تفاوت‌های کربن استیل با استنلس استیل را بشناسید

عناصر تشکیل دهنده اصلی تمام آلیاژهای فولادی، آهن و کربن هستند که درنهایت به انواع آلیاژهای تخصصی با کاربردهای متنوع تبدیل می‌شوند. اگرچه فولاد طیف وسیعی از فلزات آهنی را شامل می‌شود اما در صنعت آن را معمولاً به دو دسته کلی اعم از کربن استیل و Stainless steel تقسیم می‌کنند. درک تفاوت کربن استیل با stainless steel می‌تواند به شما کمک کند تا محصول مورد نیاز را طبق بودجه و کاربردهای خود سفارش دهید. اگر به دنبال خرید ورق استیل هستید و هرگونه مشاوره فنی نیاز دارید و یا قیمت استیل را می‌خواهید با مجموعه استیل رخ در ارتباط باشدید. ما در این بررسی یک مقایسه کامل بین کربن استیل با استنلس استیل انجام می‌دهیم تا راهنمای شما در انتخاب آلیاژی مناسب باشد.

کربن استیل چیست؟

کربن استیل آلیاژی است که عمدتاً از آهن و درصد اندکی کربن تشکیل شده است، همچنین می‌تواند حاوی عناصر آلیاژی دیگری مانند منگنز (1.65% حداکثر)، سیلیکون (0.6% حداکثر)، مس (6% حداکثر)، کروم، کبالت، مولیبدن، نیکل، نیوبیم، تیتانیوم، تنگستن، وانادیوم، زیرکونیوم و غیره باشد. کربن استیل به دو گروه فولاد کم کربن و پر کربن تقسیم می‌شود.

فولادهای پر کربن با 0.3 تا 1.2% کربن، سختی زیادی دارند و قادر به مقاومت در برابر سایش و حفظ شکل خود هستند. اما این دسته از فولادها تردتر (شکنندگی بیشتر) خواهند بود. در حالی که فولادهای کم کربن با 0.05 تا 0.3% کربن، انعطاف پذیر بیشتری دارند. به طور کلی، هر دو گروه فولاد کاربردهای گسترده‌ای در مهندسی دارند.

اما تفاوت کربن استیل با استنلس استیل در چیست؟

Stainless steel چیست؟

Stainless steel یا فولاد ضد زنگ گروهی از آلیاژهای فولادی مقاوم در برابر خوردگی هستند که بیش از 10.5% کروم و کمتر از 1.2% کربن دارند. کروم موجود در Stainless استیل عامل اصلی در افزایش مقاومت این آلیاژها در برابر خوردگی است.

3 دسته اصلی فولاد زنگ نزن وجود دارند که شامل آستنیتی، فریتی و مارتنزیتی هستند. هر کدام از این دسته‌ها خود به سری‌ها و گریدهای مختلف با درصد آلیاژها و ویژگی‌های مختلف تقسیم می‌شوند. برای مثال، گریدهای 304 و 316 از خانواده آستنیتی و گرید 430 از خانواده مارتنزیتی هستند.

تفاوت های زنگ زدگی (مقاومت در برابر خوردگی)

اصلی‌ترین تفاوت کربن استیل با استنلس استیل، مقاومت در برابر خوردگی است. همانطور که پیش‌تر نیز اشاره شد، اصلی ترین عامل در ایجاد این خصوصیت عنصر کروم است. Stainless استیل برای از بین بردن زنگ زدگی یا خوردگی ساخته شده است. Stainless steel نسبت به کربن استیل در برابر خوردگی مقاومت بالاتری دارد. وقتی سطح فولاد زنگ نزن در مجاورت هوا قرار می‌گیرد، یک لایه اکسید کروم برای جلوگیری از خوردگی ایجاد می‌شود. ولی میزان کروم در کربن استیل برای ایجاد این لایه کافی نیست و در نتیجه مستعد انواع خوردگی و زنگ زدگی است. طبق برخی تعاریف وجه تمایز کربن استیل و استنلس استیل میزان کروم موجود در آلیاژ فولادی است. اگر میزان کروم کمتر از 10.5% باشد آلیاژ در گروه کربن استیل و اگر کروم بیش از 10.5% باشد فولاد از نوع Stainless steel به حساب می‌آید.

بیشتر بخوانید: راه‌های جلوگیری از زنگ زدگی آهن و فولاد در لوله‌ها

تفاوت در خواص فیزیکی

خواص فیزیکی کربن استیل و استنلس استیل تا حدودی متفاوت هستند. ویژگی‌ها و خواص فیزیکی قابل مقایسه‌ مربوط به این دو نوع فولاد طبق جدول زیر می‌باشند:

خواص فیزیکی	کربن استیل	Stainless steel
چگالی متوسط	میانگین چگالی فولاد کربنی حدود 7850 کیلوگرم بر متر مکعب است.	چگالی متوسط فولاد ضد زنگ حدود 7950 کیلوگرم بر متر مکعب است. بنابراین فولاد ضد زنگ کمی سنگین‌تر از فولاد کربنی است.
ضریب انبساط حرارتی خطی	ضریب انبساط حرارتی برای فولاد کربنی معمولاً کمتر از فولاد ضد زنگ است.	ضریب انبساط فولاد ضد زنگ نسبتاً بیشتر از فولاد کربنی است. بنابراین، انبساط فولاد ضد زنگ بیشتر از مواد فولاد کربنی است.
نقطه ذوب	نقطه ذوب فولاد کربنی بیشتر از فولاد ضد زنگ است. به طور معمول فولاد کم کربن دارای نقطه ذوب حدود 1410 درجه سانتیگراد و نقطه ذوب فولاد با کربن بالا بین 1425 تا 1540 درجه سانتیگراد است.	نقطه ذوب فولاد ضد زنگ کمی پایین‌تر و بین 1375 تا 1530 درجه سانتی‌گراد متغیر است.

