استیل یا فولاد جزو آلیاژهای بسیار کاربردی هستند و در ساخت بسیاری از لوازم مورد استفاده قرار می‌گیرند. با اینکه استیل در برابر حرارت مقاومت زیادی دارد، اما بین دماهای 200 الی 450 درجه سانتی گراد دچار تغییر رنگ می‌شود. به طور کلی عوامل مختلفی وجود دارد که سبب تغییر رنگ استیل می‌شود. در این مطلب قصد داریم در این رابطه صحبت کنیم و به علت تغییر رنگ استیل و سیاه شدن آن بر اثر حرارت پی ببریم.
چه مواردی سبب تغییر رنگ استیل می‌شود؟
استیل ترکیبی از عناصر آهن، کربن و کروم است. آهن و کربن موادی هستند که مستعد زنگ‌زدگی هستند. اما کروم ماده‌ای مقاوم بوده و برای جلوگیری از زنگ‌زدگی و اکسیداسیون به آنها اضافه می‌شود. با افزودن کروم یک مانع بین آهن و موادی چون اکسیژن ایجاد می‌شود تا از زنگ‌زدگی آنها جلوگیری گردد. در واقع استیل یا فولاد ضد زنگ با کروم بیشتر، کیفیت بیشتری دارند و به راحتی دچار اکسید و تغییر رنگ نمی‌شوند. زمانی که کروم در معرض هوا قرار بگیرد، یک سد محافظ ایجاد می‌کند. با این حال زمانی که این پوشش در معرض حرارت زیاد قرار بگیرد، دچار تغییر رنگ می‌شود.
عوامل موثر در سیاه شدن استیل
برخی افراد تصور دارند که تنها دماهای بالا منجر به سیاه و کدرشدگی استیل می‌شوند. در صورتی که دما تنها عامل موثر در این زمینه نبوده و عوامل دیگری هم در آن دخیل هستند. در اینجا به بررسی این عوامل می‌پردازیم.
تغییر رنگ استیل بر اثر حرارت
از مهمترین دلایل تغییر رنگ استیل، قرار دادن آن در معرض حرارت و دمای بالا است. زمانی که استیل مورد حرارت‌دهی قرار می‌گیرد، به تدریج شروع به تغییر رنگ می‌کند. در واقع حرارت‌دهی به استیل بر روی تغییرات فیزیکی و شیمیایی سطحی آن تاثیر گذاشته و سبب تغییر رنگ آن می‌گردد. در این شرایط یک لایه رنگ حرارتی در اثر ضخیم شدن تدریجی لایه اکسید سطحی ایجاد می‌شود که این عامل در نهایت باعث تغییر رنگ کامل استیل می‌گردد.
تغییر رنگ استیل بر اثر حرارت به تدریج اتفاق می‌افتد. به طوری که در هر دمایی رنگ استیل به یک رنگ خاص تغییر پیدا کرده و به تدریج تیره‌تر می‌شود. از سوی دیگر میزان کروم موجود در این آلیاژ بر روی اکسیداسیون و تغییر رنگ آن اثرگذار است. هر چقدر میزان کروم موجود در استیل بیشتر باشد، فولاد یا همان استیل در برابر تغییر رنگ مقاوم‌تر بوده و دیرتر دچار تغییر رنگ می‌شود.
تغییر رنگ استیل به خاطر خط و خش‌های متعدد
در صورتی که از استیل به خوبی استفاده نشود، ممکن است خط و خش‌های زیادی بر روی سطح آن به وجود آید. این خطوط میتوانند سبب تغییراتی در استیل شوند و آن را از حالت اولیه خود خارج نمایند. هر چقدر میزان خط و خش‌های موجود در استیل بیشتر شود، استیل تغییر رنگ و همچنین کدرشدگی بیشتری را تجربه می‌نماید. برای همین است که افرادی که از آلیاژ استیل برای ساخت ظروف استیل استفاده می‌کنند، به ترکیب مناسبی از نیکل و کروم توجه زیادی دارند و بر روی ضد ضربه و ضد خش شدن ظرف تمرکز زیادی می‌نمایند.
