باشد که در ساختار آن 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل یافت می شود.

پیچ و مهره استیل 316

گرید 316 دومین گرید پرکاربرد استنلس استیل در تولید پیچ و مهره می باشد که از نظر ساختار با گرید 304 شباهت بسیار زیاد دارد با این تفاوت که در ساختار آن برای بالا بردن سختی تا 2 درصد مولیبدنیوم افزوده شده است. مولیبدنیوم موجود در پیچ استنلس استیل 316 مقاومت آن را بالاخص در برابر محلول های کلرید صنعتی به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. به عنوان جایگزین نزدیک به 300 گرید از استنلس استیل طبق استاندارد ها تولید می شوند که تا 7 درصد مولیبدنیوم نیز در ساختار آنها یافت می شود.

از پیچ و مهره استنلس استیل در صنایع دریایی به سبب مقاومت بسیار بالا در برابر نمک های دریایی به وفور استفاده می شود.

تفاوت پیچ استیل 316 و 316l

تفاوت اصلی این دو گرید از استنلس استیل در میزان کربن بکار رفته در آنها است. گرید 316 دارای حدود 0.03 درصد کربن و گرید 316L حدود 0.016 درصد کربن دارد. اما در عمل و از نظر خواص فیزیکی پیچ و مهره استیل گرید 316 L نرمتر و چکشخوار تر بوده و مقاومت در برابر زنگ زدگی در آنها مخصوصا بعد از قرار گیری در معرض حرارت بالاتر می باشد.

پیچ و مهره استیل گرید 310

گرید 310 از لحاظ ترکیبات شیمیایی حدود 83 درصد متریال مشابه با گرید 316 دارد. تفاوت متریال این دو گرید بیشتر در کروم و نیکل بکار رفته در آنهاست و گرید 310 حدود 8 درصد کروم بیشتر و 8 درصد نیکل بیشتر از گرید 316 داشته و در ساختار خود مولیبدنیوم ندارد. وجود درصد بالای کروم و نیکل در ساختار پیچ و مهره استیل 310 باعث می شود که در دماهای بسیار بالا نیز در برابر اکسید شدن مقاومت داشته باشد و از این رو استفاده از پیچ و مهره های استیل گرید 310 معمولا زمانی ترجیح داده می شود که دمای کاری بسیار بالا باشد.

مفهوم پیچ و مهره استیل A2 , A4

پیچ و مهره استیل در گرید های 304 و 316 به ترتیب به نام A4, A2 نیز خوانده می شوند که در واقع کوتاه شده گرید های A270 , A470 می باشد همان علائمی که بر روی سطح گل پیچ و مهره استیل نیز قابل رویت هستند. اما مفهوم این علائم چیست؟ حرف A بیان کننده آستنیته بودن است که در گرید های مختلف و دماهای مختلفی صورت می پذیرد و A2 یعنی آستنیته نوع 2 و A4 بیاگر آستنیته نوع 4 است. فرایند آستنیته یک فرایند حرارتی است که طی ان دانه های تشکیل دهنده فلزات ریز تر شده و استحکام بالاتر می رود. عدد 70 که در ادامه این کدها می آید معیین کننده تنسایل 700 مگاپاسکال است که پیچ و مهره استیل دارا می باشند.
پیچ و مهره