شناخت انواع استیل
از مزایای استیل می‌توان به مقاومت به خوردگی بالا، استحکام حرارتی و برودتی خوب، خواص مکانیکی منحصر بفرد و بهداشتی بودن و تمیزکاری راحت آن اشاره کرد. مقاومت آلیاژهای مختلف استنلس استیل در برابر خوردگی حفرهای و بین دانه‌ای خوب است که این امر موجب میشود از آلیاژهای مختلف فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل در کاربردهای استراتژیک و مهم استفاده شود. زیرا با اینکه قیمت ورق استیل نسبت به نمونه‌های فولاد کربنی بالاتر است اما چون عمر مفید قطعه و هزینه‌های نگهداری آن بالا می‌رود بهتر است در کاربردهای حساس و جاهایی که نیاز است قطعه با مواد دیگر وارد واکنش نشود از ورق استنلس استیل استفاده شود. همچنین ورق استیل قابلیت بازیافت ۱۰۰% دارد و در هنگام پروسه ساخت و بازیافت آن آسیب کمتری به محیط زیست وارد میشود و چون استانداردهای جهانی امروزه به سمتی رفته است که فرآیندهای صنعتی تا جای ممکن سازگار با محیط زیست باشد بنابراین استفاده از ورق استنلس استیل به طور چشمگیری افزایش یافته است.
کاربرد استنلس استیل – ورق استیل
فولادهای زنگ نزن یا استنلس استیلها عمدتا زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند که پای مبحث خوردگی یا اکسیداسیون در میان باشد. با افزودن بالای ۱۰٫۵% وزنی کروم به آلیاژ آهن-کربن یا همان فولاد ساده کربنی، لایهای از اکسید کروم که به صورت یک فیلم پیوسته و نامرئی است روی سطح مقطع استیل ایجاد میشود و مانع از خوردگی آن میشود در ادامه گستره وسیعی از کاربردهای مختلف صنعتی و غیر صنعتی را برای استنلس استیل فراهم میکند.
انواع استیل زنگ نزن
به طور کلی چهار گروه اصلی استنلس استیل داریم که عبارتند از
- فریتی
- آستنیتی
- مارتنزیتی
- داپلکس
آستنیتی
استیل گروه آستنیتی‌ها معمولا در مکانهایی که نیاز به مقاومت خوردگی بالا هستند استفاده می‌شوند. رایجترین آلیاژهای آستنیتی فولادهای آهن-کروم-نیکل هستند که عموما به عنوان سری ۳۰۰ شناخته می‌شوند. این سری به دلیل بالا بودن مقدار کروم و نیکل در ترکیب شیمیایی اش از مقاوم‌ترین گریدهای استنلس استیل در برابر خوردگی هستند که خواص مکانیکی فوق‌العاده‌ای دارند.
برای سخت کاری این گروه به جای عملیات حرارتی از کار سرد استفاده میشود یعنی با انجام کار مکانیکی روی ورق استیل آن را سخت می‌کنند. گریدهای آستنیتی حداکثر حاوی ۰٫۸% وزنی کربن اند. اگر کنار شماره گرید از حرف L استفاده شود یعنی آلیاژی کم کربن از گرید مورد نظر است که به موجب پایین‌تر بودن مقدار کربن مقاومت خوردگی پس از جوشکاری آن بهبود یافته است یا به عبارتی مقدار کربن به حدی کم است که با جوشکاری رسوب کربن در مرزدانه نداریم و از این رو مقاومت به خوردگی ورق پس از جوشکاری کاهش نمی‌یابد. شاید این سوال برایتان پیش بیاید که چرا همه جا از آلیاژهای کم کربن استفاده نمی‌کنیم؟ در اینجا دو دلیل مهم را ذکر می‌کنیم:
- گریدهای کم کربن یا L گرانتر هستند.
- کربن موجود در ترکیب شیمیایی استحکام آلیاژ را در دمای بالا حفظ میکند بنابراین اگر در حین کار دمای آلیاژهای کم کربن بالا رود قطعه دچار کاهش استحکام شده و ممکن است آسیب ببیند.
گریدهایی که در کنار نام آنها از حرف H استفاده شده‌است در واقع آلیاژی پر کربن از گرید مورد نظر هستند که حاوی حداقل ۰٫۰۴% و حداکثر ۰٫۱% وزنی کربن هستند. وقتی نیاز باشد که از قطعه در دماهای بسیار بالا استفاده کنیم از گریدهای پر کربن ورق استیل استفاده میشود. در جدول زیر گریدهای مختلفی از آلیاژهای آستنیتی آورده شده است:
استیل ۳۰۴
پرکاربردترین گرید فولادهای آستنیتی آلیاژ ۳۰۴ است که تقریبا حاوی ۱۸% کروم و ۸% نیکل است. از این آلیاژ برای ساخت تجهیزات فرآوری مواد شیمیایی ، صنایع غذایی، داروسازی و مبدل‌های حرارتی استفاده میشود.
