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 309 که در سیستم شماره گذاری یکپارچه تحت عنوان UNS S30900 نام گذاری شده است، آلیاژی زنگ نزن می باشد و در خانواده ی فولادهای ضد زنگ آستنیتی جای دارد. این گرید با هدف استفاده در کاربردهای دما بالا (در واقع مقاومت در برابر خوردگی های دما بالا) توسعه یافته و به مرحله ی تولید رسیده است. ورق استیل 309 با توجه به محتوای کروم بالا (22 تا 24 درصد) و نیکل (حداقل 12 و حداکثر 15 درصد) در ترکیب شیمیایی، از توانایی استفاده در اتمسفرهای حاوی گوگرد تا دمای 1000 درجه سانتی گراد (1832 درجه فارنهایت) برخوردار می باشد. بکارگیری ورق استیل 309 در اتمسفرهایی با میزان کربن دهی بالا توصیه نمی شود، زیرا این آلیاژ مقاومت متوسطی در برابر جذب کربن از خود نشان می دهد. در کاربردهای مرتبط با اکسایش، نیتروژن دهی و سیکل های حرارتی، با شرط کاهشِ حداکثر دمای سرویس، می توان از ورق استیل 309 استفاده نمود.
زمانی که ورق استیل 309 در محدوده دمای 650 تا 950 درجه سانتی گراد (1202 تا 1742 درجه فرانهایت) حرارت می بیند، در معرض رسوب فاز سیگما (يك فاز بين فلزي ترد و شكننده با سختي بالا) قرار می گیرد. عملیات حرارتی به روش آنیل محلول در دمای 1100 تا 1150 درجه سانتی گراد (2012 تا 2102 درجه فارنهایت) بخشی از چقرمگی را بازیابی خواهد کرد.
استانداردهای ورق استیل 309
مشخصه های مرتبط با ورق استیل 309 در استانداردهای ذیل تعیین شده است:
ASTM A240 و ASME SA 240: این دو استاندارد به ترتیب توسط انجمن تست مواد آمریکا و انجمن مهندسین مکانیک آمریکا تدوین و گردآوری شده اند. در این استانداردها مشخصه های انواع فولادهای ضد زنگ مورد استفاده در ساخت مخازن تحت فشار و سایر کاربردهای عمومی آورده شده است. ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی ورق استیل 309 نیز به طور دقیق در آنها آمده است.
AMS 5523
استاندارد AMS که آلیاژهای کاربردی در صنعت هوافضا را تعیین می کند، شامل موادی چون آلومینیوم، فولادهای آلیاژی، فولادهای کربنی، مس، برنج، برنز، نیکل، سوپر آلیاژها، آلیاژهای ریختگی، فولادهای ابزار و ضد زنگ می باشد. AMS 5523 در این استاندارد معادل ورق استیل 309 است.
ترکیب شیمیایی ورق استیل 309/309S/309H
| گرید/عناصر آلیاژی | ورق استیل 309 | 309H | 309S | |||
| حداقل | حداکثر | حداقل | حداکثر | حداقل | حداکثر | |
| کربن | - | 0.20 | - | 0.08 | 0.04 | 0.10 |
| کروم | 22.0 | 24.0 | 22.0 | 24.0 | 22.0 | 24.0 |
| نیکل | 12.0 | 15.0 | 120.0 | 15.0 | 12.0 | 15.0 |
| 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 |
آلیاژ 309S که در سیستم شماره گذاری یکپارچه UNS S30908 نام دارد، مدل کم کربن ورق استیل 309 می باشد (حاوی حداکثر 0.08 درصد کربن در ترکیب شیمیایی) و هدف از تولید آن بهبود فرآیندهای ساخت و سهولت در انجام آنها می باشد. گرید 309H (UNS S30909 در سیستم شماره گذاری یکپارچه)، نیز با افزودن درصد کربن به آلیاژ 309 تولید شده است که هدف از این کار بهبود مقاومت در برابر خزش آلیاژ بوده است. فرآیندهای ساخت و جوشکاری ورق استیل 309 با تکیه بر استانداردهای کارخانه، به راحتی قابل انجام است.
خواص مکانیکی ورق استیل 309/309L/309H
| 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 309 | 515 | 205 | 40 | 95 | 217 |
مقادیر فوق در ابعاد آزمایشگاهی و دمای 20 درجه سانتی گراد بدست آمده اند.
