21 تفاوت بین فولاد ضد زنگ و فولاد ملایم چیست؟

وقتی می‌خواهید مخلوط‌کن، قهوه‌ساز یا تجهیزات کشاورزی بخرید، ممکن است به این فکر کنید که فولاد ضد زنگ بهتر است یا فولاد ملایم؟ هر کدام مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. فولاد ضد زنگ به دلیل دوام بالا و ظاهر جذاب محبوب است، اما فولاد ملایم هم ویژگی‌های مفید و کاربردی دارد. در این مقاله، 21 تفاوت کلیدی این دو نوع فولاد را بررسی می‌کنیم تا انتخابی آگاهانه داشته باشید.

1. راز ترکیب شیمیایی فولادها

فولاد یک آلیاژ آهن و کربن است. فولاد ملایم یا کم‌کربن، 0.05 تا 0.25 درصد کربن دارد و سایر عناصر مانند آلومینیوم، نیکل، گوگرد، کروم و سیلیکون در مقادیر کم حضور دارند.

فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل، کروم بیشتری دارد (حداقل 10.5٪) و شامل منگنز، نیتروژن، مس، نیکل و مولیبدن هم می‌شود. این ترکیب باعث مقاومت بالا در برابر خوردگی و دوام بیشتر فولاد ضد زنگ می‌شود.

2- تفاوت از نظر انواع و گریدها؛ فولادها چند چهره دارند؟

فولاد ضد زنگ بسته به ترکیب شیمیایی و میزان عناصر آلیاژی، به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شود:

فولاد ضد زنگ آستنیتی (Austenitic Stainless Steel):
این نوع فولاد دارای آستنیت به‌عنوان ریزساختار اصلی است و از کربن و آهن تشکیل شده که در دمای بالاتر از 723 درجه سانتیگراد شکل می‌گیرد. مقاومت بالا در برابر حرارت و سختی زیاد از ویژگی‌های برجسته این فولاد است.

فولاد ضد زنگ فریتی (Ferritic Stainless Steel):
در این فولاد کروم به‌عنوان تنها عنصر آلیاژی موجود است و میزان آن بین 10.5 تا 18 درصد است. مقاومت در برابر خوردگی متوسط و شکل‌پذیری محدود از مشخصه‌های آن است.

فولاد ضد زنگ دوبلکس (Duplex Stainless Steel):
این فولاد ترکیبی از ویژگی‌های فولاد فریتی و آستنیتی است، به‌گونه‌ای که مقاومت بالا و سختی مناسب را همزمان دارد. میزان کروم در آن زیاد و نیکل کم است.

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی (Martensitic Stainless Steel):
مارتنزیتی‌ها میزان کربن بالاتری دارند و کروم آن‌ها کمتر است. این فولاد مغناطیسی است و نسبت به انواع دیگر، جوش‌پذیری کمتری دارد، اما سختی بالایی ارائه می‌دهد.

فولاد استنلس استیل بیش از 150 گرید مختلف دارد، اما برخی از گریدهای پرکاربرد به شرح زیر هستند:

• استنلس استیل سری 200:
  این سری معمولاً در تولید کارد و چنگال، لباسشویی، تجهیزات داخلی ساختمان و صنعت خودرو کاربرد دارد.
• استنلس استیل سری 300:
  سری 300 به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و دوام مناسب، در ابزار پزشکی، صنایع غذایی و آشامیدنی، خودرو و حتی جواهرسازی استفاده می‌شود.
• استنلس استیل سری 400:
  این سری عمدتاً در کاربردهای نیازمند عملیات حرارتی به کار می‌رود، مانند شفت موتور، تجهیزات کشاورزی و قطعات توربین گاز.

به طور کلی، فولاد بر اساس میزان آلیاژ و ترکیب شیمیایی به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شود:

1. فولاد کم آلیاژ
2. فولاد با آلیاژ متوسط
3. فولاد با آلیاژ بالا
4. فولاد کربن بالا

3- فولاد ضد زنگ قوی‌تر است یا فولاد ملایم؟

فولاد ضد زنگ به دلیل وجود کروم و سایر آلیاژها معمولاً استحکام بیشتری نسبت به فولاد ملایم دارد. این ویژگی باعث می‌شود برای ساخت اشیایی که در برابر ضربه، فشار یا استفاده مکرر مقاومت لازم دارند، گزینه‌ای مناسب باشد. در مقابل، فولاد ملایم استحکام کمتری دارد، اما با افزایش میزان کربن می‌توان مقاومت کششی آن را تا حدی بالا برد.

