فولاد مقاوم در برابر آب و هوا
فولاد با توجه به نوع کاربرد در دسته بندی های مختلفی قرار می گیرد. در ادامه سعی داریم به دسته بندی جامعی از این محصول بپردازیم. دسته اول نوع مقاوم در برابر آب و هوا می باشد. این فولادها از نوع سازه ای هستند که با درصد کمی از مس ( بین ۰.۲۵ و ۰.۵۵ درصد) و سیلیکون ، منگنز، کرم وانادیوم یا فسفر با درصد پایین، آلیاژ شده اند و این کار باعث می شود تا زنگ طبیعی آهن محکم به سطح آن بچسبد و در نتیجه ترک نخورد و پوسته پوسته نشود. این نوع فولاد برای محیط های دریایی مناسب نیست و همه انواع محصولات مقاوم در برابر آب و هوا باید طوری قرار داده شوند که آب باران از روی آن ها، بر مواد دیگر به خصوص بتن و شیشه نچکد چون باعث ایجاد لکه می شود. نام تجاری این نوع فولادها Cor-Ten است.
فولادهای ضد زنگ
فولادهای ضد زنگ حداقل ۱۲ درصد کرم دارند. مقاومت این ماده در برابر خوردگی به علت پوشش اکسید طبیعی کرم می باشد که ضخامت آن به اندازه یک فیلم است و به سرعت در حضور اکسیژن بر سطح فلز ایجاد می شود، بنابراین اگر سطح فلز بعداً خراش بردارد یا صدمه ببیند فیلم اکسید دوباره ایجاد می شود. اگر این نوع محصول با نیکل و مولیبدن نیز آلیاژ شود مقاومت آن در برابر خوردگی بیشتر می شود.
درجات استاندارد فولاد ضد زنگ
درجات استاندارد فولاد ضد زنگ که در سازه ها به کار می روند نوع ۳۰۴ (۱۸ درصد کرم ، ۱۰ درصد نیکل) و نوع ۳۱۶ (۱۷ درصد کرم ، ۱۲ درصد نیکل و ۲.۵ درصد مولیبدن می باشند. نوع ۳۰۴ برای استفاده در مناطق پاک شهری و روستایی مناسب است و ۳۱۶ برای مناطق عادی شهری، دریایی و صنعتی مناسب است. برای بعضی از محیط های سخت، نوع ۲۲۰۵ (مضاعف) که مواد آلیاژی بالایی دارد استفاده می شود و نوع ۴۳۰ (فریتیک) که فقط ۱۷ درصد کرم دارد و مقاومت آن در برابر خوردگی کمتر است برای داخل ساختمان مناسب تر است.
فولاد ضد زنگ را با نورد گرم به صفحه، میله و ورق تبدیل می کنند. قطعات نازک را با نورد سرد شکل می دهند و قطعات توپر سنگین از صفحات درست می شوند. می توان این محصول را ریخته گری و جوشکاری کرد و به راحتی از آن قطعات کوچکی چون اتصالات و کارهای آهنی معماری ساخت. سطح نهایی آن می تواند پولیش شده ، برس کاری شده، زبر، الگودار یا نیمرخ دار باشد. به علاوه فیلم اکسید طبیعی را می توان با روش های شیمیایی و الکتریکی برای همیشه بسته به ضخامت نهایی آن به رنگ های برنزی، آبی، قرمز، بنفش، طلایی یا سبز در آورد.
فولاد ضد زنگ هم در مقاطع استاندارد سازه ای در بازار یافت می شود و هم در مقاطع توخالی مدور، مربع یا مستطیلی و به خاطر مقاومت و نگهداری ارزان آن، به یک ماده مناسب برای سقف سازی، روکش کردن و دکوراسیون داخلی یا خارجی تبدیل شده است. مقاومت آن در برابر خوردگی آن را مشخصا برای پرچ ها در صفحه ستون و بست های دیوارها مناسب می سازد. طناب ها و بست های پایانی از فولاد ضد زنگ در سازه های کششی استفاده می شوند و محصولات ضد لک در تولید لوله ها، وسایل آبدارخانه و وسایل زه کشی که در آن ها پایداری و مقاومت در برابر خوردگی بسیار مهم هستند، استفاده می شوند.