خواص فیزیکی ورق استیل 309
| گرید | ورق استیل 309 | |
| چگالی یا جرم حجمی (kg/m3) | 7890 | |
| مدول یانگ (GPa) | 196 | |
| میانگین ضریب انبساط حرارتی | 0-100°C (µm/m/°C) | 16.6 |
| 0-500°C (µm/m/°C) | 17.6 | |
| 0-1000°C (µm/m/°C) | 19.4 | |
| هدایت گرمایی | 100°C (W/m.k) | 15.6 |
| 500°C (W/m.k) | 18.7 | |
| گرمای ویژه 0-100°C (J/kg.K) | 502 | |
| مقاومت الکتریکی (nΩ.m) | 780 | |
| محدوده دمای ذوب C° | 1480-1530 | |
مقاومت به خوردگی ورق استیل 309
خوردگی مرطوب
ورق استیل 309 برای کاربردهایی که احتمال خوردگی مرطوب در آنها وجود دارد، طراحی نشده است. محتوای بالای کربن در ترکیب شیمیایی آلیاژ که با هدف بهبود خواص خزشی افزایش یافته، تاثیری مخرب بر مقاومت به خوردگی ناشی از محیط های آبی دارد. ورق استیل 309 همچنین در صورت قرار گرفتن در معرض دماهای بالا به مدت طولانی، مستعد خوردگی بین دانه ای خواهد بود. با این حال محتوای بالای کروم در ترکیب (23 درصد به طور میانگین)، باعث می شود تا مقاومت خوبی در برابر خوردگی از خود نشان دهد.
خوردگی دما بالا
ورق استیل 309 در اکثر محیط های کاری در برابر خوردگی دما بالا مقاوم است. دمای عملیاتی به شرح ذیل می باشد:
• در شرایط اکسید کننده با محتوای حداکثر 2 گرم گوگرد در هر متر مکعب، 1050 درجه سانتی گراد (1922 درجه فارنهایت) در کاربردهای مداوم و 1100 درجه سانتی گراد (2012 درجه فارنهایت) دمای حداکثر.
• در شرایط اکسید کننده با محتوای بیش از 2 گرم گوگرد در هر متر مکعب، 950 درجه سانتی گراد (1742 درجه فارنهایت) دمای حداکثر.
• در اتمسفر با اکسیژن کم و محتوای حداکثر 2 گرم گوگرد در هر متر مکعب، 1000 درجه سانتی گراد (1832 درجه فارنهایت) دمای حداکثر.
• در اتمسفرهای نیتروژن دهی و کربن دهی 850 تا 950 درجه سانتی گراد (1562 تا 1742 درجه فارنهایت) دمای حداکثر.
عملکرد ورق استیل 309 در اتمسفرهای احیا، نیتروژن دهی و کربن دهی به خوبیِ آلیاژ 600 یا 800 (به ترتیب UNS N06600 و UNS N08800 در سیستم شماره گذاری یکپارچه) نیست، اما در چنین شرایطی نسبت به سایر آلیاژهای ضد زنگِ مقاوم به حرارت بهتر عمل می کند.
مقاومت به حرارت ورق استیل 309
ورق استیل 309 در شرایط غیر دوره ای یا متناوب تا دمای 1038 درجه سانتی گراد (1900 درجه فارنهایت) در برابر اکسیداسیون مقاوم است. از طرفی، در صورتی که سیکل حرارتی به صورت مدوام باشد، مقاومت به اکسیداسیون ورق استیل 309 تا حدود 1010 درجه سانتی گراد (1850 درجه فارنهایت) با کاهش مواجه خواهد شد. با بررسی دماهای فوق می توان به این نتیجه رسید که آلیاژهای حاوی مقادیر بالای کروم و نیکل در برابر حرارت مقاومند و دقیقاً به همین دلیل است که تحت عنوان ورق استیل نسوز شناخته می شوند. در سطح بازار، منظور از استیل نسوز آلیاژهایی چون ورق استیل 309، 310S و 4841 می باشد. این آلیاژها حاوی مقادیر بالایی کروم، نیکل و درصدهای مشخصی سیلیسیوم در ترکیب شیمیایی بوده و همین امر سبب می شود در کاربردهای دما بالا مقاومت و عملکردی عالی از خود نشان دهند.
