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 420 آلیاژی ضد زنگ است که نسبت به گرید 410 حاوی مقادیر بالاتری کربن بوده و در دسته فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی طبقه بندی می شود. این گرید همچون اکثر فولادهای کربنی و کم آلیاژ از قابلیت سخت شدن با استفاده از عملیات حرارتی برخوردار است. ورق استیل 420 شرط اولیه برای ضد زنگ بودن را داراست و با محتوای حداقل 12 درصد کروم در ترکیب، از مقاومت اولیه در برابر خوردگی برخوردار می باشد. ورق استیل 420 در شرایط آنیل شکل پذیری خوبی دارد، این در حالی است که می تواند در حدود 50 راکول سخت شود (بالاترین سختی در آلیاژ های با محتوای 12 درصد کروم). همچون گرید 410، بالاترین مقاومت به خوردگی ورق استیل 420 زمانی حاصل می شود که تحت سخت کاری و پولیشکاری قرار گرفته و دارای سطحی صیقلی باشد.
هدف از بهینه سازی فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی، دستیابی به سختی های بالا می باشد و همین موضوع باعث گردیده تا سایر ویژگی های آن تحت تاثیر قرار بگیرد. در فرآیند ساخت، جوش پذیری ضعیف ورق استیل 420 باید در نظر گرفته شود و بایستی شامل یک مرحله عملیات حرارتی و سخت کاری نهایی باشد. مقاومت به خوردگی ورق استیل 420 در مقایسه با گریدهای استاندارد آستنیتی کمتر است و دمای کار مفید آنها به دلیل از دست دادن شکل پذیری در دماهای زیر صفر و همچنین از دست دادن استحکام در اثر قرارگیری در معرض حرارت بیش از حد در دماهای بالا، با محدودیت مواجه می شود.
استانداردهای ورق استیل 420
ASTM A240/A240M
در این استاندارد که توسط اعضای انجمن تست و مواد آمریکا تهیه و تنظیم شده است، مقادیر قابل قبول در خصوص ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی آلیاژهای مقاوم به خوردگی و حرارت که می توانند در قالب پلیت، استریپ و شیت در زمینه های عمومی و همچنین ساخت تجهیزاتی چون مخزن های تحت فشار مورد استفاد قرار گیرند، لیست شده است. کارخانجات موظفند محصولات خود را در چارچوب این استانداردها تولید و به مشتریان خود عرضه کنند. اطلاعات مرتبط با ورق استیل 420 نیز در این استاندارد به چشم می خورد.
AMS 5621
اِی.اِم.اِس مخفف Aerospace Material Specifications می باشد و دربرگیرنده ی مشخصه های موادِ مورد استفاده در صنعت هوا فضا می باشد. در این استاندارد که توسط انجمن مهندسین خودرو تهیه و تدوین شده، AMS 5621 معادل ورق استیل 420 می باشد.
ترکیب شیمیایی ورق استیل 420
| گرید | کربن | کروم | نیکل | منگنز | فسفر | گوگرد | سیلیسیوم | نیتروژن | |
| ورق استیل 420 | حداقل | 0.15 | 12.0 | - | - | - | - | - | - |
| حداکثر | - | 14.0 | - | 1.00 | 0.040 | 0.030 | 1.00 | - | |
از جمله آلیاژهای مرتبط با ورق استیل 420 عبارتند از فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی حاوی کربن زیاد و سختی بالا مانند گرید 440 و گرید 420 اصلاح شده ی حاوی مولیبدن (برای بهبود مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی)، گوگرد (به منظور بهبود قابلیت ماشینکاری) یا وانادیوم (برای دستیابی به سختی بالاتر). گرید غیر استاندارد 420C نیز آلیاژی است که محتوای کربن آن کمی بیشتر از ورق استیل 420 است. این آلیاژ همانطور که قبلاً هم اشاره شد، اولین الزام ضد زنگ بودن (حاوی حداقل 11.5 درصد کروم) را برآورده کرده است، بنابراین با حداقل محتوای 12 درصد کروم در ترکیب شیمیایی، گریدی زنگ نزن محسوب شده و می تواند در برابر برخی از انواع خوردگی و محیط های تهاجمی از خود مقاومت قابل قبولی نشان دهد.
