مقدمه

یکی از مهم‌ترین مشکلات برای پیچ و مُهره‌ استیل، زنگ زدگی یا خوردگی آن‌‌ها است. بسیاری از پیچ‌ها، مثل انواع پیچ خودکار، که از پُرکاربردترین پیچ‌های صنایع مختلف هستند، در صورت نداشتن روکش مناسب ممکن است اتصال نا ایمن را به وجود آورند. در نتیجه، استفاده از فولاد ضد زنگ و فولاد گالوانیزه افزایش یافته است. وقتی صحبت از فولاد ضد زنگ می‌شود، اولین چیزی که اغلب به ذهن می‌رسد، کارد و چنگال، ظروف آشپزی یا سایر لوازم آشپزخانه است. در همین حال، کاربرد فولاد گالوانیزه معمولاً در ساخت و ساز است و از قرن نوزدهم به‌عنوان یک ماده نسبتاً ارزان استفاده می‌شود.

فولاد گالوانیزه چیست؟

فولاد گالوانیزه با یک لایه نازک روی پوشانده شده است. پوشش روی، از فولاد زیر آن در برابر زنگ زدگی محافظت می‌کند. از آن برای ساخت پیچ آلن، انواع پیچ و مهره‌های دیگر، میخ‌ها و ... در برابر تخریب در شرایط جوی استفاده می‌شود. فولاد گالوانیزه به خوبی در برابر آب مقاومت می‌کند (تا زمانی که نمک در آب نباشد). جوشکارانی که با سازه‌ای فولادی کار می‌کنند، می‌توانند با فولاد گالوانیزه کار کنند، اگرچه به محافظت در برابر تنفس بخار گالوانیزه نیاز دارند. در صنعت به پیچ گالوانیزه، پیچ آهنی سفید نیز گفته می‌شود. پیچ آهنی سفید نسبت به پیچ آهنی سیاه، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی یا زنگ زدگی دارند.

فولاد ضد زنگ چیست؟

فولاد ضد زنگ با افزودن کروم به فولاد مذاب ساخته می‌شود. فولاد ضد زنگ به‌طور غیرمعمولی قوی است و در برابر زنگ زدگی ناشی از تماس با آب، حتی آب نمک مقاوم است. جوشکاری فولاد ضد زنگ یک مهارت تخصصی است. جوشکاران هنگام گرم و سرد کردن فولاد ضد زنگ، باید کنترل بسیار بیشتری را اعمال کنند. انواع مختلفی از آلیاژهای فولاد ضد زنگ وجود دارد. هرچه آلیاژ پیچیده‌تر باشد، به‌طور کلی استحکام، قیمت و هزینه کار بیشتر است.

انتخاب بین فولاد گالوانیزه در مقابل فولاد ضد زنگ

شرایطی وجود دارد که در آن باید از فولاد ضد زنگ دوری کنید. این محصول در برابر آب نمک مقاومت می‌کند، اما پس از قرار گرفتن در معرض آب کلر، به سرعت تجزیه می‌شود. هم‌چنین باید از هرگونه اصطکاکی که دو جزء فولادی ضد زنگ در برابر یک دیگر ایجاد می‌کنند، اجتناب کنید. زیرا آن‌ها می‌توانند خود را به هم جوش دهند. استفاده از پیچ سر شش گوش گالوانیزه، در مناطق رطوبت‌دار پیشنهاد می‌شود.

همان‌طور که فولاد گالوانیزه عالی است، موقعیت‌هایی نیز وجود دارد که انتخاب فولاد گالوانیزه نیاز به بررسی بیشتری دارد. معمولاً فولاد باید قبل از گالوانیزه شدن جوش داده شود (نه بعد از آن). جوشکاری فولاد پس از گالوانیزه شدن، لایه محافظ روی را در محل جوش می‌سوزاند. ممکن است لازم باشد فولاد گالوانیزه را پس از جوشکاری مجدداً برای محافظت از اتصال، گالوانیزه کنید.

اگر در حال ساخت موشکی هستید که آن را به مریخ می‌فرستد، احتمالاً باید با فولاد ضد زنگ کار کنید. اگر قراردادی برای ساخت یک زیردریایی محدود به اقیانوس ببندید، به فولاد ضد زنگ نیز نیاز خواهید داشت. اما برای بیشتر استفاده‌ها، اقتصادی‌ترین انتخاب شما، هم از نظرهزینه مواد و هم از نظر هزینه کار و عمر پروژه، فولاد گالوانیزه خواهد بود.