عملیات حرارتی ورق استیل 309
ورق استیل 309 همانطور که قبلاً هم اشاره شد در دسته ی آلیاژهای آستنیتی طبقه بندی می شود. فولادهای ضد زنگ آستنیتی با استفاده از عملیات حرارتی قابل سخت شدن نیستند و هدف از انجام این عملیات بر ورق استیل 309 افزایش انعطاف پذیری یا کاهش تنش های باقیمانده ی ناشی از کار سرد می باشد. با چنین پیش زمینه ای، به بررسی دو روش مرسوم عملیات حرارتی آنیل و تنش گیری، که در خصوص این آلیاژ انجام می شود، می پردازیم:
عملیات آنیل
در این روش ابتدا ورق استیل 309 را تا محدوده دمای 1050 تا 1150 درجه سانتی گراد حرارت داده و سپس با استفاده از آب، سرد می کنند. این روش تضمین می کند که همه ی کاربید های موجود در آلیاژ به طور یکنواخت در محلول هستند. در چنین شرایطی، عملاً رسوب کاربید وجود ندارد.
عملیات تنش گیری
به منظور حذف تنش های باقیمانده در آلیاژ، آن را به مدت یک ساعت در محدوده دمای 250 تا 400 درجه سانتی گراد نگه می دارند.
جوشکاری ورق استیل 309
فرآیندهای جوشکاری استاندارد برای ورق استیل 309 عبارتند از جوشکاری TIG (آرگون)، MAG (جوشکاری قوسی با گاز محافظ خنثی)، جوشکاری قوس الکتریکی و جوشکاری با پرتو لیزر. قبل از جوشکاری ورق استیل 309 نیازی به عملیات پیش گرم نیست. دمای بین پاس های جوش نباید بیشتر از 150 درجه سانتی گراد باشد. بعد از فرآیند جوشکاری نیز نیازی به عملیات حرارتی نیست. رسانایی الکتریکی فولادهای آستنیتی معادل 30 درصد همین مقدار در فولادهای غیرآلیاژی است و نقطه همجوشی آنها نیز کمتر است، بنابراین فولادهای آستنیتی باید با حرارت ورودی کمتری نسبت به فولادهای غیرآلیاژی جوشکاری شوند. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد یا سوختن ورق های با ضخامت نازک، باید از روش های جوشکاری با سرعت بالاتر استفاده نمود. ضریب انبساط حرارتی ورق استیل 309 نسبت به فولادهای غیر آلیاژی بسیار بالاتر است.
برای جوشکاری ورق استیل 309 با ضخامت های بالای 12 میلی متر، به جای جوشِ لب به لبِ یک طرفه، باید نوع دو طرفه آن را انجام داد. زاویه جوشکاری در این حالت باید 60 تا 70 درجه باشد. در جوشکاری قوسی با گاز محافظ خنثی، زاویه حدود 50 درجه کافیست. از تجمع درزهای جوش باید اجتناب شود. خال جوش ها باید در فاصله های کوتاه تری از یکدیگر اعمال شوند تا از تغییر شکل، انقباض یا پوسته پوسته شدن آنها جلوگیری شود. اگر هنگام جوشکاری ورق استیل 309، حرارت ورودی بیش از حد اعمال شود، احتمال ایجاد ترک حرارتی وجود دارد. در صورتی که فلز جوش دارای محتوای پایین فریت باشد، احتمال وقوع این ترک کاهش می یابد. محتوای فریت تا 10 درصد اثری مطلوب دارد و تاثیری بر مقاومت به خوردگی آلیاژ نخواهد گذاشت. برای جلوگیری از آسیب پذیری ورق استیل 309 در برابر خوردگی بین دانه ای و شکست، آلیاژ باید پس از جوشکاری به سرعت سرد شود.
برای تمیزکاری سطح ورق استیل 309 پس از جوشکاری می توان از روش هایی چون برس کاری، سنگ زنی، اسیدشویی یا شات بلاست استفاده کرد. برای برس کاری فقط باید از برس های استنلس استیل استفاده کرد. اسیدشویی درز جوش که قبلاً برس کاری شده، با روش غوطه وری و اسپری انجام می شود. پس از اسیدشویی، باید نقاط جوش را به دقت تحت شستشو قرار داد.
فرآیندهای ساخت ورق استیل 309
ورق استیل 309 به راحتی تحت انواع روش های ساخت به ویژه شکل دهی گرم و سرد قرار می گیرد. در ادامه به بررسی هر یک از این روش ها پرداخته می شود:
شکل دهی گرم
در این روش ابتدا ورق استیل 309 در محدوده دمای 950 الی 1200 درجه سانتی گراد (1742 تا 2192 درجه فارنهایت) به طور یکنواخت تحت حرارت قرار گرفته و کار گرم بر روی آن اعمال می شود. در مرحله آخر و پس از شکل دهی گرم، ورق استیل 309 تحت عملیات آنیل در محدوده دمای 1000 تا 1150 درجه سانتی گراد (1832 تا 2101 درجه فارنهایت) قرار گرفته و سریعاً توسط آب یا هوا خنک (کوئنچ) می شود.