خواص مکانیکی ورق استیل 420
| دمای تمپر °C | حداقل استحکام کششی (MPa) | حداقل استحکام تسلیم (MPa) | حداقل ازدیاد طول یا الانگیشن (% در 50 میلیمتر) | سختی برینل (HB) |
| 204 | 1600 | 1360 | 12 | 44 |
| 316 | 1580 | 1365 | 14 | 444 |
| 427 | 1620 | 1420 | 10 | 461 |
| 538 | 1305 | 1095 | 15 | 375 |
| 593 | 1035 | 810 | 18 | 302 |
| 650 | 895 | 680 | 20 | 262 |
در صورتی که ورق استیل 420 در محدوده دمای 204 تا 650 درجه سانتی گراد تمپر شود، می توان رفتارهای مرتبط با خواصی چون استحکام کششی، تسلیم، ازدیاد طول و سختی آن را مورد ارزیابی قرار داد. با نگاهی کوتاه به جدول فوق، تنها موردی که جلب توجه می کند، رفتار نوسانی ویژگی های مکانیکیِ ورق استیل 420 می باشد. با استناد به جدول فوق، حداقل استحکام کششی در این آلیاژ در محدوده دمای 204 تا 316 درجه سانتی گراد کمی کاهش یافته، سپس در بازه ی 316 تا 427 درجه سانتی گراد با افزایش مواجه شده و نهایتاً در محدوده ی 427 تا 650 درجه سانتی گراد مجدداً با کاهش مواجه شده است. استحکام تسلیم و سختی این آلیاژ نیز در محدوده های ذکر شده، رفتاری کاملاً مشابه از خود نشان داده است. نتیجتاً اینکه قرارگیری ورق استیل 420 در معرض دماهای بالا، استحکام و سختی آن را تحت تاثر قرار می دهد و در بحث دمای کاری، چنین مواردی باید به شدت مدنظر قرار گیرد تا خللی در عملکرد تجهیزات وارد نشود.
خواص فیزیکی ورق استیل 420
| گرید | ورق استیل 420 | |
| چگالی یا جرم حجمی (kg/m3) | 7700 | |
| مدول یانگ (GPa) | 200 | |
| میانگین ضریب انبساط حرارتی | 0-100°C (µm/m/°C) | 10.3 |
| 0-315°C (µm/m/°C | 10.8 | |
| 0-500°C (µm/m/°C) | - | |
| هدایت گرمایی | 100°C (W/m.k) | 24.9 |
| 500°C (W/m.k) | - | |
| گرمای ویژه 0-100°C (J/kg.K) | 460 | |
| مقاومت الکتریکی (nΩ.m) | 550 | |
ورق استیل 420 در هر دو شرایط آنیل و سخت شده، تحت تاثیر میدان های مغناطیسی قرار می گیرد و در صورت نزدیک شدن آهنربا، جذب آن می شود. بنابراین، این آلیاژ مغناطیسی بوده و می تواند در زیرمجموعه ی انواع ورق استیل بگیر نیز دسته بندی شود. به همین دلیل استفاده از آن در کاربردهایی که تحت تاثیر میدان های مغناطیسی هستند، به هیچ عنوان توصیه نمی شود.در خصوص تعیین وزن ورق استیل 420 می توان از مولفه ای به نام چگالی یا جرم حجمی کمک گرفت. در چنین شرایطی، بدون اینکه نیاز به باسکول داشته باشیم، تنها با داشتن ضخامت و ابعاد آن می توانیم به راحتی وزن تقریبی آن را بدست آوریم. به عنوان مثال، وزن یک برگ ورق استیل 420 با ضخامت 10 میلیمتر و ابعاد 1 در 2 متر، با علم به اینکه چگالی (جرم حجمی) آن معادل 7700 کیلوگرم بر متر مکعب است، تقریباً برابر با 154 کیلوگرم می باشد.
