شناخت فلز

زمانی که آهن در معرض اکسیژن و رطوبت باشد، یک واکنش اکسیداسیون رخ می دهد. این واکنش شیمیایی اکسید آهن تولید می کند که شبیه پودر قهوه ای رنگ روی سطح فلز ظاهر میشود.

زنگ زدگی آهن، استحکام و مقاومت آن را کاهش میدهد. ضخامت فلز کم میشود و می تواند سوراخ هایی را در آن قطعه ایجاد کند. با پوسته پوسته شدن روی سطح یک فلز، عملکرد آن قطعه به خطر خواهد افتاد. در نتیجه برای جلوگیری از اثرات منفی زنگ زدگی،لازم است تا از آهنگ ضد زنگ یا آهنگ زنگ نزن استفاده کرد.

آهن زنگ نزن نام نوعی از آهن است که حداقل از 10 درصد کروم تشکیل شده است.این عنصر یعنی کروم ، با اکسیژن واکنش می‌دهد و لایه کروم اکسید ایجاد می‌کند که نامرئی است.

از آهن زنگ نزن برای ساخت وسایلی مانند:

کاربرد خانگی: کارد و چنگال، سینک‌ها، ماهی تابه، گردونه ماشین لباس شویی، کوره ماکروفر، انواع تیغ.
معماری و مهندسی عمران: روکش‌ها، نرده ساختمان، اتصالات درب و پنجره، بخش‌های ساختاری، نوار تقویت شده، ستون‌های روشنایی و..
حمل و نقل: سیستم‌های اگزوز، پنجره و داخل خودروها ، انبار‌های کشتی، تانکر‌های کشتی حامل مواد شیمیایی، باقی مانده و..
نفت و گاز: پایگاه‌های نفت و گاز در منزل، جعبه کابل، خطوط لوله زیر زمینی و..
پزشکی: تجهیزات جراحی
غذا و نوشیدنی: تجهیزات پذیرایی
آب: آب و فاضلاب، لوله‌های آب، مخازن آب گرم و.. استفاده می شود.

ورقه آهن به تنهایی بسیار نازک و حدود ۱۳۰ آنگستروم است که هر آنگستروم یک میلیونوم سانتی‌متر است. ویژگی این لایه عبارتند از: منفعل (واکنش نشان نمی‌دهد یا بر روی مواد دیگر اثر نمی‌گذارد)، پایدار (چسبیده به لایه آهن است و دیگر جابجا نمی‌شود) و خودنوسازی (اگر آسیب ببیند، کروم بیشتر از آهن در معرض هوا خواهد بود و اکسید کروم بیشتری تشکیل می‌دهد).

انواع آهن زنگ نزن

آهنگ زنگ نزن انواع مختلفی دارد که عبارتست از:

نوع اول:آهن زنگ نزن آستنیتیک (استیل نگیر)
آلیاژ‌های کروم، نیکل و آهن با کروم ۱۶ تا ۲۶ درصد، نیکل ۶-۲۶ درصد و مقدار کمی کربن با خواص غیر مغناطیسی.
نیکل مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد.

نوع دوم:آهنگ زنگ نزن مارتنزیتیک (استیل بگیر)

۳.آهنگ زنگ نزن فریتیک (استیل بگیر)
ظروف ساخته شده از این نوع آهنگ ضد زنگ ،یعنی آهنگ زنگ نزن فریتیک ، حاوی سطوح بالاتر کروم است.

اصطلاح آهن زنگ نزن به چه معناست؟فلز آهن وقتی در مجاورت اکسیژن و رطوبت قرار می گیرد ، به اصطلاح زنگ می زند. در واقع آهن با اکسیژن تشکیل اکسید آهن داده که قرمز رنگ بوده و روی آن را می پوشاند.

زنگ زدن عبارتی است که به اکسیداسیون آهن اطلاق می‌شود.اکسیداسیون از طریق واکنش با اکسیژن صورت می‌گیرد اما نوع‌های دیگری از زنگ زدن وجود دارد که حاصل واکنش آهن و کلر است که به آن زنگ سبز می‌گویند. “زنگ” نام متداول یکی از ترکیبات بسیار رایج یعنی اکسید آهن با فرمول Fe2O3 است. این نام رایج است زیرا آهن به سرعت با اکسیژن ترکیب شده و تشکیل زنگ آهن را می دهد.

زنگ آهن مونه ای از فرایند خوردگی است:فرایند الکتروشیمیایی شامل آند (یک قطعه فلز که به راحتی الکترون از دست می دهد)، الکترولیت (مایعی که به حرکت الکترون ها کمک می کند) و یک کاتد (یک قطعه فلز که به راحتی الکترون می پذیرد) است.وقتی فلزی خورده می شود، الکترولیت به تولید اکسیژن در آند کمک می کند. سپس اکسیژن با فلز ترکیب شده و الکترون آزاد می شود. زمانی که الکترون ها از طریق الکترولیت به سمت کاتد جریان می یابند، آند با جریان الکتریکی حذف می شود یا به کاتیون های فلزی تبدیل شده و زنگ تشکیل می شود.

