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 استنلس استیل تقسیم می‌کنند. درک تفاوت های کربن استیل با استنلس استیل 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 استنلس استیل را می‌خواهید با تیم 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 درصد حداکثر)، سیلیکون (0.6 درصد حداکثر)، مس (6 درصد 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 درصد 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 درصد کربن، انعطاف پذیر بیشتری دارند. به طور کلی، هر دو گروه فولاد کاربردهای گسترده‌ای در مهندسی دارند.

استنلس استیل چیست؟

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

سه 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 کربن استیل با استنلس استیل؛ زنگ زدگی (مقاومت در برابر خوردگی)

تفاوت اصلی بین استنلس استیل و کربن استیل مقاومت در برابر خوردگی است. همانطور که پیش‌تر نیز اشاره شد، اصلی ترین عامل در ایجاد این خصوصیت عنصر کروم است. استنلس استیل برای مقاومت در برابر زنگ زدگی یا خوردگی ساخته شده است. استنلس استیل 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 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 درصد باشد آلیاژ در گروه کربن استیل و اگر کروم بیش از 10.5 درصد باشد فولاد از نوع استنلس استیل به حساب می‌آید.

تفاوت های کربن استیل با استنلس استیل؛ 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	استنلس استیل
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 های کربن استیل با استنلس استیل؛ خواص مکانیکی

فولادهای کربنی و ضد زنگ از نظر خواص مکانیکی نیز باهم تفاوت‌هایی دارند.

• شکل پذیری: گریدهای استنلس 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 استنلس استیل به دلیل میزان کربن کمتری که در آن وجود دارد، از نظر استحکام ضعیف‌تر است. ولی با نوآوری‌ها و خلق گریدهای جدید امروزه استنلس استیل با خواص بسیار متفاوتی در دسترس است.

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

خواص مکانیکی	کربن استیل	استنلس استیل
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 های کربن استیل با استنلس استیل؛ کیفیت سطحی و ظاهری

کیفیت سطح استنلس 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 های کربن استیل با استنلس استیل؛ 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 غیره، هزینه تولید استنلس استیل 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.

تفاوت های کربن استیل با استنلس استیل؛ قابلیت ماشینکاری و جوشکاری

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

دیگر تفاوت های کربن استیل با استنلس استیل

استنلس استیل	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

هر دو گروه آلیاژهای کربن استیل و استنلس استیل دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. بنابراین، انتخاب بین استنلس 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 استنلس 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.