فرمولاسیون فولاد گالوانیزه و فولاد ضد زنگ

هر نوع فولاد به‌طور متفاوتی شکل می‌گیرد. برای تولید فولاد، سنگ آهن را حرارت داده و ذوب می‌کنند تا ناخالصی‌ها از بین برود. سپس کُک به آن اضافه می‌شود تا استحکام بیشتری ایجاد کند. 

ساخت فولاد گالوانیزه شامل پوشش آن با یک لایه نازک روی، در فرآیندی به نام گالوانیزه گرم است. این عمل شامل فرو بردن فولاد در روی مذاب، برای ایجاد یک پوشش چند لایه از روی و آلیاژ آهن است که به مقاومت فلز در برابر خوردگی کمک می‌کند. جوشکارانی که با انواع پیچ مثل پیچ آچارخور با روکش فولاد گالوانیزه کار می‌کنند به محافظت در برابر بخار آن نیاز دارند، زیرا نقطه جوش روی کمتر از فولاد است و جوشکاری باعث تبخیر روی می‌شود.

فولاد ضد زنگ شامل فرآیند پیچیده‌تری است. در این فرآیند، کروم، سیلیکون، نیکل، کربن، نیتروژن و منگنز به فولاد مذاب اضافه می‌شود. سپس قبل از این که دوباره حرارت داده شود، به شکل‌های نیمه تمام ریخته می‌شوند و به ورق، میله، سیم، صفحه و نوار تبدیل می‌شوند. 

مشخصات فولاد گالوانیزه و فولاد ضد زنگ

به‌طور کلی، هرچه آلیاژ به‌کار رفته در فولاد پیچیده‌تر باشد، استحکام بیشتری دارد. در حالی که فولاد گالوانیزه انعطاف‌پذیرتر است و کار با آن به مراتب راحت‌تر است، فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی بهتر مقاومت می‌کند و قوی‌تر است.

روی که فولاد گالوانیزه را می‌پوشاند، با جلوگیری از تماس فولاد با اکسیژن (که باعث خوردگی می‌شود) از زنگ زدگی محافظت می‌کند. این امر باعث می‌شود که میخ‌ها، پیچ‌ها، مهره‌ها و ...  در معرض آب و هوا خراب نشوند. حتی زمانی که بر روی پوشش روی، خراش‌هایی ایجاد می‌شود، هم‌چنان در برابر خوردگی مقاومت می‌کند. فولاد گالوانیزه حتی در برابر آب نیز مقاوم است. اگرچه در مواجهه با آب دریا سریع‌تر از فولاد ضد زنگ خورده می‌شود. ترکیبی از نمک، رطوبت و اکسیژن باعث خوردگی فلزات می‌شود، به‌طوری که آب شور باعث خوردگی پنج برابر سریع‌تر و آب دریا تا 10 برابر آن می‌شود؛ زیرا آب دریا حاوی باکتری‌هایی است که آهن را مصرف می‌کنند. دمای آب دریا نیز بر تخریب آن تأثیر می‌گذارد؛ به طوری که آب دریاهای استوایی باعث می‌شود که فولاد گالوانیزه حتی سریع‌تر از آب دریا در دماهای پایین‌تر، خورده شود.

عناصر موجود در فولاد ضد زنگ (به ویژه کروم) به آن اجازه می‌دهد تا در برابر خوردگی بسیار بهتر مقاومت کند. کروم با اکسیژن موجود در محیط ترکیب می‌شود و یک لایه غیرفعال از اکسید کروم را ایجاد می‌کند که به جلوگیری از تشکیل اکسید آهن کمک می‌کند. درجات فولاد ضد زنگ با مقادیر بیشتر کروم در برابر زنگ زدگی بهتر مقاومت می‌کنند. لایه روی اطراف فولاد گالوانیزه در برابر خوردگی کمتر مؤثر است، به خصوص زمانی که در معرض آب دریا قرار می‌گیرد، به همین دلیل است که فولاد ضد زنگ برای کشتی‌های دریایی و سایر محیط‌هایی که در آن فلز در معرض آب شور است، استفاده می‌شود.

کاربردهای فولاد گالوانیزه و فولاد ضد زنگ

هنگام در نظر گرفتن فولاد گالوانیزه در مقابل فولاد ضد زنگ، به ویژه مهم است که در نظر بگیرید که برای چه هدفی از فلز استفاده می‌شود. هر دو فلز دارای مزایا و معایب خاصی هستند.