4- مقاومت در برابر خوردگی

فولاد ملایم، مانند ورق سیاه، به‌طور طبیعی در برابر عوامل محیطی حساس است و در صورت تماس با رطوبت و اکسیژن به‌سرعت دچار زنگ‌زدگی می‌شود. به همین دلیل برای افزایش دوام آن معمولاً از پوشش‌های محافظی مثل رنگ یا گالوانیزه استفاده می‌کنند. ایجاد زنگ آهن نتیجه واکنش آهن موجود در فولاد با اکسیژن هواست و بدون این پوشش‌ها به‌مرور تشدید می‌شود.

در مقابل، فولاد ضد زنگ به دلیل وجود کروم مقاومت بسیار بالاتری در برابر خوردگی دارد. تماس کروم با اکسیژن یک لایه نازک و پایدار از اکسید کروم روی سطح ایجاد می‌کند که مانند سپر محافظ عمل کرده و مانع زنگ‌زدگی می‌شود. این لایه در صورت آسیب‌دیدن نیز با قرار گرفتن کروم تازه در معرض هوا دوباره ترمیم می‌شود؛ مگر در محیط‌های بسیار خورنده مانند مناطق ساحلی یا تماس طولانی با مواد شیمیایی قوی.

در زمان انتخاب ورق مناسب، توجه به  قیمت ورق سیاه  هم اهمیت دارد. فولاد ملایم اگرچه از نظر قیمتی اقتصادی‌تر است، اما برای جلوگیری از خوردگی نیازمند پوشش‌های حفاظتی است. در مقابل، ورق گالوانیزه یا فولاد ضد زنگ به‌طور ذاتی مقاومت بیشتری در برابر رطوبت و شرایط جوی دارند و برای محیط‌های مرطوب یا خورنده انتخاب مطمئن‌تری محسوب می‌شوند.

5- شکست یا انعطاف؟ اینجا تفاوت مشخص می‌شود

چقرمگی به توانایی فولاد برای جذب انرژی و تغییر شکل قبل از شکست اشاره دارد. فولاد ضد زنگ به طور کلی سخت‌تر از فولاد ملایم است و به خصوص گرید مارتنزیتی، سخت‌ترین نوع در میان فولادهای ضد زنگ محسوب می‌شود. میزان بالای کربن در این فولاد باعث افزایش سختی و مقاومت آن نسبت به فولاد ملایم می‌شود.

6- خم شدن آسان یا سخت شدن؟

به طور معمول، هرچه فولاد سخت‌تر باشد، شکننده‌تر است. فولاد ضد زنگ در مواجهه با ضربه‌های شدید، تمایل دارد شکسته شود تا خم شود، در حالی که فولاد ملایم در برابر ضربه انعطاف بیشتری دارد و معمولاً خم می‌شود بدون آنکه بشکند.

7- شکل‌پذیری

فولاد ملایم انعطاف‌پذیری بالایی دارد و به راحتی می‌توان آن را خم یا کشید و به اشکال مختلف درآورد. به همین دلیل در صنایع ساختمانی برای تولید لوله‌ها و قطعات شکل‌پذیر بسیار کاربرد دارد. فولاد ضد زنگ انعطاف کمتری دارد و تغییر شکل آن پس از تولید، دشوارتر است. افزودن نیکل به فولاد ضد زنگ می‌تواند تا حدی انعطاف‌پذیری آن را افزایش دهد.

8- قابلیت جوشکاری

جوشکاری فولاد ضد زنگ نسبت به فولاد ملایم چالش‌برانگیزتر است و ممکن است رنگ و ساختار سطح آن تغییر کند. فولاد ملایم جوش‌پذیری آسان‌تری دارد، اما در هر دو نوع فولاد، وجود کربن بالا نیازمند رعایت نکات فنی هنگام جوشکاری است تا از ترک‌خوردگی یا ضعف ساختاری جلوگیری شود.

9- سبک و مقاوم – فولاد ضد زنگ معجزه می‌کند

از آنجایی که فولاد ضد زنگ در برابر زنگ زدگی و سایر نیروهای مخرب بسیار مقاوم است، دوام بیشتری نسبت به فولاد نرم دارد. به دلیل تفاوت در فرآیند تولید و قابلیت‌های محافظتی، ورق سیاه، قیمت ورق گالوانیزه نیز می‌تواند متفاوت باشد. بررسی تفاوت قیمت این دو محصول با توجه به نیاز خاص شما، می‌تواند تأثیر زیادی در انتخاب مؤثر داشته باشد. ورق گالوانیزه به دلیل پوشش روی که به آن اضافه شده، مقاومت بالاتری در برابر خوردگی و آسیب‌های محیطی دارد، در حالی که ورق سیاه نیاز به اقدامات اضافی مانند رنگ‌آمیزی یا گالوانیزه کردن برای حفاظت از سطح دارد.