مقاومت به خوردگی ورق استیل 420
ورق استیل 420 در صورتی که تحت عملیات سخت کاری قرار گرفته باشد، در برابر اتمسفر، غذا، آب شیرین، محلول های قلیایی و اسیدهای ملایم مقاومت خوبی از خود نشان می دهد. مقاومت به خوردگی ورق استیل 420 در شرایطی که تحت عملیات حرارتی آنیل قرار گرفته باشد، به نسبت کمتر خواهد بود. این نکته را نباید فراموش کرد که مقاومت به خوردگی این آلیاژ در مقایسه با گریدهای آستنیتی استاندارد و همچنین آلیاژهای فریتیِ کروم دار از قبیل ورق استیل 430، پایین تر می باشد. مقاومت به خوردگی گرید 420 در مقایسه با آلیاژ 410 تا حدودی کمتر می باشد و زمانی بهترین عملکرد خوردگی را از خود نشان می دهد که از سطحی صیقلی برخوردار باشد. از ورق استیل 420 معمولاً در ساخت تجهیزات غذاخوری به ویژه چاقو های رومیزی و همچنین برخی چاقو های حکاکی و موارد مشابه استفاده می شود. این آلیاژ در برابر انواع مواد غذایی و روش هایِ معمولِ شستشو از مقاومت به خوردگیِ قابل قبولی برخوردار است، البته در صورتی که بقایای مواد غذایی به مدت طولانی به آنها بچسبند و تحت شستشو قرار نگیرند، احتمال وقوع خوردگی حفره ای در ابعاد بسیار کوچک وجود خواهد داشت.
عملیات حرارتی ورق استیل 420
عملیات حرارتی ورق استیل 420 با استفاده از دو روش آنیل کامل و سخت کاری قابل انجام است. هر یک از این روش ها برای اهداف خاصی انجام می شوند که در ادامه به بررسی آنها پرداخته می شود:
آنیل کامل: در این روش، آلیاژ در بازه ی دماییِ از پیش تعیین شده حرارت داده می شود و سپس در کوره به طور آهسته سرد می شود. بازه دمایی برای آنیل کامل، تابع درصد کربن در ترکیب شیمیایی می باشد. سرد کردن آهسته پس از گرمادهی، باعث تشکیل دانه های درشت و هم محور فریت و پرلیت خشن یا درشت می شود. ویژگی مکانیکی این ریزساختار، سختی و استحکام پایین و انعطاف پذیری بالا می باشد. آنیل کامل ورق استیل 420 بدین شکل است که آن را تا محدوده 840 تا 900 درجه سانتی گراد گرم می کنند، سپس در کوره به طور آهسته تا دمای 600 درجه سرد کرده و نهایتاً در هوا کوئنچ می کنند.
سخت کاری: این روش یکی از رایج ترین فرآیندهای عملیات حرارتی با هدف بهبود خواص مکانیکی مواد، مخصوصاً سختی آنها می باشد. این روش طی سه مرحله شامل حرارت دهی، نگهداری دما و سرد کردن انجام می شود. در سخت کاری ورق استیل 420، آن را تا980 الی 1035 درجه سانتی گراد حرارت داده و سپس در هوا یا روغن سرد می کنند. لازم به ذکر است در سخت کاری ورق استیل 420 با ضخامت های زیاد، برای کوئنچ باید از روغن استفاده کرد. همانطور که در جدول خواص مکانیکی نیز آمده است، برای حصول بهترین نتیجه در خصوص استحکام مکانیکی و سختی، بازه دمای 204 تا 427 درجه سانتی گراد توصیه شده است. از حرارت دهی ورق استیل 410 در محدوده دمای 425 تا 600 درجه سانتی گراد باید اجتناب شود.
