مقالات

در میان فولادهای پر آلیاژ، فولادهای زنگ نزن به دلیل میزان تولید زیاد و موقعیت مرکزی آنها به عنوان استفاده کننده فروکروم، مورد خاصی هستند.
علاوه بر این، فروآلیاژهای دیگر نیز به طور گسترده برای تولید فولاد ضد زنگ استفاده می شوند. تاریخچه فولاد ضد زنگ بسیار کوتاه است، زیرا تأثیر کروم بر بهبود مقاومت در برابر خوردگی آهن تنها در اوایل دهه 1800 شناخته شد. با این حال، در آن زمان هنوز امکان تولید کروم یا فروکروم به صورت صنعتی وجود نداشت. احیا کروم از سنگ معدن کرومیت (FeO.Cr2O3) دشوار است و برای احیای کارآمد و تشکیل سرباره مذاب در طول فرآیند به دمای بالاتر از 1700 درجه سانتیگراد نیاز است.
دمای بالا همچنین الزامات سختی را برای یک کوره و مواد پوشش آن تعیین می کند.
اولین تولید آزمایشی "فولادهای زنگ نزن" بلافاصله پس از سال 1900 انجام شد. معمولاً گفته می شود که "عصر زنگ نزن" در سال 1912 آغاز شد، زمانی که فولاد زنگ نزن آستنیتی Cr-Ni دار توسط شرکت Krupp ثبت اختراع شد و به دنبال آن فولادهای زنگ نزن فریتی و مارتنزیتی توسط مخترعین دیگر نظیر tylecote در سال 1984 ایجاد شدند. 
فولادهای ضد زنگ مقاوم در برابر اسید (حاوی مولیبدن) در دهه 1920 معرفی شدند. در دهه بعد، اصول انواع اصلی فولادهای زنگ نزن و خواص آنها به درستی مورد بررسی قرار گرفت، اما به دلیل وجود مانع نظیر میزان کربن بسیار بالا، تولید به کندی رشد کرد. امروزه مشخص شده است که در اکثر فولادهای زنگ نزن، میزان کربن باید بسیار کم باشد (معمولاً زیر 0.05٪) تا از تشکیل کاربیدها جلوگیری شود زیرا مقاومت در برابر خوردگی را مختل کرده و باعث ایجاد پدیده "حساسیت" (نوعی خوردگی در مرز دانه) می شود.
در فرآیند فولادسازی، مشکل کربن با کروم مرتبط است: زمانی که کربن برای حذف اکسید می شود، کروم نیز شروع به اکسید شدن می کند. این بدان معنی است که از فروکروم پرکربن نمی توان برای فولادهای زنگ نزن بدون تلفات (اکسیداسیون) شدید کروم در طول فولادسازی استفاده شود. مقدار زیادی کروم باید پس از کربن زدایی با استفاده از فروکروم کم کربن اضافه شود که گرانتر از گرید با کربن بالا است.
FeCr کم کربن همچنین باید نسبت کروم: آهن بالاتری داشته باشد تا میزان آلیاژ مورد نیاز را به حداقل برساند، اما به اصطلاح شارژ FeCr معمولاً دارای نسبت کروم: آهن نسبتاً پایینی هستند (فقط حاوی 50٪ تا 55٪ کروم). بنابراین، برای تولید FeCr کم کربن، سنگ معدنی با میزان کروم بالا ترجیح داده می شود. به عنوان مثال، فرآیندهای خاصی نظیر عملیات تک مرحله ای یا دومرحله ای با سرباره برای تولید گرید (آفین affine) " (<4% C) و گرید "(sur-affine) (<0.5% C)" FeCr.  برای کربن زدایی از FeCr ایجاد شد. 
تولید فولاد ضد زنگ در سال 1950 از 1 میلیون تن در سال فراتر رفت. تولید فولاد ضد زنگ با اختراع فرآیند کربن زدایی با اکسیژن و گاز آرگون (AOD) که در دهه 1960 مورد بهره برداری قرار گرفت، افزایش یافت. این اختراع (AOD)، استفاده از FeCr با کربن بالا و کربن زدایی از مذاب با کاهش اکسیژن توسط گاز Ar  که در نتیجه ان کاهش فشار جزئی CO تشکیل می شود را ممکن کرد (Krivsky, 1973). 
در سال 1976، تولید جهانی فولادهای زنگ نزن از 5 میلیون تن فراتر رفت و به 10 میلیون تن در سال 1988، 20 میلیون تن در سال 2002 و 30 میلیون تن در سال 2010، بر اساس داده های سایت  www.worldstainless.org، رسید.
فولادهای زنگ نزن را می توان بسته به آلیاژ و ساختار آنها به چند گروه تقسیم کرد. فولادهای زنگ نزن آستنیتی (رده بندی ASTM سری 300) بزرگترین گروه را تشکیل می دهند که 55% تا 60% کل فولادهای زنگ نزن را تشکیل می دهند 
یک مثال رایج فولاد 18/8 با 18% کروم و 8% نیکل است. اگر مقاومت در برابر خوردگی بهتر، به ویژه در برابر خوردگی حفره ای مورد نیاز باشد، میزان نیکل به 11% تا 14% افزایش یافته و مولیبدن (2% تا 4%) اضافه می شود.
حداکثر میزان کربن معمولاً 0.03٪ C (گرید "L") است، اما در گریدهای دما بالا به طور معمول تا 0.08٪ C (گرید "H") باشد.
دومین گروه اصلی فولادهای زنگ نزن فریتی می باشند که حدود 30 درصد از کل فولادهای زنگ نزن (سری 400) را تشکیل می دهند (شکل 2.3 را ببینید). در این فولادها، میزان کروم از 10.5٪ تا 30٪ است و می تواند حاوی مقداری Mo و حتی Ni باشند. میزان کربن مانند فولادهای آستنیتی کم و محدود است. گروه نسبتاً جدیدی از فولادهای زنگ نزن "فولادهای زنگ نزن دوبلکس" هستند که تقریباً کسر مشابهی از فاز آستنیت و فریت در ساختار خود دارند.
یک نمونه از انالیز این فولادها، حاوی 21٪ تا 23٪ کروم، 4.5٪ تا 6.5٪ Ni، 2.5٪ تا 3.5٪ Mo، 2٪ منگنز، و ماکزیمم کربن 0.03٪ است.
فولادهای دوبلکس به دلیل ساختارشان خواص مکانیکی بهتری دارند.
فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی زیرگروه به فولادهای زنگ نزن فریتی هستند، اما میزان کربن بالاتری دارند (0.1 تا 1٪ C)، که باعث می شود در هنگام کوئنچ کردن (سرد کردن سریع) پس از عملیات حرارتی، سخت شوند.
به دلیل میزان بالای عناصر آلیاژی در فولادهای زنگ نزن، قیمت آنها به تغییرات در هزینه های آلیاژی حساس است. هنگامی که قیمت نیکل افزایش یافت، توجه بیشتری به یافتن جایگزین هایی برای نیکل در فولادهای زنگ نزن سری 300 آستنیتی معطوف شد. یک تثبیت کننده رایج آستنیت منگنز است.
در فولادهای زنگ نزن سری 200، میزان کروم بین 16 تا 19 درصد نگه داشته می شود، اما میزان نیکل به حدود 5 درصد کاهش می یابد (در برخی گریدها تنها 1 تا 2 درصد نیکل) و میزان منگنز به 5 درصد یا 10 درصد افزایش می یابد. همچنین مس (Cu) و نیتروژن (N) می توانند تا حدی جایگزین نیکل شوند. 
 

منبع:

Handbook of Ferro Alloy...