ورق استیل 321 آستنیتی ، نگیر معروف به ضد سایش

02122011620 تلفن
ورق استیل 321 آستنیتی ، نگیر معروف به ضد سایش

استیل 321 آستنیتی ،یک استیل نگیر(بدون خاصیت مغناطیسی) ، معروف به استیل ضد سایش

فلز کالا
فلز کالا

بررسی ورق استیل 321

بررسی ورق استیل 321
24/05/2022

جهت خرید ورق استیل بصورت ورق ارجینال یا کویل استیل می توانید از طریق شماره تماس : 22011620 - 021 با کارشناسان بخش فروش فلز کالا تماس بگیرید.

فهرست موضوعات


مقدمه

ورق استیل 321 آلیاژی زنگ نزن می باشد که با استفاده از عنصر تیتانیوم تثبیت شده و در دسته ی فولادهای ضد زنگ آستنیتی طبقه بندی می شود. عدم حساسیت به خوردگی بین دانه ای پس از حرارت دهی در محدوده رسوب کاربید (425 الی 850 درجه سانتی گراد)، یکی از مهم ترین ویژگی های ورق استیل 321 می باشد. این آلیاژ در کاربردهایی در محدوده دمای تا حدود 900 درجه سانتی گراد انتخابی ترجیحی می باشد و علت آن ارائه خواصی ترکیبی از قبیل استحکام بالا، مقاومت در برابر پوسته شدن، پایداری فاز آستنیت به همراه مقاومت در برابر خوردگی مرطوب می باشد. گرید 321H، اصلاح شده ی ورق استیل 321 می باشد. درصد کربن در این آلیاژ به صورت کنترل شده ای بالاتر می باشد و هدف از این کار بهبود استحکام دما بالای آن می باشد.

استانداردهای ورق استیل 321

ASTM A240/A240M

مشخصه هایی از قبیل ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی ورق استیل 321 در بازه های استاندارد که می توانند در کاربردهای عمومی و همچنین ساخت مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار گیرند در این این استاندارد آمده است. این استاندارد همچنین شامل ویژگی های شیمیایی و مکانیکی دیگر آلیاژهای کروم دار و کروم-نیکل دارِ مقاوم به خوردگی و حرارت می باشد که می توانند به صورت پلیت، شیت و نوار در کاربردهای ذکر شده مورد استفاده واقع شوند.

ASTM A176

انواع پلیت، شیت و نوارهای مقاوم در برابر حرارت و خوردگی دارای ویژگی های مشخصی هستند که همگی در این استاندارد جمع آوری و تهیه شده اند. ورق استیل 321 از جمله موادی است که در این استاندارد آورده شده است.

AMS 5510

بر اساس این استاندارد، موادی مشخص و تعیین شده اند که می توانند در صنایع هوایی مورد استفاده قرار گیرند. این مواد که توسط انجمن مهندسین خودرو گردآوری شده اند دارای نسخه های متفاوتی می باشد که بر اساس آن AMS 5510 تعیین کننده ی شیت، پلیت یا نوار مقاوم به خوردگی و حرارت با ترکیب شیمیایی 18 درصد کروم، 10.5 درصد نیکل، 0.4 درصد تیتانیوم (آنیل محلول شده) و معادل ورق استیل 321 می باشد.

ترکیب شیمیایی ورق استیل 321/321H/347

گرید/عناصر آلیاژی ورق استیل 321 321H  347
حداقل حداکثر حداقل حداکثر حداقل حداکثر
کربن - 0.08 0.04 0.10 - 0.08
کروم 17.0 19.0 17.0 19.0 17.0 19.0
نیکل 9.0 12.0 9.0 12.0 9.0 13.0
نیتروژن - 0.10 - - - -
منگنز - 2.0 - 2.0 - 2.0
سیلیسیوم - 0.75 - 0.75 - 0.75
فسفر - 0.045 - 0.045 - 0.045
گوگرد - 0.030 - 0.030 - 0.030
عناصر دیگر Ti=5(C+N) 0.70 Ti=4(C+N) 0.70 Nb=10(C+N) 1.0