تفاوت در خواص مکانیکی

فولادهای کربنی و ضد زنگ از نظر خواص مکانیکی نیز باهم تفاوت‌هایی دارند. یعنی تفاوت کربن استیل با استنلس استیل را می‌توان از جهت ویژگی‌های مکانیکی هم بررسی کرد.

• شکل پذیری: گریدهای استیل آستنیتی انعطاف پذیرتر از کربن استیل هستند و شکل پذیری بهتری دارند. در حالی که، گریدهای مارتنزیتی شکننده‌تر بوده و حتی ممکن است شکننده‌تر از کربن استیل باشند.
• استحکام مکانیکی: بطور تئوری Stainless steel به دلیل میزان کربن کمتری که در آن وجود دارد، از نظر استحکام ضعیف‌تر است. ولی با نوآوری‌ها و خلق گریدهای جدید امروزه Stainless استیل با خواص بسیار متفاوتی در دسترس است.

سایر خواص مکانیکی کربن استیل در مقابل Stainless steel در جدول زیر مقایسه شده‌اند:

خواص مکانیکی	کربن استیل	Stainless steel
مقاومت تسلیم (مگاپاسکال)	فولاد کم کربن: 180 تا 260 فولاد کربن بالا: 325 تا 440	فولاد فریتی: 280 فولاد آستنیتی: 230 فولاد مارتنزیتی: 480
مقاومت کششی (مگاپاسکال)	فولاد کم کربن: 325 تا 485 فولاد کربن بالا: 460 تا 924	فولاد فریتی: 450 فولاد آستنیتی: 540 فولاد مارتنزیتی: 660
مدول الاستیسیته (گیگاپاسکال)	195 – 210	193 – 220
مدول برشی (گیگاپاسکال)	81	74
نسبت پواسون	0.3	0.27

 

تفاوت در کیفیت سطحی و ظاهری

کیفیت سطح Stainless استیل در مقایسه با کربن استیل بسیار چشم‌نوازتر است. فولاد ضد زنگ به دلیل داشتن یک لایه کروم همیشه ظاهر درخشنده، تمیز و بدون زنگ زدگی خود را حفظ می‌کند. اما کربن استیل برای جلوگیری از زنگ زدگی و مخدوش شدن ظاهرش به رنگ آمیزی مداوم و پوشش نیاز دارد. بنابراین، فولاد زنگ نزن برای کاربردهای دکوراتیو و کارکردهایی که پوشش فولاد مزاحمت ایجاد می‌کند محصولی مناسب‌تر است.

تفاوت در قیمت

ملاحظات اقتصادی یکی از مهمترین موارد برای مقایسه بین کربن استیل و فولاد ضد زنگ هستند. به دلیل آلیاژهای خاصی مانند کروم، نیکل و…، هزینه تولید Stainless steel بسیار بیشتر از کربن استیل است. بنابراین فولاد زنگ نزن اغلب با قیمت بیشتری فروخته می‌شود. اما فولاد ضد زنگ بسته به گرید و آلیاژهای تشکیل دهنده می‌تواند قیمت‌های متفاوتی داشته باشد.

بیشتر بخوانید: اهمیت نیکل در صنعت استیل

تفاوت در قابلیت ماشینکاری و جوشکاری

کربن استیل را می‌توان به راحتی ماشینکاری کرد و حتی قابلیت جوشکاری خوبی دارد. در مقابل، Stainless استیل نیاز به تکنیک‌های تخصصی‌تری برای جوشکاری و ماشینکاری دارد. برای انتخاب ابزار ماشین‌کاری، باید توجه کرد که Stainless steel در مقایسه با کربن استیل سخت‌تر است.

دیگر تفاوت های کربن استیل با استنلس استیل

Stainless steel	کربن استیل
هدایت حرارتی نسبتاً کمی دارد.	هدایت حرارتی بالایی دارد.
مقاومت در برابر سایش خوبی دارد.	مقاومت در برابر سایش ضعیفی دارد.
عملیات حرارتی فولاد ضد زنگ دشوارتر است.	کربن استیل به راحتی می‌تواند تحت عملیات حرارتی قرار گیرد.
فولاد ضد زنگ به راحتی تمیز می‌شود.	قابلیت پاک‌سازی سطح فولاد کربن کمتر از فولاد ضد زنگ است.

 

کلام آخر

بری جمع بندی تفاوت کربن استیل با استنلس استیل باید بگوییم که هر دو گروه آلیاژهای کربن استیل و Stainless steel دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. بنابراین، انتخاب بین Stainless استیل و کربن استیلی باید همیشه بر اساس نوع کاربرد باشد. اگر به فولاد با مقاومت خوردگی بالا نیاز دارید، همیشه بهتر است به سراغ خرید محصولات استیل مانند خرید لوله استیل و خرید پروفیل استیل بروید. با این حال، برای محیط‌های معمولی و بدون خوردگی، کربن استیل مناسب‌تر است. برای خرید فولاد ضد زنگ می‌توانید از طریق وبسایت «استیل رخ» اقدام کنید.