ساده‌ترین راه مبارزه با خوردگی ، اعمال یک لایه رنگ است. با استفاده ‌از رنگها می‌‌توان ارتباط فلزات را با محیط تا اندازه‌ای قطع کرد و در نتیجه موجب محافظت از فلز در برابر خوردگی شد.به روشهای ساده‌ای می‌‌توان رنگها را بروی فلزات ثابت کرد که می‌‌توان روش پاششی را نام برد.

انواع زنگ آهن

زنگ آهن به چند نوع تقسیم می شود؟

خوب است بدانیم زنگ آهن نیز انواع مختلفی دارد که دلیل هرکدام متفاوت است و با توجه به علت آن می توان از وقوع زنگ آهن جلوگیری کرد

زنگ آهن قرمز:اولین نوع زنگ آهن ، زنگ آهن قرمز است.این نوع از زنگ آهن به علت قرار گرفتن در معرض اکسیژن و آب زیاد رخ می دهد و به رنگ قرمز است.

زنگ آهن زرد:دومین نوع زنگ آهن زبه رنگ زرد است.این حالت در نتیجه قرار گرفتن در رطوبت بسیار بالا است و اغلب در قسمت‌های محصور قطعات و تجهیزات فلزی مشاهده می‌شود.

زنگ آهن قهوه‌ای:این نوع زنگ زدگی از ترکیب آهن اکسید با اکسیژن بالا و رطوبت کم بوجود می‌آید.

زنگ آهن سیاه: این نوع زنگ زدگی به علت ترکیب آهن با اکسیژن محدود و رطوبت کم بوجود می‌آید.

استفاده از رنگ ها،پوشش قلع،پوشش فلزاتی مانند روی ، از جمله روش های مرسوم جلوگیری از زنگ زدگی آهن است.

زنگ زدگی آهن ، موجب ساختار ضعیف می شود و از آنجایی که ساختار ضعیف موجب افت کیفیت و صدمه و ضربه ی اقتصادی و در مواردی حتی صدمه ی جانی می شود،بنابرانی توجه به مورد زنگ زدگی آن و بررسی این موضوع که چگونه از زنگ زدگی آن جلوگیری کنیم ، بسیار مهم است.

هزینه سالانه تعویض آهن‌ آلات زنگ زده در جهان مقادیر زیادی را بخود اختصاص می‌دهد

از جمله عواملی که سبب زنگ زدگی آهن می شوند عبارتند از آب،رطوبت زیاد،

مواد شیمیایی،،ساییدگی و فرسایش،فشار زیاد،میکروارگانیسم ها،الکترولیز، عدم تعادل الکتریکی

و...

زنگ شایع ترین نتیجه خوردگی در فلزات است و به خوردگی آلیاژهای آن مانند آهن و فولاد اطلاق می شود. با گذشت زمان، در حضور اکسیژن و آب، ساختارهای سخت آهن به طور کامل از بین می رود.

پوشش ضد زنگ یکی از مواردیست که با انجام آن می توان از زنگ زدگی آهن جلوگیری کرد.پوشش ضد زنگ به عنوان یک مانع بین آهن و محیط اطراف آن عمل می کند و عمر آن را افزایش می دهد.

ساده ترین راه و مرغوب به صرفه ترین راه برای جلوگیری از زنگ زدگی آهن ، فرایند گالوانیزه کردن است.

گالوانیزه فراندیست که طی آن آهن و یا فلز مورد نظر با فلز روی پوشش می دهند.با انجام این کار فلز روی نقش قربانی را ایفا می کند و سبب می شود تا آسیب های وارده تنها به خود برسد و نه فلزی که آن را پوشش داده است.

در گالوانیزاسیون ، آهن را در مذاب روی فرو می‌برند و بیرون می‌آورند تا سطح آن از یک لایه روی پوشیده شود.به چنین آهنی ، اهن سفید یا آهن گالوانیزه می گویند.

از آهن سفید در تولیدلوازمی مثل لوله بخاری ، شیروانی منازل ، لوله‌های آب و هر جا که احتمال خوردگی آهن و خسارت وجود دارد، استفاده می‌شود.

نوعی از پوشش دیگر که مانند روی از زنگ زدگی آهن جلوگیری می کند ، پوشش قلع است

قلع از فلزاتی است که براحتی اکسید می‌‌شود و از طریق ایجاد اکسید در مقابل اتمسفر مقاوم می‌‌شود و در محیطهای بسیار خورنده مثل اسیدها و نمکها و ... بخوبی مقاوم و پایدار است.به همین دلیل در موارد حساس که خوردگی قابل کنترل نیست، از قطعات قلع یا پوششهای قلع استفاده می‌‌شود.برای مثال نوعی از مصرف این پوشش ها بر روی ظروف آهنی انواع کنسروها می باشد.