فولاد ضد زنگ برهنه باید هر چند وقت یک بار شسته شود تا خصوصیات سطحی خود را حفظ کند. پوسیدگی در مکان های خورنده و داخل خاک باعث ایجاد لکه های زنگ به صورت آبله در سطح فلز می شود. خوردگی محل ترک های ریز در زیر واشرهای تنگ و محکم و ترک های ناشی از نیروهای مکانیکی در جایی که فلز تحت بار کششی بالا است، از عوارض استفاده از محصول با درجه نامناسب در محیط های بد و سخت هستند.
فولادهای پایدار در برابر گرما
انبساط در مقطع فولاد موجب کاهش مقاومت مکانیکی پروفیل های بزرگ می شود و این به علت سرعت اندک سرد شدن آن ها می باشد، می توان با اضافه کردن مقادیر کم عناصری چون کرم، منگنز، مولیبدن و نیکل به فولاد از انبساط آن جلوگیری کرد.
فولادهای پوشش دار
سال هاست که روکش کردن با روی روشی استاندارد برای محافظت از محصول در برابر خوردگی است. روکش کردن با روی به روش های زیر انجام می شود:
فلز را داخل روی مذاب فرو می بریم.
روی مذاب را بر فلز می پاشیم
در پودر داغ روی فولاد را وارد کرده پوشش می دهیم
از الکترولیز استفاده می کنیم.
در روش فرو بردن در فلز مذاب، فولاد را با حمام کردن در اسید تمیز می کنند و آن گاه در روی مذاب یا آلیاژ مذاب آهن و روی فرو می برند. روکش روی به عنوان مرزی فیزیکی بین محصول و محیط آن عمل می کند و از آن محافظت می کند و اگر خراش بردارد، روی خورده می شود و محصول سالم می ماند، آلیاژ آهن و روی سطح بهتری برای رنگ کردن یا جوش کاری ایجاد می کند. دوام فولاد روکش دار به ضخامت روکش در هر رو و محیط بستگی دارد.
موقعیت ساحلی و محیط های صنعتی که ترکیبات نمکی و دی اکسید گوگرد بالایی در هوای آن ها می باشد می توانند فرسودگی سریعی ایجاد کنند. قلیاهای موجود در سیمان، قیر و ملات های آهکی روکش روی را می خورند ولی در هر حال کلرید کلسیم که به عنوان ازودگیر به ملات ها اضافه می شود بسیار خورنده است و باید کم استفاده شود.
در اتصالاتی که برای آهن گالوانیزه انتخاب می شوند باید مراقب بود پیل دو فلزی با روی ایجاد نشود. به خصوص از تماس مس یا برنج با آهن گالوانیزه باید خودداری کرد، فلزات دیگر مثل سرب، آلومینیوم و فولاد ضد زنگ در هوای تمیز اثرات کمتری دارند ولی به طور کلی همه بست ها باید با واشرهای لاستیکی از رطوبت محفوظ و عایق بشوند. در جاهایی که فولاد با پوشش روی بایستی با چوب تازه یا چوب عمل آمده با افزودنی های با پایه مس محکم شود باید چوب را با رنگ قیری پوشاند. اگر روکش هنگام بریدن ، بست زدن یا جوش کاری صدمه ببیند باید آن را با رنگ های پر روی ترمیم کرد.
می توان فولاد گالوانیزه را به عنوان تزئین با مقاومت بالاتر در مقابل خوردگی رنگ کرد، به هر حال، اگر پرداخت نهایی آهن از جنس روی با درخشش معمولی باشد از زیر رنگ پیدا می شود و نوع با درخشش کمتر با آلیاژ آهن و روی برای رنگ آمیزی مناسب تر هستند.
فولاد با پوشش آلومینیوم – روی
این محصول با پوششی که متشکل از ۰.۵۵ درصد آلومینیوم و ۴۳.۵ درصد روی و ۱.۵ درصد سیلیسیم با دوام تر از فولاد پوشیده شده با همان ضخامت از روی خالص است و می توان آن را بدون محافظت بیشتر در محیط های معمولی استفاده کرد. به علاوه این آلیاژ به عنوان زیرسازی برای بعضی از پوشش های ارگانیک استفاده می شود.
