فهرست موضوعات
مقدمه
ورق استیل نام خانواده ای از آلیاژهای مبتنی بر آهن است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و حرارت شناخته شده اند. یکی از ویژگی های اصلی ورق استیل، مربوط به حداقل میزان کروم 10.5 درصد است که مقاومت آن را در برابر خوردگی در مقایسه با سایر انواع فولادها به ارمغان می آورد. مانند سایر فولادها، ورق استیل عمدتاً از آهن و کربن تشکیل شده، اما با افزودن چندین عنصر آلیاژی دیگر که برجسته ترین آنها کروم است خواص ویژه ای در این فولاد ایجاد شده است. سایر آلیاژهای رایج موجود در ورق استیل نیکل، منیزیم، مولیبدن و نیتروژن هستند.
خواص ورق استیل
ورق استیل دارای خواص مطلوب بسیاری است که به کاربرد گسترده آن در ساخت قطعات و تجهیزات در بسیاری از بخش‌های صنعتی کمک زیادی می‌کند. مهمتر از همه، به دلیل محتوای کروم، در برابر خوردگی بسیار مقاوم است. وجود حداقل 10.5 درصد کروم باعث می شود فولاد تقریباً 200 برابر بیشتر از فولادهای بدون کروم در برابر خوردگی مقاوم باشد. از دیگر خواص مطلوب برای مصرف کنندگان می توان به استحکام و دوام بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و پایین، افزایش شکل پذیری و ساخت آسان، نگهداری کم، ماندگاری طولانی، ظاهر جذاب و سازگار با محیط زیست و قابل بازیافت اشاره کرد. هنگامی که ورق استیل در خدمت قرار می گیرد، نیازی به عملیات ویژه، پوشش یا رنگ آمیزی ندارد. خواص فنی این آلیاژ در ذیل آورده شده است:
- مقاوم در برابر خوردگی
- استحکام کششی بالا
- بسیار بادوام
- مقاوم در برابر دما
- شکل پذیری و ساخت آسان
- نگهداری کم (بادوام طولانی)
- ظاهر جذاب
- سازگار با محیط زیست (قابل بازیافت)
سیستم های درجه بندی (گرید بندی) برای ورق استیل
سیستم های گرید بندی عددی زیادی برای ورق استیل وجود دارد که بر اساس ترکیب، خواص فیزیکی و کاربرد آنها تعیین می شوند. هر نوع ورق استیل با شماره سری خود طبقه بندی می شود و سپس یک درجه عددی به آن اختصاص می یابد. محبوب ترین شماره ها، سری های 200، 300، 400، 600 و 2000 هستند. رایج ترین گریدها نوع 304 و 316 می باشند که از آلیاژهای کروم نیکل آستنیتی تشکیل شده اند. ورق های استیل گرید کارد و چنگال در سری 400 یافت می شود که از آلیاژهای کروم فریتی و مارتنزیتی مشتق شده است. نوع 420 به عنوان فولاد جراحی و نوع 440 به عنوان فولاد تیغه شناخته می شود.
طبقه بندی ورق استیل
خانواده ورق های استیل بر اساس ریزساختار کریستالی در درجه اول به چهار دسته اصلی طبقه بندی می شوند.
فریتیک
فولادهای فریتی، ورق های استیل گرید 400 هستند که به دلیل محتوای بالای کروم خود که می تواند از 10.5٪ تا 27٪ باشد، مورد توجه قرار می گیرد. آنها همچنین دارای خواص مغناطیسی بالا، شکل پذیری خوب، پایداری خاصیت کششی و مقاومت در برابر خوردگی، خستگی حرارتی و ترک خوردگی ناشی از تنش هستند.
کاربردهای ورق استیل فریتی
کاربردهای معمولی برای ورق های استیل فریتی شامل اجزا و قطعات خودرو، صنایع پتروشیمی، مبدل های حرارتی، کوره ها و در کالاهای بادوام مانند لوازم خانگی و تجهیزات غذایی می باشد.