جوشکاری و ماشینکاری ورق استیل 420
فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی پس از جوشکاری و هنگام سرد شدن (زمانی که ماتنزیتِ سخت و شکننده تشکیل می شود)، تمایل به ترک دارند و همین امر سبب می شود تا جوش پذیری ضعیفی نسبت به سایر آلیاژهای زنگ نزن داشته باشند. با توجه به این موضوع، محتوای کروم و کربن در ترکیب فیلر (پر کننده) باید با عناصر موجود در فلز پایه مطابقت داشته باشد. فیلر گرید 410 در انواع الکترود پوشش دار، سیم جامد و سیم هسته ای موجود می باشد و برای جوشکاری ورق استیل 420، 410، 402 و 414 می توان از آن استفاده کرد. در چنین کاربردی، استفاده از فیلر فلزی نوع 410NiMo نیز رایج است. فیلرهای آستنیتی از جنس 308، 309 و 310 از جمله پرکننده هایی هستند که با استفاده از آنها می توان دو قطعه از جنس ورق استیل 420 را به یکدیگر متصل نمود. دمای پیش گرم و بین پاسی در محدوده 204 تا 316 درجه سانتی گراد برای اکثر فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی (به ویژه ورق استیل 420) توصیه می شود. فولادهای حاوی بیش از 0.20 درصد کربن، اغلب به عملیات حرارتیِ پس از جوش (برای نرم شدن و سفتیِ جوش) نیاز دارند.
در صورتی که ورق استیل 420 تحت عملیات حرارتی آنیل قرار گرفته باشد، فرآیند ماشینکاری آن نسبتاً راحت انجام خواهد شد، این در حالی است که اگر سختی راکول آن بیشتر از 30 باشد، این عملیات با دشواری مواجه خواهد شد. گرید جایگزین در چنین مواردی، آلیاژ 416 در نظر گرفته شده است که گریدی با خواص ماشینکاریِ عالی می باشد.
کاربردهای ورق استیل 420
استحکام و سختی بالا از جمله مشخصه های فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی می باشد و به همین دلیل در کاربردهایی که سختی بالا مورد نیاز است، مورد استفاده قرار می گیرند. سختی بالا در این آلیاژها باعث می شود تا در ساخت قطعات ظریف و کوچک کاربرد داشته باشند. ابزار و تیغه های جراحی و دندانپزشکی، تیغه ی کارد و چاقو، قیچی، اتصالات و . . . از مواردی هستند که در ساخت آنها به طور گسترده ای از ورق استیل 420 بهره گرفته می شود. کاربرد ورق استیل 420 در دماهای بالا، با توجه به کاهش خواص مکانیکی و در نتیجه کاهش عملکرد توصیه نمی شود.
قیمت ورق استیل 420
قیمت ورق استیل 420 به عواملی چون ضخامت، سطح، ابعاد و حجم مورد تقاضا بستگی دارد و با تغییر هریک از آنها متفاوت خواهد بود. یکی از سطوح پایانی این آلیاژ No.1 یا تک پولیش می باشد. این سطح که تحت نورد گرم، آنیل و رسوب زدایی قرار گرفته، به شکل نوار تولید می شود. 2D سطح دیگری است که در نتیجه ی نورد سرد، آنیل و رسوب زدایی بر ورق استیل 420 اعمال می گردد. ورق استیل 420 با سطح 2B یا مات صیقلی، حاصل نورد سرد، آنیل، رسوب زدایی و یک مرحله نورد با رول های صیقلی می باشد. قیمت ورق استیل 420 هر یک از سطوح ذکر شده در صورت موجود بودن در انبار، با دیگری متفاوت می باشد. برای دریافت مشاوره فنی مهندسی و آگاهی از آخرین و بروزترین قیمت ورق استیل 420 با متخصصین و کارشناسان فروش مجموعه فلز کالا تماس حاصل کنید.
-
آیا ورق استیل 420 شکل پذیر است؟
ورق استیل 420 در حالت آنیل دارای حداکثر نرمی بوده و می تواند در این شرایط تحت فرایندهای شکل دهی همچون کشش قرار گیرد.
-
ورق استیل 420 در چه شرایطی به راحتی ماشین کاری شود؟
ورق استیل 420 را می توان در حالت آنیل به راحتی ماشین کاری کرد. اما زمانی که سختی آنها بیشتر از 30 راکول C (HRC) باشد ماشین کاری آنها دشوار می شود. یکی از رایج ترین گریدهای جایگزین برای ورق استیل 420 در زمینه ماشین کاری، استیل 416 می باشد.