سوختن فولاد ضد زنگ و کاربرد آن

فولاد ضد زنگ برای ساخت دریچه ها و لوله ها بسیار پرکاربرد می باشد. چرا که آلیاژی مناسب برای سیستم های اکسیژن می باشد. پیش از این محققان براین باور بودند که فولاد ضد زنگ در محیط های غنی از اکسیژن به راحتی می سوزد. برای همین اجزای ساخته شده از فولاد ضد زنگ در محیط های پراکسیژن کاربرد کمتری داشتند.

در سال 1980 توسط محققین اطلاعات وسیع تری در خصوص احتراق فولاد به دست آمد. بر اساس این اطلاعات مقاومت فولاد ضد زنگ در برابر احتراق به خوبی سوپر آلیاژهای نیکل نیست، ولی هزینه تهیه فولاد ضد زنگ کمتر از سوپر آلیاژهای دیگر می باشد.تصاویر ساختار فولاد ضد زنگ پس از سوختن نشان می دهد که منطقه تحت تأثیر گرما، در فلز فولاد منطقه ذوب و منطقه اکسید می باشد.

و ساختار فولاد ضد زنگ پس از تحریق و سوختن تغییری نمی کند و ذرات اکسیداسیون داخلی در آن مشاهده نمی شود. نقطه ذوب فلز تحت تأثیر گرمای سوختن موجب پدیده اکسیداسیون در فلز می شود. نزدیک ترین نقطه به محل احتراق نیز نشان می دهد که اکسیداسیون شدید داخلی در فلز رخ داده و منافذ بیشتری پس از جامد شدن فلز تشکیل می شود.

برخی از فلزات و عناصر فلزی مانند فولاد، در مواجهه با هوای آزاد به سختی مشتعل می شوند. محیط های غنی از اکسیژن به آسانی باعث سوختن و حتی رسیدن فلز به نقطه انفنجار می شوند. سوختن و احتراق فلزات می تواند عواقب زیادی به همراه داشته باشد.به طور مثال در سال 1980 مرکز تحقیقات فضایی جانسون شاهد انفجار مهیبی شد که پس از رسیدن فشار اکسیژن محفظه آلومینیومی به psi 6000 موجب احتراق محفظه شده بود.

یا مرکز پرواز فضایی مارشال شاهد سوختن پیستون ها و ورقه های تنظیم تراز ساخته شده از فولاد شد که باعث ازبین رفتن کامل و انفجار محفظه آزمون شد. همین اتفاقات باعث شد که بسیاری از محققان به دنبال راهی برای کنترل آتش های ناشی از اکسیژن در زمان انجام آزمایشات و تولید محصولات فلزی باشند.

فلز مس یکی از فلزاتی است که احتراق و سوختن آن دشوار است. چرا که نقطه احتراق مس حدودا 1030 درجه سلسیوس است. و این دما 30 درجه از نقطه ذوب کمتر می باشد.از طرفی نقطه احتراق آهن 930 درجه سلسیوس می باشد که حدود 600 درجه کمتر از نقطه ذوب آن می باشد.

در برخی موارد گزارش شده است که نقطه احتراق آهن 1315 درجه می باشد و این دما از دمای ذوب آهن کمتر است. در واقع مقاومت آهن برای سوختن در فشار محیط کم است.و احتراق آهن در محیط های غنی از اکسیژن موجب تغییر خواص فلز آهن می شود.

فلز منگنز از جمله فلزاتی است که بسیار فعال بوده و مستعد اکسیداسیون و سوختن می باشد.دمای احتراق منگنر خالص در هوای محیط حدودا 630 تا 640 درجه سلسیوس می باشد. دمای احتراق آلومینیوم بیش از نقطه ذوب فلز می باشد و همچنین دمای احتراق نیکل برابر با نقطه ذوب فلز است. نقره هم در هیچ دمایی دچار سوختن نمی شود.