10- چکش‌خواری

چکش‌خواری به توانایی فلز برای تغییر شکل بدون ترک خوردن یا شکستگی اشاره دارد. فولاد ملایم چکش‌خوارتر است و به راحتی می‌توان آن را خم یا شکل داد. در مقابل، فولاد ضد زنگ نسبت به فولاد ملایم کمتر چکش‌خوار است و نیازمند دقت و تجهیزات مناسب برای شکل‌دهی است.

11- قابلیت ساخت و پردازش

فولاد ملایم بسیار راحت‌تر برش، خم، سوراخ و جوش داده می‌شود و برای ساخت لوله‌ها و قطعات کاربردی گزینه ایده‌آلی است. در مقابل، ساخت قطعات از فولاد ضد زنگ دشوارتر است و معمولاً نیاز به ماشین‌آلات پیشرفته و تکنسین‌های ماهر دارد تا شکل‌دهی و جوشکاری بدون آسیب دیدن فلز انجام شود.

12- زیبایی‌شناسی

فولاد ضد زنگ ظاهری براق، تمیز و نقره‌ای رنگ دارد و به همین دلیل در طراحی داخلی، وسایل آشپزخانه و دکوراسیون‌های لوکس بسیار محبوب است. فولاد ملایم رنگ مات و تیره دارد و معمولاً برای زیبایی شناسی کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد، مگر اینکه سطح آن رنگ‌آمیزی شود. استفاده از فولاد ضد زنگ می‌تواند ارزش ظاهری و اقتصادی پروژه را افزایش دهد.

13- مغناطیسی یا غیرمغناطیسی؟

فولاد ملایم به دلیل ساختار و چگالی بالاتر، سنگین‌تر از فولاد ضد زنگ است. با وجود این، فولاد ضد زنگ با وزن کمتر، مقاومت و سختی بالایی ارائه می‌دهد و در کاربردهایی که ترکیب سبک بودن و مقاومت مهم است، گزینه بهتری محسوب می‌شود.

14- طول عمر

فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت بالاتر در برابر خوردگی و سایش، طول عمر بسیار بیشتری نسبت به فولاد ملایم دارد. فولاد ملایم، حتی در شرایط کنترل‌شده، زودتر فرسوده شده و نیاز به تعویض یا تعمیر پیدا می‌کند، در حالی که فولاد ضد زنگ می‌تواند سال‌ها بدون آسیب جدی باقی بماند.

15- قابلیت بازیافت

هم فولاد ملایم و هم فولاد ضد زنگ کاملاً قابل بازیافت هستند و می‌توان آن‌ها را در تولید محصولات جدید به کار برد. با این حال، فولاد ضد زنگ به دلیل دوام بالاتر و طول عمر بیشتر، سهم بیشتری در فرآیند بازیافت دارد و می‌تواند به نسل‌های بعدی خدمات ارائه دهد، بدون آنکه محیط زیست را آلوده کند.

16- مقاومت در برابر دماهای بالا

فولاد ضد زنگ نسبت به فولاد ملایم در دماهای بالا مقاومت بیشتری دارد. حتی در شرایط آتش‌سوزی یا گرمای شدید، این فولاد قادر است استحکام خود را حفظ کرده و شکل و عملکرد خود را از دست ندهد، در حالی که فولاد ملایم ممکن است نرم شده یا دچار تغییر شکل شود.

17- خاصیت مغناطیسی

فولاد ملایم معمولاً فرومغناطیسی است و به میدان‌های مغناطیسی جذب می‌شود، که این ویژگی در کاربردهای مکانیکی و الکتریکی مفید است. فولاد ضد زنگ بسته به نوع گرید، ممکن است مغناطیسی باشد یا نباشد؛ به طور معمول فولادهای زنگ نزن فریتی مغناطیسی و فولادهای زنگ نزن آستنیتی غیرمغناطیسی هستند. این تفاوت می‌تواند در انتخاب نوع فولاد برای کاربردهای خاص اهمیت پیدا کند.