شکل دهی سرد
ورق استیل 309 به شدت داکتیل (انعطاف پذیر) بوده و رفتار شکل دادن آن بسیار شبیه به گرید 316 می باشد. شکل دهی سرد قطعات در حالی که در مدت زمان طولانی در معرض دمای بالا باشند، تحت هیچ شرایطی توصیه نمی شود، زیرا در این صورت احتمال رسوب کاربید و رسوب فاز سیگما در آلیاژ افزایش یافته و مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون آن را تحت تاثیر قرار می دهد. لازم به ذکر است که ورق استیل 309 با وجود اینکه دارای ساختاری آستنتی و غیرمغناطیسی است، در صورت انجام کار سرد ممکن است تا حدودی خاصیت مغناطیسی پیدا کند.
کاربردهای ورق استیل 309
مشعل ها، درب ها، فن ها، سیستم لوله کشی و رکوپراتورها در کوره ها، توری ها، لوله کشی و جعبه های هوا در کوره بستر سیال، تجهیزات مورد استفاده در کارخانه بازیافت و تولید کاغذ، سیستم های بازیابی کاتالیزوری و رکوپراتورها در صنعت پالایش نفت، مشعل ها و سیستم های پشتیبان تاسیسات در صنعت برق، پوشش ها و جعبه های عملیات آنیل، مشعل ها، درب ها، فن ها، محفظه های نگهداری نمک خنثی و سرب، مافل ها و رکوپراتورها در فرآیندهای حرارتی، زباله سوز، کوره های دوار و سیستم کلسیناسیون در کارخانجات تصفیه زباله از جمله ی مواردی هستند که در تولید و ساخت آنها از ورق استیل 309 استفاده می شود. ورق استیل 309 مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد و همانطور که قبلاً هم ذکر گردید، تحت نام ورق استیل نسوز نیز شناخته می شود. بنابراین در فرآیندهایی که حرارت و گرما نقشی اساسی در آنها دارد، استفاده از این آلیاژ در بهبود عملکرد تجهیزات بسیار ایده آل خواهد بود.
قیمت ورق استیل 309
قیمت ورق استیل 309 با توجه به محتوای بالای کروم و نیکل نسبت به آلیاژهایی چون 304 و 316 گرانتر است. این محتوای بالای کروم و نیکل خواصی چون مقاومت بالا در برابر حرارت به آن می بخشد که باعث می شود ارزشش نسبت به سایر گریدهای آلیاژی بیشتر باشد. این آلیاژ در انواع سطوح مات صیقلی و زبر (تک پولیش) و در ضخامت ها و ابعاد متفاوت قابل عرضه است. سطح، ضخامت و حجم تقاضا از جمله عوامل تاثیرگذار در تعیین قیمت ورق استیل 309 می باشد، به طوری که این آلیاژ با سطح صیقلی دارای قیمتی کاملاً متفاوت نسبت به همین آلیاژ با سطح زبر است. برای دریافت بروزترین و رقابتی ترین قیمت ورق استیل 309 با کارشناسان فروش مجموعه فلز کالا تماس حاصل نمایید.
-
ورق استیل نسوز 309 علاوه بر مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون دارای چه خواص مناسب دیگری در دمای بالاست؟
علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون در دمای بالا که بارزترین ویژگی ورق استیل 309 می باشد، این آلیاژ از استحکام و مقاومت به خزش خوبی نیز در دمای بالا برخوردار است.
-
جوش پذیری ورق استیل نسوز 309 چگونه است؟
ورق استیل نسوز 309 جوش پذیری خوبی بوسیله روش های ذوبی و مقاومتی دارد. از روش اکسی استیلن جهت جوشکاری این فولاد زنگ نزن استفاده نمی شود. به طور کلی ورق استیل نسوز 309 را می توان به روش های TIG، MIG، SAW، SMAW، PLASMA و FSAW جوش داد.
-
ورق استیل نسوز 309 و (S) 309 چه تفاوتی دارند؟
ورق استیل نسوز 309 و (S) 309 ترکیب مشابهی دارند. تنها تفاوت آنها مربوط به کربن کمتر در ترکیب گرید (S) 309 می باشد. کربن کمتر بهبود جوش پذیری و افزایش مقاومت در برابر رسوب زایی کاربید کروم و خوردگی بین دانه ای حین جوشکاری را به همراه دارد.