ورق استیل 321 علی رغم ویژگی های مثبتش، دارای محدودیت نیز هست، بدین ترتیب که تیتانیوم موجود در ترکیب شیمیایی آن از طریق قوس جوش به خوبی منتقل نمی گردد، به همین دلیل به عنوان فیلر (یا ماده پر کننده) در عملیات جوشکاری قابل استفاده نیست. در چنین شرایطی بهتر است که از گرید 347 استفاده شود. این گرید نیز آلیاژی تثبیت شده است، با این تفاوت که به جای تیتانیوم با استفاده از عنصر نئوبیوم تثبیت شده است و نئوبیوم برخلاف تیتانیوم، دارای توانایی انتقال در قوس جوش می باشد. در نتیجه، آلیاژ 347 فیلر استاندارد برای جوشکاری است.
حداقل تیتانیوم موجود در ورق استیل 321، همانطور که در جدول فوق به آن اشاره شده است، پنج برابر مجموع مقادیر کربن و نیتروژن و حداکثر مقدار آن معادل 0.70 درصد می باشد. بنا بر این فرمول می توان به این نتیجه رسید که حداقل میزان تیتانیوم برای ورق استیل 321 با 0.08 درصد کربن و فاقد نیتروژن برابر با 0.40 درصد می باشد. محتوای بین 0.40 تا 0.70 درصد تیتانیوم در ترکیب شیمیایی کافیست تا آلیاژ در برابر خوردگی بین دانه ای مقاومت بالایی از خود نشان دهد. با این وجود احتمال رخ دادن خوردگی های موضعی را نباید فراموش کرد. در خصوص آلیاژ 321H حداقل محتوای تیتانیوم معادل 4 برابر مجموع مقادیر کربن و نیتروژن و حداکثر مقدار آن برابر 0.70 درصد می باشد. در تحلیل این موضوع کاملاً مشخص است که در خصوص گرید 321H حداقل 0.16 درصد تیتانیوم در ترکیب شیمیایی باید وجود داشته باشد تا آلیاژ در برابر خوردگی بین دانه ای مقاوم باشد و در حرارت های بالاتر دچار حساسیت نشود.

خواص مکانیکی ورق استیل 321

 

 321 ورق استیل

 

گرید حداقل استحکام کششی (MPa) حداقل استحکام تسلیم (MPa) حداقل ازدیاد طول یا الانگیشن (% در 50 میلیمتر) سختی
راکول بی (HRB) برینل (HB)
ورق استیل 321 515 205 40 95 217
321H 515 205 40 95 217
347 515 205 40 92 201


ورق استیل 321 به لطف وجود تیتانیوم در ترکیب شیمیایی، از نسبت استحکام به چگالی بالا، مقاومت به خوردگی، خستگی، ترک و دماهای بالا برخوردار است. چنین خصوصیاتی باعث شده تا در کاربردهای مرتبط با صنایع هوا و فضا استفاده های فراوانی از آن شود. این آلیاژ در سطح بازار به عنوان ورق استیل ضد سایش نیز شناخته می شود. 

خواص فیزیکی ورق استیل 321

گرید ورق استیل 321
چگالی یا جرم حجمی (kg/m3) 7900
مدول یانگ (GPa) 193
میانگین ضریب انبساط حرارتی 0-100°C (µm/m/°C) 16.6
0-315°C (µm/m/°C) 17.2
0-500°C (µm/m/°C) 18.6
هدایت گرمایی 100°C (W/m.k) 16.1
500°C (W/m.k) 22.2
گرمای ویژه 0-100°C (J/kg.K) 500
مقاومت الکتریکی (nΩ.m) 720


چگالی یا جرم حجمی ورق استیل 321 معادل 7900 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. چگالی برابر است با تقسیم جرم بر حجم. بنابراین در صورت نیاز به دانستن وزن ورق استیل 321 به شکل تئوری و بدون نیاز به باسکول، با داشتن ضخامت و ابعاد آن، این عدد به آسانی و البته تقریبی بدست خواهد آمد. به عنوان مثال وزن یک برگ ورق استیل 321 با ضخامت 3 میلیمتر و ابعاد 1 در 2 متر به طور تقریبی برابر است با: 47.4 کیلوگرم
ورق استیل 321 تحت تاثیر میدان های مغناطیسی قرار نمی گیرد و به همین دلیل در دسته انواع ورق استیل نگیر نیز طبقه بندی می شود. این آلیاژ دارای زمینه ای آستنیتی است و وجود عناصری چون تیتانیوم و نیکل به تثبیت این فاز کمک می کنند. فاز آستنیت غیر مغناطیسی است و به همین دلیل ورق استیل 321 نگیر خواهد بود. البته در برخی موارد و اعمال کار سرد بر آلیاژ، ممکن است کمی خواص مغناطیسی پیدا کند.