18- کاربردها و موارد استفاده

فولاد ملایم در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارد، از جمله:

• تولید پیچ و مهره، نبشی، پرچ و کانال‌ها
• ساخت خطوط راه‌آهن و بخش‌های نورد
• تولید شمع ورق و سایر قطعات صنعتی

از سوی دیگر، فولاد ضد زنگ به دلیل دوام، مقاومت در برابر خوردگی و ظاهر براق، در موارد زیر کاربرد دارد:

1. تولید وسایل آشپزخانه مانند کارد، چنگال و قاشق
2. ساخت تجهیزات صنعتی مقاوم، خودرو، پل‌ها، آسمان‌خراش‌ها، کوره‌ها و دیگ‌ها
3. تجهیزات مزرعه و بناهای تاریخی
4. ابزار جراحی و تجهیزات بیمارستانی
5. ساختمان‌ها و سازه‌های شناخته‌شده مانند «دروازه ابری» شیکاگو

خواص بهداشتی فولاد ضد زنگ باعث شده که در صنایع غذایی و پزشکی محبوب باشد. سطح صاف و غیرقابل جذب آن، مانع از تجمع میکروب‌ها و آلودگی می‌شود. همچنین مقاومت این فولاد در برابر آتش و گرما، آن را به گزینه‌ای مناسب برای صنعت نفت و گاز، مبدل‌ها و شیرها تبدیل کرده است. فولاد ملایم به دلیل استحکام تسلیم پایین، در چنین کاربردهای دما و فشار بالا مناسب نیست.

19- نظافت و نگهداری

فولاد ضد زنگ نگهداری آسانی دارد. سطح صاف و براق آن، آلودگی‌ها را جذب نمی‌کند و با یک اسفنج ساده می‌توان لکه‌ها را پاک کرد. با گذر زمان می‌توان آن را پولیش کرد تا درخشندگی بیشتری پیدا کند. به همین دلیل، فولاد ضد زنگ در تولید ظروف آشپزخانه و تجهیزات بهداشتی کاربرد فراوان دارد.

فولاد ملایم نیاز به مراقبت بیشتری دارد. به ویژه در محیط‌های مرطوب یا شرایط آب و هوایی شدید، بدون رنگ یا پوشش محافظ، به سرعت دچار زنگ‌زدگی و خوردگی می‌شود. بنابراین باید هرازگاهی سطح آن رنگ یا گالوانیزه شود تا از تخریب جلوگیری شود.

20- قیمت و ارزش اقتصادی

قیمت فولاد ضد زنگ معمولاً بالاتر از فولاد ملایم است، زیرا تولید و پرداخت آن پیچیده‌تر و هزینه‌برتر است. با این حال، دوام و طول عمر بالای فولاد ضد زنگ باعث می‌شود سرمایه‌گذاری روی آن در درازمدت اقتصادی باشد. تجهیزات فولاد ضد زنگ کمتر نیاز به تعمیر و نگهداری دارند و برای سال‌ها قابل استفاده هستند.

در مقابل، خرید فولاد ملایم ممکن است هزینه اولیه کمتری داشته باشد، اما هزینه‌های نگهداری و تعویض آن در طول زمان بیشتر خواهد بود. بنابراین انتخاب بین این دو نوع فولاد به نیاز کاربردی، بودجه و اهمیت دوام و نگهداری بستگی دارد.

21- سختی، ضربه و چکش‌خواری

فولاد ضد زنگ به دلیل ترکیب بالای کربن و کروم، سخت‌تر از فولاد ملایم است. این سختی باعث می‌شود فولاد ضد زنگ در برابر سایش و ضربه مقاومت بیشتری داشته باشد، بنابراین برای کاربردهایی که نیاز به دوام بالا دارند، مناسب‌تر است.

نتیجه‌گیری نهایی

فولاد ملایم و فولاد ضد زنگ، هر دو شکل‌های متفاوتی از آهن هستند و هر یک نقش مهمی در صنعت فولاد ایفا می‌کنند. فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت و دوام بالا، گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای سنگین و محیط‌های خورنده است، در حالی که فولاد ملایم با انعطاف‌پذیری بیشتر، برای تولید قطعاتی که نیاز به شکل‌پذیری دارند، مناسب‌تر است.

هیچ یک از این دو نوع فولاد به‌طور کامل بر دیگری برتری ندارد؛ هر کدام مزایا و محدودیت‌های خود را دارند. انتخاب مناسب بستگی مستقیم به ماهیت کاربرد و نیازهای پروژه شما دارد. اگر به دنبال دوام و مقاومت در برابر خوردگی هستید، فولاد ضد زنگ بهترین انتخاب است؛ اما اگر شکل‌پذیری و سهولت ساخت برایتان اهمیت دارد، فولاد ملایم گزینه بهتری خواهد بود.