بسیاری از بدنه خودروها و دوچرخه‌ها، اغلب از فولاد گالوانیزه ساخته می‌شوند. مانند لوله‌های آب برای آب آشامیدنی، پیچ و مهره‌ها، ابزارها، نردبان‌ها، سیم کشی‌ها و ورق‌های فلزی و ... . زیرا فولاد گالوانیزه ارزان‌تر است. هم‌چنین در ساخت اسکلت فلزی از جمله آسمان خراش‌ها، سقف‌ها، بالکن‌ها، ایوان‌ها و راه پله‌ها هم از فولاد گالوانیزه استفاده می‌شود.

فولاد گالوانیزه زمانی استفاده می‌شود که زیبایی یا خوردگی کمتر نگران کننده باشد، مانند موارد زیر:

• قطعات خودرو
• تیرهای برق
• کابینت‌های فلزی و سایر وسایل
• نرده‌ها
• علائم رانندگی

فولاد ضد زنگ به همان اندازه همه کاره است و انواع مختلفی دارد. ماشین‌فروشی‌ها اغلب از فولاد ضد زنگ آستنیتی استفاده می‌کنند، در حالی که لوله‌های اگزوز خودروها معمولاً از نوع ارزان‌تری به نام فولاد ضد زنگ فریتی ساخته می‌شوند. از فولاد ضد زنگ مارتنزیتی عمدتاً در ابزار پزشکی مانند تیغ، چاقوی جراحی و گیره‌های مخصوص جراحی استفاده می‌شود. از ترکیب فولاد ضد زنگ فریتی و آستنیتی، فولاد ضد زنگ دوبلکس ایجاد می‌شود.  فولاد ضد زنگ دوبلکس برای اهداف صنعتی که شامل اکتشاف نفت و گاز، لوله‌های خنک‌کننده، تولید کاغذ، اجزای مکانیکی، محیط‌های دریایی و پردازش شیمیایی می‌شود، استفاده می‌شود. فولادهای ضد زنگ سخت کننده رسوبی که اغلب حاوی فلزات کمیاب مانند نیوبیوم هستند، دارای استحکام کششی فوق العاده بالایی هستند و از آن‌ها در صنایع هسته‌ای و هوافضا استفاده می‌شوند.

از فولاد ضد زنگ معمولاً در مواردی که خوردگی یک خطر واقعی است استفاده می‌شود. دیگر موارد استفاده از فولاد ضد زنگ به شرح زیر است:

• اجزای موتور برای فضاپیماها
• فرآوری مواد غذایی
• وسایل آشپزخانه
• صنعت داروسازی
• برخی از وسایل بست

پیچ‌های زیادی هستند که در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاومت بالایی دارند. یکی از انواع این پیچ‌ها، پیچ خشکه سر شش گوش است. پیچ خشکه سر شش گوش، استحکام و دوام بالایی را دارا است و برای محیط‌های خشن صنایع مختلف کاربرد دارند.

هزینه‌های فولاد گالوانیزه و فولاد ضد زنگ

از آنجایی که فولاد ضد زنگ آلیاژ پیچیده‌تری است، هزینه آن به‌طور قابل توجهی بیشتر است. علاوه‌بر این، از آن جایی که این فلز زیباتر است، فولاد ضد زنگ در محصولات فلزی با رده بالاتر و با طراحی هنرمندانه‌تر، مورد توجه بیشتری قرار می‌گیرد. در حالی که فولاد گالوانیزه تقریباً به اندازه فولاد ساختاری تصفیه نشده هزینه دارد. فولاد ضد زنگ پنج برابر این قیمت هزینه دارد و برخی از آن‌ها مثل نیوبیوم، گران‌تر هم هستند.

سخن پایانی

همان‌طور که گفتیم، روکش پیچ و مهره‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. آموختیم که به‌طور کلی، فولاد گالوانیزه نسبت به فولاد ضد زنگ انعطاف‌پذیرتر است و کارکرد آن آسان‌تر است. فولاد ضد زنگ قوی‌تر و مقاوم‌تر از فولاد گالوانیزه در برابر خوردگی است. به این ترتیب، با توجه به نوع هر کدام، می‌توانید از آن‌ها برای پروژه‌های مختلف استفاده کنید. تیم ما در آلن پیچ در کنار شماست تا شما را در این زمینه راهنمایی کند. امیدواریم از خواندن این مقاله لذت برده باشید.