تغییر رنگ استیل به خاطر مواد شوینده نامناسب
تغییر رنگ استیل به خاطر مواد شوینده، به عناصر به کار رفته در آن بستگی دارد. همچنین اگر از مواد شوینده قوی برای این کار استفاده شود، استیل با آنها واکنش داده و دچار تغییراتی در ظاهر خود می‌شود. واکنش شیمیایی در طی شستشوهای مکرر، سبب تغییر رنگ استیل شده و آن را به حالت کدر و تیره‌ای می‌رساند.
تغییر رنگ استیل در دماهای مختلف
زمانی که فولاد در معرض دماهای 200 الی 450 درجه سانتی گراد قرار می‌گیرد، رنگ‌هایی بر اثر اکسیداسیون بر روی آن ایجاد می‌شود. فولاد در دمای 250 درجه سانتی گراد معمولا به رنگ قهوه‌ای، در دمای 270 درجه سانتی گراد به رنگ زرشکی، در دمای 300 درجه سانتی گراد به رنگ آبی و در دمای 425 درجه سانتی گراد به رنگ خاکستری درمی‌آید. تغییر رنگ استیل بر اثر حرارت به صورت مرحله به مرحله صورت می‌گیرد.
- رنگ استیل در زمان گرم شدن: از آنجایی که بر روی سطح استیل یک لایه نازک اکسید کروم وجود دارد، این لایه بر اثر حرارت‌دهی ضخیم شده و به رنگ آبی یا رنگ‌های دیگر تغییر پیدا می‌کند. این لایه که در سطح استیل قرار دارد، میتواند انعکاس طول موج‌های نور را مختل نماید. همین عامل سبب شده تا برخی از طول موج‌ها بیشتر و برخی دیگر کمتر انعکاس پیدا کنند و تغییر رنگ حاصل شود.
- تغییر رنگ استیل به آبی: زمانی که استیل در معرض دمای بین 260 الی 315 درجه سانتی گراد قرار می‌گیرد، کم کم به رنگ آبی تغییر پیدا می‌کند. برای همین افرادی که به دنبال ایجاد رنگ آبی بر روی استیل هستند باید دما را به اندازه کافی بالا برده و به محدوده 300 درجه برسانند. در صورتی که این نکته رعایت نشود، احتمالا دستیابی به فام رنگی و سایه دلخواه در استیل گرم شده کاهش پیدا می‌کند.
- تغییر رنگ استیل به نارنجی: رنگ‌هایی که استیل در زمان گرم شدن و افزایش دما آنها را به خود می‌بیند، شامل طیف گسترده‌ای از رنگ‌های مختلف است که این رنگ‌ها از نارنجی و قرمز شروع شده و حتی به رنگ سیاه می‌رسند. رگه‌های قرمز رنگی که در نگاه اول بر روی استیل شکل می‌گیرند، ممکن است به رنگ نارنجی پدیدار شوند. این تغییر رنگ استیل بر اثر حرارت معمولا به خاطر وجود آلودگی‌هایی که بر روی سطح استیل وجود دارد هم رخ می‌دهد.
دمای تغییر رنگ فولاد و استیل چه دمایی است؟
همانطور که در بخش قبلی اشاره کردیم استیل با قرارگیری در یک محدوده دمایی خاص تغییر رنگ را تجربه می‌کند. زمانی که حرارت‌دهی به استیل شروع می‌شود، استیل با رسیدن به دمای 250 درجه سانتی گراد شروع به تغییر رنگ می‌کند. مهمترین عاملی هم که سبب تغییر رنگ استیل می‌شود، واکنش‌های اکسیداسیونی است که در این زمان افزایش پیدا می‌کند و سبب ایجاد لایه‌های ضخیم‌تر می‌شوند. هر چقدر میزان ضخامت لایه افزایش پیدا کند، طول موج نوری که از آن منعکس می‌شود تغییر پیدا کرده و رنگ‌های مختلفی بر روی سطح آن مشاهده می‌گردد.
