تفاوت فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ

پیش از بررسی تفاوت فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ و برای آشنایی با فولاد زنگ نزن، بهتر است تعریف استاندارد هرکدام را بدانیم. فولاد کربنی یا کربن استیل، آلیاژی شامل آهن و کربن است که میزان کربن آن کمتر از 2% وزنی باشد. فولاد ضد زنگ آلیاژی است که میزان کربن آن نباید از 1.2% درصد تجاوز کند و همچنین باید حداقل 10.5% وزنی کروم در ترکیب شیمیایی خود داشته باشد. این میزان کروم باعث تمایز فولادهای ضد زنگ با سایر گریدهای فولاد از جمله کربن استیل شده است.

اصلی‌ترین تفاوت فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ، ترکیب شیمیایی آن‌هاست. میزان کروم و کربن بسیار متفاوت است که همین موضوع سبب کاربردهای متفاوت آن‌ها می‌شود.

در ترکیب فولادهای ضد زنگ عناصر دیگری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. نیکل، مولیبدن، منگنز، مس، تیتانیوم و... از جمله عناصری هستند که می‌توان آن‌ها را در ترکیب فولادهای ضد زنگ مشاهده کرد. هر کدام از این عناصر ویژگی خاصی را در استنلس استیل تقویت می‌کنند. در فولادهای کربنی عناصر آلیاژی منگنز و سیلیکون به مقدار بسیار کم و در اغلب گریدها کمتر از 1% وزنی از آن‌ها استفاده می‌شوند.

دسته بندی فولادهای کربنی

فولاد کربنی خود به سه دسته اصلی فولاد کم کربن، فولاد کربن متوسط و فولاد پرکربن تقسیم می‌شود. میزان کربن در ترکیب شیمیایی فولاد تاثیر مستقیمی بر سختی و سختی پذیری آن دارد. دسته بندی‌های دیگری نیز برای طبقه بندی فولادها مانند فولادهای ابزار، گرمکار، سردکار، کم آلیاژ پراستحکام و... استفاده می‌شوند؛ اما همگی را می‌توان با توجه به میزان کربن دسته بندی کرد.

میزان کربن در فولادهای کم کربن تا حدود 0.3%، در فولادهای کربن متوسط از 0.3 تا 0.6% و در فولادهای پرکربن بیشتر از 0.6% است. افزایش مقدار کربن سبب بهبود سختی و استحکام می‌شود اما از طرفی می‌تواند قابلیت شکل‌دهی و جوشکاری را کاهش دهد.

تفاوت فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ

تفاوت فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ موارد بسیار زیادی را شامل می‌شود که همگی آن‌ها از ترکیبات شیمیایی متفاوت نشات می‌گیرند. در این بخش به طور خلاصه این موارد را بررسی می‌کنیم.

• ترکیب شیمیایی: در مقایسه بین فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ مهم‌ترین تفاوت ترکیب شیمیایی آن‌هاست. همانطور که گفتیم استنلس استیل شامل حداقل 10.5% وزنی کروم است. میزان کروم در در گریدهای مختلف کربن استیل بسیار کمتر از استنلس استیل است.
• خواص خوردگی: یکی دیگر از ویژگی‌هایی که تحت تاثیرترکیب شیمیایی تغییر می‌کند، مقاومت در برابر خوردگی است. تفاوت فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ در خواص خوردگی بسیار مشهود است. گریدهای استنلس استیل می‌توانند در برابر محیط‌های مختلف خورنده، اعم از اتمسفر مرطوب، محیط‌های دریایی، محیط‌های اسیدی و... مقاومت خوبی از خود نشان دهند. هرچند در میان گریدهای مختلف استنلس استیل نیز برخی از گریدها مقاوم‌تر هستند. این در حالی است که کربن استیل در برابر خوردگی و اکسیداسیون در برابر ملایم‌ترین اسیدها نیز مقاومتی ندارند و به راحتی دچار زنگ زدی می‌شود.
• سختی و استحکام: یکی از مواردی که می‌توان تفاوت فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ را مشاهده کرد، میزان استحکام و سختی آن‌هاست. به طور کلی و عمومی می‌توان گفت فولادهای ضد زنگ اغلب استحکام بالاتری از فولاد کربنی دارند. اما گریدهایی از فولاد پرکربن، به دلیل ریزساختار مارتنزیتی سختی بالاتری دارند.
• مقاومت در برابر حرارت: برخی از گریدهای استنلس استیل با نام استیل نسوز شناخته می‌شوند. این آلیاژها می‌توانند تا دمایی نزدیک به 1000 درجه سانتی‌گراد در برابر حرارت مقاومت کنند. این ویژگی نیز تفاوت فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ است که سبب می‌شود تا استیل برای کاربری‌های دما بالا مناسب‌تر از فولاد کربنی باشد.
• قیمت: فرآیند تولید پیچیده‌تر و همچنین عناصر آلیاژی استنلس استیل سبب تفاوت فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ در قیمت آن‌ها شده‌است. برای مواردی که نیاز به مقاومت به خوردگی یا حرارت نباشد، فولادهای کربنی به عنوان گزینه‌ای مقرون به صرفه شناخته می‌شود.

جدول تفاوت فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ

در جدول زیر به طور خلاصه مقایسه بین فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ را انجام داده‌ایم:

فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ؛ کدام یک بهتر است؟

با مقایسه بین فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ به راحتی می‌توان فهمید که این دو ماده به طور کامل کاربردهای مختلف و متفاوتی دارند. به عبارتی، این دو گروه از مواد نمی‌توانند جایگزین یکدیگر شوند و هر کدام در صنعت جای خود را دارند.

پس استفاده از کلمه بهتر اشتباه است و این مورد به کاربری و نیازهای هر صنعت بستگی دارد. برای مثال اگر میخواهید یک مخزن برای صنایع غذایی طراحی کنید، استنلس استیل گزینه مناسب‌تری است و اگر می‌خواهید برای حمل و نقل بنزین مخزنی طراحی کنید، فولاد کربنی گزینه بهتری به حساب می‌آید.

سخن آخر

در این مطلب به مقایسه بین فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ پرداختیم و تفاوت‌های اصلی آن‌ها را بیان کردیم. انتخاب بین این دو آلیاژ شامل پارامترهای مختلفی می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها شرایط کاری و محیطی است. شما می‌توانید با در نظر گرفتن شرایط محیطی از جمله، میزان خوردگی، میزان استحکام مورد نیاز، دمای کاری و... بهترین گزینه را برای هر کاربری انتخاب کنید.