آستنیتی
شاید رایج ترین دسته ورق استیل، فولادهای درجه آستنیتی هستند که کروم بالایی داشته و با مقادیر متفاوتی از نیکل، منگنز، نیتروژن و مقداری کربن آلیاژ می شوند. فولادهای آستنیتی به زیر دسته های سری 300 و سری 200 تقسیم می شوند که مشخص می شود از کدام آلیاژها استفاده می گردد. ساختار آستنیتی سری 300 از طریق افزودن نیکل متمایز می شود. سری 200 در درجه اول از افزودن منگنز و نیتروژن استفاده می کند. ورق استیل 304 رایج ترین ورق استیل است.
کاربردهای ورق استیل آستنیتی
گاهی اوقات به دلیل 18٪ کروم و 8٪ نیکل به عنوان 8/18 نامیده می شود و در تجهیزات آشپزخانه، کارد و چنگال، تجهیزات پردازش مواد غذایی و اجزای ساختاری در صنایع خودروسازی و هوافضا استفاده می شود. ورق استیل 316 یکی دیگر از ورق های استیل رایج است. در ساخت طیف گسترده ای از محصولات مانند تجهیزات آماده سازی مواد غذایی، نیمکت های آزمایشگاهی، تجهیزات پزشکی و جراحی، اتصالات قایق، تجهیزات دارویی، نساجی و فرآوری شیمیایی استفاده می شود.
مارتنزیتی
ورق های استیل مارتنزیتی از سری ورق های استیل خانواده 400 هستند. آنها دارای محتوای کربن کم تا زیاد و حاوی 12 تا 15 درصد کروم و تا 1 درصد مولیبدن هستند. هر زمان که مقاومت در برابر خوردگی و یا مقاومت در برابر اکسیداسیون به همراه استحکام بالا در دماهای پایین یا مقاومت در برابر خزش در دماهای بالا مورد نیاز باشد، استفاده می شود. فولادهای مارتنزیتی نیز مغناطیسی هستند و شکل پذیری و چقرمگی نسبتا بالایی دارند که شکل گیری آنها را آسان می کند.
کاربردهای ورق استیل مارتنزیتی
کاربردهای ورق های استیل مارتنزیتی شامل طیف وسیعی از قطعات و اجزاء است. کاربردهای های این آلیاژ از تیغه های کمپرسور و قطعات توربین، ظروف آشپزخانه، پیچ و مهره، بولت و مهره، قطعات پمپ و شیر، ابزارهای دندانپزشکی و جراحی گرفته تا موتورهای الکتریکی، پمپ ها، دریچه ها، قطعات ماشین آلات، ابزارهای تیز جراحی، کارد و چنگال، تیغه چاقو و سایر ابزارهای دستی برش مورد استفاده قرار می گیرد.
دوبلکس
همانطور که از نام آن پیداست، ورق های استیل دوبلکس دارای ریزساختار مخلوطی از فریت و آستنیت هستند. محتوای کروم و مولیبدن به ترتیب با 22 تا 25 درصد و تا 5 درصد با محتوای نیکل بسیار کم است. ساختار دوبلکس به ورق استیل خواص بسیار مطلوبی می دهد. برای شروع، استحکام دو برابر ورق های استیل آستنیتی یا فریتی معمولی را با مقاومت در برابر خوردگی و چقرمگی عالی ارائه می دهد.
کاربردهای ورق استیل دوبلکس
ورق استیل دوبلکس که در سری 2000 طراحی شده است، برای کاربردها در محیط‌های پر تقاضا مانند پردازش و تجهیزات شیمیایی، نفت و گاز، محیط‌های دریایی، محیط‌های با کلرید بالا، صنایع کاغذ و خمیر کاغذ، مخازن بار برای کشتی‌ها و کامیون‌ها و کاربردهای زیستی ایده‌آل است.
گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی