فولاد فریتی: راهنمای جامع خواص، کاربردها و انواع

فولاد فریتی، نوعی از فولاد ضد زنگ مغناطیسی با کروم بالا و کربن پایین است. این آلیاژ به دلیل انعطاف‌پذیری (ductility) خوب، مقاومت در برابر خوردگی و ترک خوردگی ناشی از تنش، در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، تولید لوازم آشپزخانه و تجهیزات صنعتی کاربرد گسترده‌ای دارد.

به دلیل خواص مکانیکی و شیمیایی منحصر به فرد، فولاد فریتی گزینه‌ای ایده‌آل برای محیط‌هایی است که نیاز به مقاومت بالا در برابر خوردگی و دوام طولانی‌مدت وجود دارد. استفاده از این نوع فولاد، علاوه بر افزایش طول عمر محصولات، هزینه‌های تعمیر و نگهداری را نیز به طور چشمگیری کاهش می‌دهد.

به طور خلاصه، فولادهای فریتی با ترکیبی از خواص مطلوب، نقش مهمی در بهبود کیفیت و کارایی محصولات صنعتی و خانگی ایفا می‌کنند.

ویژگی‌های کلیدی فولاد ضد زنگ فریتی

فولاد فریتی با ساختار بلوری مکعبی مرکز پر (BCC) شناخته می‌شود، در حالی که فولادهای آستنیتی ساختار مکعبی با وجوه مرکز پر (FCC) دارند. این تفاوت ساختاری، خواص منحصر به فردی به فولاد فریتی می‌بخشد.

ساختار BCC در فولادهای فریتی مشابه آهن آلفا است و دلیل اصلی خاصیت مغناطیسی آن‌ها نیز همین ساختار است. برخلاف فولادهای آستنیتی، فولاد فریتی با عملیات حرارتی سخت نمی‌شود، اما مقاومت بسیار خوبی در برابر ترک‌خوردگی ناشی از تنش دارد. این نوع فولاد قابلیت شکل‌دهی سرد را دارد و می‌توان با آنیل کردن (گرم کردن و سپس سرد کردن آهسته) آن را نرم کرد.

فولادهای فریتی معمولاً از استحکام و مقاومت در برابر خوردگی کمتری نسبت به فولادهای آستنیتی برخوردارند، اما در عوض، خواص مهندسی بهتری دارند. اگرچه عموماً قابلیت جوشکاری بالایی دارند، برخی از گریدها ممکن است در معرض حساس شدن ناحیه متاثر از حرارت جوش (HAZ) و ترک‌خوردگی گرم فلز جوش قرار گیرند. محدودیت‌های جوشکاری، استفاده از این فولادها را به ضخامت‌های کمتر محدود می‌کند.

به دلیل محتوای کروم پایین‌تر و عدم وجود نیکل، فولاد فریتی معمولاً ارزان‌تر از نمونه‌های آستنیتی است. گریدهای ویژه اغلب شامل مولیبدن می‌شوند.

به طور معمول، فولاد ضد زنگ فریتی حاوی 10.5% تا 27% کروم است.

دسته‌بندی فولادهای ضد زنگ فریتی

آلیاژهای فولاد ضد زنگ فریتی را می‌توان به طور کلی به پنج گروه تقسیم کرد: سه گروه گریدهای استاندارد (گروه‌های 1 تا 3) و دو گروه فولادهای گرید ویژه (گروه‌های 4 و 5). در حالی که فولادهای فریتی استاندارد از نظر تناژ، بزرگترین گروه مصرف‌کننده هستند، تقاضا برای فولادهای ضد زنگ گرید ویژه به طور پیوسته در حال افزایش است.

گروه 1 (گریدهای 409/410L)

این گروه کمترین میزان کروم را در بین تمام فولادهای ضد زنگ دارد و بنابراین ارزان‌ترین گروه در بین پنج گروه است. آنها برای محیط‌های کمی خورنده که زنگ زدگی موضعی قابل قبول است، ایده‌آل هستند. گرید 409 در ابتدا برای صدا خفه کن سیستم‌های اگزوز خودرو ایجاد شد اما اکنون در لوله‌های اگزوز خودرو و محفظه‌های مبدل کاتالیزوری یافت می‌شود. گرید 410L اغلب برای کانتینرها، اتوبوس‌ها و قاب مانیتورهای LCD استفاده می‌شود.

گروه 2 (گرید 430)

فولادهای فریتی که به طور معمول استفاده می‌شوند در گروه 2 یافت می‌شوند. آنها دارای محتوای کروم بالاتری هستند و در نتیجه، در برابر خوردگی توسط اسیدهای نیتریک، گازهای گوگرد و بسیاری از اسیدهای آلی و غذایی مقاوم‌تر هستند. در برخی از کاربردها، این گریدها می‌توانند به عنوان جایگزینی برای فولاد ضد زنگ آستنیتی گرید 304 استفاده شوند. گرید 430 اغلب در فضای داخلی لوازم خانگی از جمله دیگ‌های ماشین لباسشویی، همچنین سینک‌های آشپزخانه، پانل‌های داخلی، ماشین ظرفشویی، کارد و چنگال، ظروف پخت و پز و تجهیزات تولید مواد غذایی یافت می‌شود.

گروه 3 (گریدهای 430Ti، 439، 441 و دیگران)

فولادهای فریتی گروه 3 با داشتن ویژگی‌های جوشکاری و شکل‌پذیری بهتر نسبت به ورق‌های فولادی فریتی گروه 2، می‌توانند در طیف گسترده‌تری از کاربردها جایگزین گرید 304 آستنیتی شوند، از جمله در سینک‌ها، لوله‌های مبدل، سیستم‌های اگزوز و قطعات جوش داده شده ماشین‌های لباسشویی.

گروه 4 (گریدهای 434، 436، 444 و دیگران)

با محتوای مولیبدن بالاتر، گریدهای فولاد ضد زنگ فریتی در گروه 4 مقاومت در برابر خوردگی بیشتری دارند و در مخازن آب گرم، آبگرمکن‌های خورشیدی، قطعات سیستم اگزوز، کتری برقی، المنت‌های مایکروویو و تریم خودرو استفاده می‌شوند. به طور خاص، گرید 444 دارای مقاومت حفره‌ای معادل (PRE) است که شبیه به فولاد ضد زنگ آستنیتی گرید 316 است و به آن اجازه می‌دهد در محیط‌های بیرونی خورنده‌تر استفاده شود.

گروه 5 (گریدهای 446، 445/447 و دیگران)

این گروه از فولادهای ضد زنگ ویژه با محتوای کروم نسبتاً بالا و افزودن مولیبدن مشخص می‌شود. نتیجه آن فولادی با مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی و پوسته پوسته شدن (یا اکسیداسیون) است. در واقع، مقاومت در برابر خوردگی گرید 447 معادل فلز تیتانیوم است. فولادهای گروه 5 معمولاً در محیط‌های ساحلی و دریایی بسیار خورنده استفاده می‌شوند.