آلیاژ مقاوم به خوردگی قبل از ریخته گری

آلیاژ مقاوم به خوردگی ، یا مقاومت به خوردگی یک خصوصیت دائم و همیشگی نیست. در شرایط مشخص، حتی مقاوم ترین قطعات صنعتی و آلیاژی نیز می توانند دچار خوردگی شوند. تا زمانیکه فلز با محیط مجاور خود واکنش نشان ندهد خوردگی اتفاق نیفتاده است. اما در اثر خوردگی، سطح قطعه فلزی به اکسید فلزی، هیدروکسید یا سولفید تبدیل می شود و پدیده خوردگی نشان داده می شود.

آلیاژ مقاوم به خوردگی

آلیاژ مقاوم به خوردگی ، در قطعات صنعتی در محیط های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند و مقاومت به خوردگی هر گرید آلیاژی در محیط های مختلف، متفاوت است. اما طبیعی است که هر آلیاژی می تواند تا میزان و سطح مشخصی مقاومت به خوردگی از خود نشان دهد، و از آن به بعد دچار مشکل خوردگی شود. نکته مهم این است که در اغلب مواقع می توان با دنبال کردن مراحل خاصی ازمیزان خوردگی جلوگیری کرد و یا آن را به حداقل رساند. این مراحل شامل طراحی خوب محصول، انتخاب متریال (آلیاژ) و اعمال عملیات سطحی است.

این مقاله به معرفی پنج روش عالی، برای کاهش میزان خوردگی قطعات صنعتی وآلیاژ مقاوم به خوردگی ساخته شده به روش هایی مانند ماشینکاری و سی ان سی می پردازد. پیشنهاد می کنیم قبل از ریخته گری و یا ساخت هر گونه قطعه فلزی، حتماً این مقاله را تا انتها بخوانید. 

خوردگی و آلیاژ مقاوم به خوردگی 

توجه داشته باشید که آلیاژ مقاوم به خوردگی بسیار حساس و مهم است. خوردگی در یک فرآیند طبیعی است که در آن، شرایط محیطی باعث تشکیل لایه اکسید، هیدروکسید یا سولفید روی سطح قطعه فلزی می شود. در دنیای مهندسی، اکسیداسیون فلز (واکنش با یک اکسید کننده مانند اکسیژن یا سولفات ها) رایج ترین و نگران کننده ترین شکل خوردگی است که زنگ زدگی آهن نیز جز این نوع خوردگی، تقسیم بندی می شود.

برخی از فلزات زمانی که در معرض رطوبت هوا قرار می گیرند، به راحتی خورده می شوند. در حالی که برخی دیگر از آلیاژها تنها زمانی که در معرض محیط تهاجمی تری قرار بگیرند، دچار خوردگی می شوند. فلز خورده شده اغلب با رنگ نارنجی (زنگ زدگی) و بافت پودری (متخلخل) آن قابل تشخیص است.

جلوگیری از خوردگی

می توان اقداماتی را برای جلوگیری از خوردگی قطعات صنعتی و ایجاد آلیاژ مقاوم به خوردگی انجام داد. اکثر این اقدامات، قبل و یا در حین ساخت قطعه انجام می شود، اما مجموعه اقداماتی نیز برای کاهش میزان خوردگی قطعات در حین استفاده وجود دارد. انجام ین اقدامات طول عمر نامحدود و دائمی را برای قطعات به همراه نمی آورد و تضمین نمی کند، اما تا حدودی به کاهش خوردگی احتمالی کمک می کند و در عین حال به حفظ عملکرد و ظاهر مناسب قطعات کمک می کند.

1. انتخاب آلیاژ مقاوم به خوردگی

قطعاً هیچ فلز و آلیاژی بطور دائمی و همیشگی نمی تواند در مقاوم به خوردگی باشد، پس در  انتخاب آلیاژ مقاوم به خوردگی باید دقت کرد. اما اگر قطعات شما در تماس با رطوبت یا مواد خورنده باشند، بسیار مهم و ضروری است که آلیاژ و فلزی مقاوم به خوردگی را برای ساخت قطعه خود انتخاب کنید.

• فولاد ضد زنگ (استیل)

 در انتخاب آلیاژم مقاوم به خوردگی نهایت دقت را باید کرد. فولادهای زنگ نزن یا ضد زنگ، دارای آهن هستند که در تماس با هوا اکسید شده و منجر به تشکیل پوسته لایه اکسیدی (rust) روی سطح قطعه می شود. با این حال، فولادهای دارای میزان کروم بالا (مثل استیل۳۱۶) کمتر مستعد زنگ زدگی هستند، چراکه کروم یک لایه محافظ از اکسید کروم را بر روی سطح قطعه تشکیل می دهد.

۲-۱. آلومینیوم

خیلی واضح و روشن است که آلومینیوم دارای عنصر آهن نیست و در نتیجه نمی تواند زنگ بزند. اما فلز آلومینیوم در معرض رطوبت نیز باعث تشکیل یک لایه محافظ بنام اکسید آلومینیوم روی سطح قطعه در هنگام انقباض رطوبت ایجاد شود و از خوردگی جلوگیری کند.

۳-۱. مس، برنز و برنج

از آنجایی که فلزات قرمز رنگ مانند مس، برنز و برنج نیز دارای آهن در ترکیب خود نیستند (یا شاید به مقدر بسیار جزئی در ترکیب وجود داشته باشد)، لذا زنگ نمی زنند. مس اکسید شده یک پتینه سبز رنگ را نشان می دهد و اگرچه این ممکن است از نظر زیبایی شناختی مطلوب نباشد، اما از قطعه در برابر خوردگی محافظت می کند.

