وقتی صحبت از مقاومت در برابر خوردگی و دوام در شرایط محیطی سخت به میان می‌آید، اولین ماده‌ای که به ذهن هر مهندس و متخصصی می‌رسد، فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) است که به اختصار به آن “استیل” نیز گفته می‌شود. این آلیاژ شگفت‌انگیز، به دلیل ترکیب منحصر به فرد خود، توانایی مقاومت در برابر زنگ‌زدگی، لکه‌شدن و خوردگی را دارد و به همین دلیل یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها برای ساخت پیچ، مهره و واشر در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، دریایی، شیمیایی و ساختمانی است.
اما همه فولادهای ضد زنگ یکسان نیستند. در این مقاله جامع، به بررسی ماهیت استنلس استیل، گریدهای رایج آن (A2 و A4) و نکات کلیدی برای انتخاب صحیح آن می‌پردازیم.
لایه پسیو (Passive Layer) چیست؟
راز مقاومت فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی، وجود حداقل ۱۰.۵٪ عنصر کروم (Chromium) در ترکیب آن است. کروم موجود در سطح فولاد، در مجاورت اکسیژن هوا یا آب، به سرعت واکنش داده و یک لایه بسیار نازک، نامرئی، چسبنده و فوق‌العاده مقاوم از اکسید کروم ایجاد می‌کند. این لایه که به آن “لایه پسیو یا لایه محافظ” (Passive Layer) گفته می‌شود، از تماس مستقیم آهن موجود در فولاد با عوامل خورنده محیطی جلوگیری می‌کند.
شگفت‌انگیزترین ویژگی این لایه، قابلیت خودترمیمی (Self-Healing) آن است. در صورتی که سطح استیل دچار خراشیدگی یا آسیب مکانیکی شود، کروم موجود در لایه زیرین بلافاصله در معرض اکسیژن قرار گرفته و این لایه محافظ را بازسازی می‌کند.
گریدهای رایج استنلس استیل برای پیچ و مهره: A2 در مقابل A4
در دنیای پیچ و مهره، فولادهای ضد زنگ آستنیتی (Austenitic) بیشترین کاربرد را دارند و با کدهای “A” شناخته می‌شوند. دو گرید اصلی و پرکاربرد عبارتند از:
۱. استیل گرید A2 (معادل گرید ۳۰۴)
این گرید، اسب کاری دنیای استنلس استیل و رایج‌ترین نوع آن است.
- ترکیبات: عمدتاً حاوی ۱۸٪ کروم و ۸٪ نیکل است (به همین دلیل به آن استیل ۱۸-۸ نیز می‌گویند).
- ویژگی‌ها: مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی اتمسفری عمومی، آب شیرین و مواد غذایی دارد. این گرید به طور کلی غیرمغناطیسی (Non-magnetic) است، هرچند ممکن است پس از فرآیندهای کار سرد مانند رزوه‌کاری کمی خاصیت مغناطیسی پیدا کند.
- کاربردها: ایده‌آل برای کاربردهای داخلی و خارجی عمومی، تجهیزات آشپزخانه، صنایع لبنی و غذایی، نمای ساختمان‌ها و پروژه‌هایی که در معرض مستقیم آب شور یا مواد شیمیایی خورنده قرار ندارند.
۲. استیل گرید A4 (معادل گرید ۳۱۶)
این گرید، قهرمان محیط‌های خورنده و نسخه ارتقا یافته گرید A2 است.
- ترکیبات: علاوه بر کروم و نیکل، حاوی ۲-۳٪ عنصر مولیبدن (Molybdenum) است.
- ویژگی‌ها: افزودن مولیبدن، مقاومت استیل را در برابر خوردگی ناشی از یون‌های کلرید (مانند نمک) به شدت افزایش می‌دهد. به همین دلیل به آن “استیل گرید دریایی” (Marine Grade) نیز می‌گویند.
- کاربردها: بهترین انتخاب برای محیط‌های دریایی، اسکله‌ها، استخرهای شنا (که از کلر استفاده می‌کنند)، کارخانه‌های شیمیایی، تجهیزات پزشکی و هر مکانی که اتصال در معرض آب شور، نمک‌های یخ‌زدا یا مواد شیمیایی خورنده قرار دارد.
جدول مقایسه‌ای گریدهای استنلس استیل
جدول زیر به شما کمک می‌کند تا به سرعت تفاوت‌های کلیدی را مشاهده کنید.
| گرید پیچ | نام رایج آلیاژ | عنصر کلیدی افزوده | مزیت و کاربرد اصلی |
|---|---|---|---|
| استیل A2 | گرید ۳۰۴ / استیل ۱۸-۸ | نیکل | مقاومت در برابر خوردگی عمومی، کاربردهای داخلی و خارجی |
| استیل A4 | گرید ۳۱۶ / گرید دریایی | مولیبدن | مقاومت عالی در برابر نمک و کلرید، ایده‌آل برای محیط‌های دریایی و شیمیایی |
نکات مهم در استفاده از پیچ‌های استیل
- پدیده جوش سرد (Galling): پیچ و مهره‌های استیل، به خصوص در زمان بستن با سرعت بالا (با ابزار برقی)، مستعد پدیده‌ای به نام “جوش سرد” هستند که در آن رزوه‌ها به هم قفل کرده و باز نمی‌شوند. برای جلوگیری از این مشکل، همیشه از روان‌کننده‌های مخصوص (Anti-seize) استفاده کنید و پیچ را با سرعت کمتری ببندید.
- هزینه: پیچ‌های استیل به دلیل وجود عناصر آلیاژی گران‌قیمت مانند کروم و نیکل، از پیچ‌های فولادی معمولی گران‌تر هستند. اما این هزینه با طول عمر بسیار بالاتر و عدم نیاز به تعویض، جبران می‌شود.
کدام گرید را انتخاب کنم؟
قانون سرانگشتی ساده است:
- برای ۹۰٪ کاربردهای عمومی که در معرض مواد شیمیایی خاص یا آب شور نیستند، استیل A2 (304) یک انتخاب عالی و مقرون‌به‌صرفه است.
- اگر پروژه شما در مجاورت دریا، استخر، یا مواد شیمیایی خورنده قرار دارد، بدون شک استیل A4 (316) را انتخاب کنید. هزینه اولیه بالاتر آن، شما را از هزینه‌های گزاف تعویض و خسارت ناشی از خوردگی در آینده نجات خواهد داد.