فولاد با پوشش حلب سربی و فولاد با روکش سرب
سرب و حلب سربی، آلیاژی از سرب (۹۰-۸۰ درصد) و قلع (۲۰-۱۰ درصد) به عنوان سطوح نهایی برای فولاد و فولاد ضد زنگ برای کارهای روکش کاری و سقف سازی استفاده می شوند. برای پوشاندن فولاد ضد زنگ با یک لایه ۲۰ میکرونی حلب سربی می توان فولاد را در آلیاژ مذاب فرو برد. فولاد ضد زنگ پوشیده شده با حلب سربی نسبت به پیل های دو قطبی مقاوم است و می توان آن را در تماس با سرب، مس، آلومینیوم یا روی به کار برد. جابجایی گرمایی آن مانند فولاد ضد زنگ است و می توان واحدهایی تا به طول ۹ متر را برای سقف یا روکش کاری استفاده کرد. ورق فولادی با روکش سربی برای پوشش نهایی یا سقف مناسب است و همان کارایی و خواص ضد پوسیدگی سرب را دارد.
به خاطر مقاومت فولاد، ورق را می توان برای قسمت های خود ایستای افقی، پوشش زیرین سازه ها آب روها و قطعات تا شده به کار برد. اتصالات را می توان با سرب داغ به روش معمولی که در مورد سرب اجرا می شود محکم کرد. بخش های انتهایی قطع شده را باید با لحیم کاری محافظت کرد.
فولاد پوشیده شده با مواد آلی
هم اکنون پوشش های آلی با اتصال گرمایی برای محصول ایجاد شده اند. از جمله پلاستیک ها P.V.C (پوشش رنگی)، پلی وینیل فلوراید ، پلی استرها و فیلم P.V.C.
از میان پلاستیک ها ، P.V.C در حال حاضر بیشتر بازار روکاری و سقف را به خود اختصاص داده است.
پوشش پلاستیک P.V.C: پلاستیک P.V.C را روی محصول پوشیده شده با روی- آلومینیوم با ضخامت ۰.۲ میلی متر استفاده می کنند. سطح پایانی آن درشت دانه، زمخت و چرم مانند است و در رنگ های زیادی موجود است. هرچند رنگ های مات برای سقف پیشنهاد می شوند. طرف دیگر معمولا با یک ماده ضد خوردگی پوشیده می شود و پرداخت آن پلی استر است، البته P.V.C برای محیط های خیلی سخت شیمیایی نیز مناسب است، باید در کارگاه و هنگام حمل و نقل دقت کرد تا سطح بیرونی صدمه فیزیکی نخورد، برای شرایط غیر دریایی با دوام ترین رنگ ها، دوامی حدود ۲۰ سال خواهند داشت. رنگ های تند و براق در مکان های ساحلی عمر کمتری خواهند داشت.
پوشش P.V.F2: P.V.F2 که یک فلوئورکربن خنثی می باشد، به صورت پوشش های با ضخامت ۰.۰۲۷ میلی متر بر روی محصول گالوانیزه به کار می رود، دوام رنگ آن در دمای زیر ۱۲۰ درجه سانتی گراد بالا است و برای استفاده در هر جایی مناسب است. سطح نهایی صاف است و به راحتی تمیز می شود، البته باید از آن محافظت زیادی کرد تا صدمه فیزیکی نبیند. در بین رنگ های آن رنگ براق نقره ای نیز وجود دارد.
پوشش پلی استر
محصول گالوانیزه با پوشش پلی استر یا پلی استر سیلیسیم، تولیدات اقتصادی هستند ولی در مکان های غیر سخت عمر میان مدت دارند. در استفاده خارجی، برای اولین نگهداری ۱۰ سال زمان لازم است ولی برای داخل مناسب تر هستند. از پلی استر – سیلیسیم نباید در مکان های دریایی یا داغ و مرطوب استفاده کرد. این دو نوع پوشش معمولا صاف هستند و ضخامت آن ها ۰.۰۲۵ میلی متر است.
لعاب
فولادهای پوشیده شده با لعاب، نور را به خوبی باز می تابانند و برای داخل مناسب هستند و به صورت کاشی برای چیدن سقف ها و دیوارها استفاده می شوند. این پوشش که معمولا ۰.۰۲۲ میلی متر ضخامت دارد، معمولا به آهن پوشیده شده با آلیاژ روی آلومینیوم اضافه می شود و تمیز کردن آن راحت است. رنگ استاندارد آن سفید براق است ولی رنگ های روشن دیگری نیز موجود هستند.