زمانی که دما و حرارت به بیش از 425 درجه سانتی گراد می‌رسد، سبب ایجاد رنگ‌های رشته‌ای بر روی استیل می‌شود. با افزایش دما و رسیدن به دمای بین 535 تا 815 درجه سانتی گراد، میتوان بیشتر از هر زمان دیگری رگه‌های قرمز را بر روی استیل مشاهده کرد. همچنین اگر دما در حدود 170 الی 185 درجه سانتی گراد باشد، میتوان تغییر رنگ استیل به طلایی را مشاهده نمود. پس تغییر رنگ استیل بر اثر حرارت به میزان دمای آن بستگی دارد و در هر دمایی رنگ متفاوتی از خود نشان می‌دهد.
عوامل موثر بر تغییر رنگ استیل در اثر حرارت‌دهی
زمانی که استیل تحت حرارت قرار می‌گیرد، عوامل زیادی وجود دارد که میتوانند بر روی تغییر رنگ استیل در اثر حرارت تاثیرگذار باشند. مهمترین عوامل عبارتند از:
- میزان کروم موجود در استیل: یکی از مهمترین فاکتورها در این زمینه میزان کروم موجود در استیل است. هر چقدر میزان کروم استیل بیشتر باشد، مقاومت آن در برابر حرارت بیشتر شده و تغییر رنگ آن کاهش پیدا می‌کند.
- سطح اکسیژن موجود در محیط: میزان اکسیژن موجود در محیط هم میتواند بر روی روند اکسیداسیون و تغییر رنگ استیل اثر بگذارد.
- مدت زمان حرارت‌دهی: طبق بسیاری از آزمایشات صورت گرفته مشخص شده است که مدت زمان حرارت‌دهی به استیل هم بر روی تغییر رنگ آن موثر است. هر چقدر این زمان بیشتر شود، میتوان در انتظار ایجاد رنگ‌های عمیق‌تری بود. در این شرایط رنگ‌های ایجاد شده بر روی استیل گرم‌تر می‌شوند.
آیا امکان برگرداندن رنگ استیل وجود دارد؟
اگر رنگ استیل بر اثر گرما و حرارت تغییر کرده است، میتوان این مشکل را تا حد زیادی برطرف کرد. تغییر رنگ استیل بر اثر حرارت‌دهی زیاد اتفاق می‌افتد و امری رایج است. قرارگیری استیل در معرض دمای بین 700 الی 1200 درجه فارنهایت سبب تغییر رنگ آن می‌شود. در این شرایط میتوان از یک ترکیب خانگی استفاده کرده و تغییر رنگ استیل را تا حد زیادی برطرف کرد. این ترکیب شامل سرکه، سودا و پودر پاک کننده بدون سفید کننده است که باید به حالت خمیری برسد. ترکیب خمیری را باید در محل آسیب‌دیده قرار داده و پس از دقایقی با آب شستشو داد. در نهایت با خشک شدن سطح استیل میتوان آن را با استفاده از محصولی که حاوی اسید اگزالیک است پولیش داده تا شاهد درخشندگی بیشتر استیل بود.
جمع بندی
تغییر رنگ استیل بر اثر حرارت در محدوده دمایی 200 الی 450 درجه سانتی گراد قابل مشاهده است. همانطور که اشاره کردیم زمانی که استیل در معرض حرارت‌دهی قرار می‌گیرد، تغییرات فیزیکی و شیمیایی در سطح آن رخ می‌دهد و رنگ آن تغییر پیدا می‌کند. تغییر رنگ استیل در هر دمایی متفاوت است و شامل رنگ‌های روشنی چون قرمز و نارنجی (قهوه‌ای) و رنگ‌های آبی و حتی سیاه می‌باشد. هر چقدر دما افزایش پیدا کند، تغییر رنگ استیل بیشتر می‌شود. برای مثال در دمای 260 الی 315 درجه میتوان رنگ آبی را بر روی استیل مشاهده کرد.