استیل ۳۱۶
این آلیاژ حاوی ۱۸-۱۶% کروم، ۱۴-۱۱% نیکل و حداقل ۲% مولیبدن است. مولیبدن به منظور بهبود مقاومت به خوردگی حفرهای به ترکیب شیمیایی آن اضافه شده است. از این آلیاژ در محیطهای شور که نیاز داریم مقاومت به خوردگی بالاتر باشد استفاده میشود. مانند ساخت تجهیزات دریایی، فرآوری مواد غذایی شور، کاغذ سازی و….
استیل ۳۱۷
مقدار مولیبدن موجود در این آلیاژ بیشتر از گرید ۳۱۶ است که کاربرد آن را در محیطهای با خورندگی بسیار بالا مناسب میکند. حداقل مقدار مولیبدن موجود در ترکیب شیمیایی این آلیاژ ۳% است. از این گرید برای ساخت مخازن و قطعاتی که در معرض سیالات ساینده هستند استفاده میشود.
استیل ۳۲۱
از این آلیاژ برای ساخت قطعاتی که به طور متناوب در دماهای بالای ۴۲۶℃ کار می‌کنند استفاده میشود. با اضافه شدن تیتانیوم به ترکیب شیمیایی این آلیاژ مقاومت به خوردگی و استحکام آن افزایش می‌یابد و از این گرید بیشتر در صنایع هوا فضا استفاده میشود.
مارتنزیتی
این گروه از استنلس استیلها علاوه بر مقاومت به خوردگی بالایی که دارند با عملیات حرارتی نیز سخت می‌شوند. گریدهایی که فقط حاوی کروم بوده و نیکل ندارند مغناطیسی هستند و با عملیات حرارتی سخت می‌شوند. گریدهای مارتنزیتی عمدتا در مواردی که سختی، استحکام و مقاومت سایشی مد نظر است به کار برده می‌شوند. در جدول زیر گریدهای مختلفی از آلیاژهای مارتنزیتی آورده‌شده‌است:
استیل ۴۱۰
این گرید حاوی کمترین مقدار ممکن از عناصر آلیاژی است. از نظر قیمت گرید ۴۱۰ مقرون بصرفه بوده و در کاربردهای عمومی که نیازمند عملیات حرارتی هستند استفاده میشود. مثلا برای ساخت قطعاتی که در معرض هوا، آب و برخی محیطهای شیمیایی یا اسیدی که خوردگی ضعیفی ایجاد می‌کنند استفاده می‌شوند و به طور کلی در کاربردهایی که توامان نیاز به مقاومت به خوردگی و استحکام است بکار می‌روند.
استیل ۴۱۴
به منظور بهبود مقاومت به خوردگی ۲% نیکل به ترکیب شیمیایی این آلیاژ اضافه شده‌است. این گرید بیشتر برای ساخت کارد و چنگال بکار می‌رود.
استیل ۴۱۶
به منظور بهبود قابلیت ماشین‌کاری، فسفر و گوگرد به ترکیب شیمیایی آن اضافه شده است.
استیل ۴۲۰
مقدار کربن این آلیاژ بالاست بنابراین خواص مکانیکی خوبی دارد. از این گرید بیشتر برای ساخت ابزارهای جراحی استفاده میشود.
استیل ۴۳۱
مقدار کروم موجود در ترکیب شیمیایی این آلیاژ بالاست از این رو مقاومت به خوردگی خوبی دارد.
فریتی
گریدهای فریتی گروهی از استنلس استیلها هستند که مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون آنها بهبود یافته‌است. این گروه مقاومت بالایی در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش (SCC) داشته و مغناطیسی هستند اما با عملیات حرارتی سخت نمی‌شوند و برای افزایش سختی روی آنها کار سرد انجام میشود. مقاومت به خوردگی این گروه بیشتر از گریدهای مارتنزیتی بوده و از گریدهای آستنیتی کمتر است. از آلیاژهای این گروه بیشتر برای ساخت قطعات تزئینی، سینک آشپزخانه و خودروسازی استفاده میشود. در جدول زیر گریدهای مختلفی از آلیاژهای فریتی آورده شده است:
استیل ۴۳۰
رایجترین گرید گروه مارتنزیتی استیل ۴۳۰ است که مقاومت به خوردگی آن کمی کمتر از گرید ۳۰۴ است. این گرید مقاومت به خوردگی بالایی در برابر مواد خورنده مانند اسید نیتریک، گازهای حاوی گوگرد و بسیاری از اسیدهای آلی و غذایی دارد.
استیل ۴۰۵
مقدار کروم این آلیاژ کمتر از گرید ۴۳۰ بوده و به ترکیب شیمیایی آن آلومینیوم نیز اضافه شده‌است تا از سخت شدن آن هنگام سرد شدن از دمای بالا جلوگیری کند.
داپلکس
جدیدترین گریدهای استنلس استیل جزء گروه داپلکس هستند. آلیاژ داپلکس ترکیبی از استنلس استیل آستنیتی و فریتی بوده از این رو به آنها داپلکس می‌گویند. استحکام و مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش (SCC) این گروه بالاست. از نمونه های رایج استیل داپلکس می‌توان به گرید ۲۲۰۵ اشاره کرد.
شرکت ایران استنلس ، تولید کننده اتصالات جوشی استنلی استیل