2. طراحی قطعات برای به حداقل رساندن آسیب ناشی از محیط

جنس یک قطعه علاوه بر آن که روی مقاومت خوردگی قطعه تأثیر می گذارد، بر شکل و بافت قطعه نیز تأثیرگذار هست. بنابراین مهندسان در حین فرایند طراحی و نقشه کشی CAD خود باید در نظر داشته باشند که آیا ویژگی‌های طراحی خاص ممکن است منجر به تقویت خوردگی شود و یا می تواند از بروز آن تا حدودی جلوگیری کند. طراحی نباید به گونه ای باشد که باعث بدام افتادن رطوبت یا هوا شود. علاوه بر این، قطعات نباید دارای شکاف و شیارهای عمیقی باشند. چراکه رطوبت در این مناطق رطوبت جمع می شود. تمامی قسمت های قطعه باید در صورت امکان در معرض جریان هوا باشند. اما اگر طراحی قطعه بگونه ایست که چاره ای برای حذف شکاف، شیار و سایر نقاط با پتانسیل خوردگی نیست، پس بهتر است طراحی به گونه ای باشد که دسترسی و امکان تمیز کردن و نگهداری این قسمت ها به راحتی وجود امکان پذیر باشد.

3. اعمال پوشش مقاوم به خوردگی روی قطعه

استفاده از پوشش روی سطح فلز می تواند از خوردگی فلز جلوگیری کند، زیرا هوا، رطوبت و سایر مواد خورنده نمی توانند مستقیماً با فلز در تماس باشند تا زمانیکه پوشش از بین برود. در دوره زمانی متناوب می توان پوشش ها را روی سطح قطعه مجدداً اعمال کرد تا وضعیت قطعه حفظ شود.

رنگ و یا پرایمرها روشی ساده و ارزان برای جلوگیری از خوردگی هستند و ممکن است به دلایل زیبایی شناختی ضروری باشند. پوشش پودری همچنین می تواند یک لایه محافظ از مواد پلاستیکی – اپوکسی، نایلون و غیره – بر روی سطح فلز ایجاد کند. برای برخی دیگر از فلزات، ممکن است روکش کروم سخت (مقرون به صرفه، مقاومت در برابر خوردگی خوب) یا آبکاری کروم سیاه (گران تر، مقاومت در برابر خوردگی عالی) مناسب تر باشد.

4. اعمال پوشش فداشونده

راه دیگر برای مقاوم سازی قطعات در برابر خوردگی، اعمال پوشش فداشونده به جای پوشش محافظ روی سطح قطعه است. هدف از پوشش فداشونده یا قربانی، این نیست که به طور کلی از خوردگی جلوگیری کند، بلکه در این روش، پوشش به جای قطعه اصلی دچار خوردگی می شود. به همین دلیل است که پوشش را یک ماده “فداشونده/ قربانی” می نامند. یک نمونه از پوشش فداشونده روی (Zn) یا منیزیم (Mg) روی قطعات فولادی ضد زنگ است. فولادی که به طور کامل با روی (Zn) پوشش داده می شود به عنوان فولاد گالوانیزه شناخته می شود که نمونه ای از حفاظت کاتدی است. در این سیستم، فولاد به کاتد یک سلول الکتروشیمیایی تبدیل می شود. لازم به ذکر است که در این روش حتماً لازم نیست که مواد فداشونده و قربانی بعنوان پوشش روی سطح قطعه اعمال شوند، بلکه می توان بلوک‌هایی از فلز فداشونده روی (Zn) و یا منیزیم (Mg) را در مناطق مشخصی از قطعه نصب کرد تا از خوردگی جلوگیری شود. این روش که به حفاظت کاتدی معروف است اغلب در صنایع دریایی به اثر مورد استفاده قرار می گیرد.

5. کنترل محیط اطراف قطعه

روش های پیشگیری و کنترل خوردگی پس از ساخت و تولید قطعه کمی سخت از روش های پیشگیرانه قبل از طراحی و ساخت است اما با این وجود، همچنان می توان میزان خوردگی قطعه در حین را کنترل کرد و آنرا به حداقل رساند. اینجاست که آلیاژ مقاوم به خوردگی بسیار مهم میشود. در شرایط خاص، ممکن است بتوان مقدار موادی مانند اکسیژن یا کلر در محیط اطراف قطعه را کنترل کرد. همچنین ممکن است بتوان با تنظیم محل قرارگیری قطعه و یا ایجاد موانع، از تماس آن با رطوبت جلوگیری کرد.

حرف آخر در آلیاژ مقاوم به خوردگی

کارشناسان فنی تیم متالکست آماده مشاوره تخصصی به شما پیش از ریخته گری قطعات صنعتی هستند. شما می توانید سوالات خود را از طریق ایمیل و یا پیام در زیر همین مقاله، برای ما ارسال کنید و یا با شماره تلفن ۵۵۹۰ ۹۱۰۳ ۰۲۱ با ما در ارتباط باشید. شما همچنین می توانید در صورت نیاز به ریخته گری قطعات صنعتی، اطلاعات پروژه خود را از طریق فرم ثبت سفارش برای ما ارسال کنید. کارشناسان ما در اسرع وقت با شما تماس خواهند گرفت.