مقاومت به خوردگی ورق استیل 321

ورق استیل 321 برای آن دسته کاربردهایی توسعه یافته که در آن ها فولادهای کروم-نیکلِ ناپایدار مانند استیل 304 مستعد خوردگی بین دانه ای هستند. هنگامی که فولاد های کروم-نیکلِ تثبیت شنده در محدوده 427 تا 816 درجه سانتی گراد نگهداری یا به آرامی سرد شوند، کاربید کروم در مرزهای دانه رسوب خواهد کرد. در چنین حالتی و در صورت وجود عوامل تهاجمی، این مرزهای دانه هستند که مستعد خورندگی خواهند بود. در نتیجه، آلیاژ به شدت تضعیف شده و ممکن است به طور کامل از هم بپاشد. این در حالی است که اگر ورق استیل 321 تحت عملیات حرارتی آنیل قرار گرفته باشد و محدوده دمای کاربرد آن بین 425 و 900 درجه سانتی گراد باشد، عملکردی عالی در این خصوص از خود نشان خواهد داد. ورق استیل 321 در محیط های گرمِ حاوی کلر در معرض خوردگی حفره ای و شیاری قرار دارد و هم چنین در دماهای بالاتر از 50 درجه سانتی گراد ممکن است دچار خوردگی توام با تنش (خوردگی تنشی) نیز شود. این آلیاژ در برابر آب آشامیدنی (با دمای محیط) حاوی حداکثر 200 میلی گرم کلر در هر یک لیتر مقاوم می باشد. این در حالی است که این عدد در دمای 60 درجه سانتی گراد به حدود 150 میلی گرم در هر یک لیتر آب آشامیدنی کاهش می یابد. 

مقاومت به حرارت ورق استیل 321

ورق استیل 321 در کاربردهای متناوب تا 900 درجه سانتی گراد و در استفاده های مداوم تا 925 درجه سانتی گراد مقاومت بالایی در برابر اکسیداسیون از خود نشان می دهد. ورق استیل 321 در محدوده دمای 425 تا 900 درجه سانتی گراد و به ویژه در آن دسته جاهایی که شرایط تهاجمی و احتمال خوردگی مرطوبِ متعاقب وجود دارد، عملکرد بسیار خوبی دارد. آلیاژ 321H استحکام گرمایی بالاتری دارد و برای کاربردهای سازه های با دمای بالا مناسب می باشد. 

عملیات حرارتی ورق استیل 321

قبل از هر توضیحی، لازم به ذکر است که ورق استیل 321 را نمی توان با استفاده از عملیات حرارتی سخت نمود. عملیات حرارتی ورق استیل 321 به چند روش و به منظور دستیابی به اهداف مختلفی انجام می شود که در ادامه به هر یک از آنها پرداخته خواهد شد: 

آنیل محلول

در این روش ورق استیل 321 تا محدوده دمای 950 الی 1120 درجه سانتی گراد حرارت می بیند و برای دستیابی به حداکثرِ مقاومت در برابر خوردگی به سرعت در هوا یا آب خنک (کوئنچ) می شود. در صورتی که عملیات آنیل در یک اتمسفر اکسید کننده انجام شود، رسوب هایی بر روی سطح تشکیل خواهد شد. برای حذف آنها باید از محلول های رسوب زدا مانند مخلوط اسید نیتریک و هیدورفلوئوریک اسید استفاده کرد. پس از فرآیند رسوب زدایی، اسیدها باید به طور کامل از روی سطح شسته و پاکسازی شوند.

عملیات تثبیت

این روش در ادامه آنیل محلول می باشد. در اجرای این عملیات، ورق استیل 321 به ازای هر 25 میلیمتر ضخامت به مدت 2 ساعت تا حدود 870 الی 890 درجه سانتی گراد حرارت داده می شود و سپس در هوا خنک می گردد. برای اکثر کاربردهای دارای شرایط سخت (بالای 425 درجه سانتی گراد) و به ویژه برای مواد آنیل شده در بالای محدوده دمای آنیل، عملیات تثبیت توصیه می شود.

تنش زدایی

اعمال نیرو یا تغییرات دمایی موجب ایجاد تنش در قطعه می شود. این تنش که تحت عنوان تنش باقیمانده شناخته می شود، بسیار زیان بار است و می تواند باعث تاب برداشتن، ترک یا شکست آلیاژ در هنگام تولید شود. برای جلوگیری از این موضوع عملیات تنش زدایی توصیه می شود. برای این کار ورق استیل 321 را به مدت 1 الی 2 ساعت تا 700 درجه سانتی گراد حرارت داده و سپس در دهوا خنک می کنند.

جوشکاری ورق استیل 321

ورق استیل 321 دارای قابلیت جوشکاری عالی با استفاده از تمام روش های جوشکاری استاندارد (هم با استفاده و بدون استفاده از فیلر یا مواد پرکننده) می باشد. در استاندارد AS 1554.6 جوشکاری ورق استیل 321 و 347 با استفاده از الکترودهای 347 یا 347Si توصیه شده است. این آلیاژ همچون دیگر گریدهای آستنیتی استاندارد مانند 304 و 316، از خواص عالی شکل دهی و جوشکاری برخوردار است، به طوری که به راحتی به اشکال دلخواه در آمده و ویژگی های برجسته ای در زمینه جوشکاری از خود نشان می دهد. پس از جوشکاری ورق استیل 321، نیازی به انجام عملیات حرارتی آنیل نیست. این آلیاژ همچنین از چقرمگی عالی (حتی در دماهای بسیار سرد و برودتی) برخوردار می باشد. 

 

ورق استیل 321

 

کاربردهای ورق استیل 321

این آلیاژ به طور وسیعی در ساخت قطعات هواپیما به ویژه موتورها، فن و کمپرسورهای فشار بالا و فشار پایین مورد استفاده قرار می گیرد. از دیگر کاربردهای مهم ورق استیل 321 می توان به ساخت اجزا و قطعات کوره، مبدل های حرارتی، لوله های مشعل و دودکش اشاره کرد. در برخی کاربردها، پس از عملیات جوشکاری صرفاً مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای مطرح است، بنابراین به جای ورق استیل 321 می توان از آلیاژ 304L استفاده کرد. البته این نکته را نباید فراموش کرد که استحکام حرارتی آلیاژ 304L نسبت 321 کمتر است و در صورتی که مقاومت در برابر شرایط حاکم در محیط بیش از 500 درجه سانتی گراد باشد، استفاده از آن ایده آل به نظر نمی رسد. ورق استیل 321 پولیش پذیر نیست و به همین دلیل برای کاربردهای تزئینی توصیه نمی شود.

قیمت ورق استیل 321

قیمت ورق استیل 321 بر اساس فاکتورهایی چون ضخامت، سطح و حجم مورد تقاضا از سوی مشتریان گرامی مشخص و تعیین می شود. این آلیاژ در ضخامت های بین 0.6 تا 60 میلیمتر، در انواع سطوح 2B و No.1، به صورت پلیت، رول، شیت و در حجم های خرد و عمده قابل عرضه می باشد. بنابراین، قیمت ورق استیل 321 بر اساس هر یک از موارد فوق متفاوت می باشد. تمام محصولات دارای سرتیفیکیت هستند و به شرط کیفیت و در سریع ترین زمانِ ممکن ارائه می شوند. برای دریافت آخرین و بروزترین قیمت ورق استیل 321 با کارشناسان فروش مجموعه فلز کالا تماس حاصل کنید.
 


  • محدوده دمای کاری ورق استیل 321 چقدر است؟

    ورق استیل 321 معمولا تا دمای ( C ° )  900 قابلیت کاری دارد. اما نکته حائژ اهمیت در مورد این فولاد زنگ نزن این است که با توجه به دارا بودن تیتانیم و مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای (intergranular corrosion) محدودیتی در استفاده از این آلیاژ در محدوده دمایی ( C ° ) 860 - 425 نیست. در حالی که بکارگریدهایی همچون 304 و 316 در این رِنج دمایی با مشکلاتی روبروست.

  • جوش پذیری ورق استیل 321 چگونه است؟

    ورق استیل 321 دارای جوش پذیری خوبی بوسیله روش های ذوبی و مقاومتی است. معمولا پس از جوشکاری نیز به عملیات حرارتی نیاز ندارد. در صورت نیاز به فیلر نیز معمولا طبق استاندارد AS 1554.6 از گریدهای 347 و (Si) 347 به عنوان فیلر استفاده می شود.
     


امتیاز شما به این مطلب چقدر است؟


ارسال نظر درباره این موضوع

Loading...
تماس بگیرید