کدام ورق استیل به حرارت مقاومت تر هستند ؟

02122011620 تلفن
آشنایی با استنلس استیل های مقاوم به حرارت

ورق استیل ذاتا در برابر حرارت مقاومت خوبی دارند. در این میان گرید هایی هستند که در دماهای بالاتر نیز استحکام خود را به خوبی حفظ می کنند.

فلز کالا
فلز کالا

ورق استیل مقاوم به حرارت

ورق استیل مقاوم به حرارت
28/07/2021

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.

 

 

یکی از کاربردهای فولادهای زنگ نزن ( استنلس استیل ها ) بکارگیری در دمای بالاست. البته تمامی این فولادها در مقابل حرارت رفتار یکسانی و بسته به ساختار فازی و عناصر آلیاژی هر گرید ویژگی های متفاوتی در دمای بالا از خود نشان می دهد. در این بین ورق استیل نسوز 310 بیشترین تا دمای بالاتر از C ֯ 1000 مقاومت بسیار خوبی در برابر حرارت از خود نشان می دهد. در ادامه به بررسی رفتار فولادهای زنگ نزن آستنیتی و فریتی در مقابل حرارت پرداخته می شود.

رفتار ورق استیل آستنیتی در برابر حرارت

در کاربردهایی که دما از C ֯ 550 فراتر می رود عمدتا از ورق استیل آستنیتی دما بالا استفاده می شود.
کاربردهای رایجی که در آن ها از گریدهای آستنیتی دما بالا استفاده می شود عبارتند از:
تجهیزات و قطعاتی که در صنایع تولیدآهن ، فولادسازی و سایر صنایع متالورژی استفاده می شوند.
صنایع مهندسی
نیروگاه های تبدیل انرژی
صنایع سیمان
استحکام خزشی در دماهای بالا معمولا مهمترین فاکتور ابعادی است. با انتخاب مواد درست می توانید طول عمر کاربرد مدنظر خود را افزایش داده و با استفاده از مواد با ضخامت کمتر در هزینه ها صرفه جویی کنید.
در بین استنلس استیل های آستنیتی سری 300، ورق استیل 309 و 310 تحت عنوان استیل نسوز شناخته می شوند. ورق استیل 310 تا دمایی بالاتر C ֯ 1000 نیز قابلیت کاربرد دارد. استفاده مداوم از ورق استیل 310 در محدوده دمایی C ֯ 800 550 بنابر رسوب زایی کاربیدها و وقوع خوردگی بین دانه ای توصیه نمی شود. این فولاد بیشترین میزان از نیکل و کروم را در ترکیب شیمیایی خود دارد به همین دلیل قیمت ورق استیل نسوز بالاترین قیمت را نیز در بین این فولادها دارد.
ورق استیل 304 و 316 در سرویس دهی متناوب تا دمای C ֯ 870 و در سرویس دهی های پیوسته تا C ֯ 925 مقاومت به اکسیداسیون خوبی از خود نشان می دهد. البته استفاده از این دو گرید به طور پیوسته و مداوم در محدوده C ֯ 860 425 به دلیل رسوب زایی کاربیدها و خوردگی بین دانه توصیه نمی شود. گریدهای کم کربن این دو فولاد یعنی ورق استیل L 316 و L 304 در مقابل این پدیده مقاومت بیشتری دارند.

ورق استیل 310


ورق استیل 321 که در ساختار خود دارای تیتانیم به میزان پنج برابر مقدار کربن است. به همین دلیل بر خلاف گریدهای 304 و 316 با مشکل رسوب زایی کاربیدها و خوردگی بین دانه ای مواجه نیست. این فولاد در سرویس دهی های پیوسته تا دمای C ֯ 925 و در سرویس دهی های متناوب تا C ֯ 900 مقاومت به اکسیداسیون خوبی از خود نشان داده و قابلیت کاربرد دارد.
رفتار ورق استیل فریتی در برابر حرارت
در استنلس استیل های فریتی، کروم اصلی ترین عنصر آلیاژی است. تاثیر مثبت آن بر مقاومت در برابر پوسته شدن (scalling) با افزودن سیلسیم و آلومینیوم تقویت می شود.
در بین فولادهای فریتی گریدهای 4713 و 4724 برای استفاده در بازه دمایی C ֯ 550 تا C ֯ 880 مناسب هستند. از آلیاژهای4736، 4742 و 4762 (ورق استیل 446) که حاوی آلومینیوم هستند می توان تا دمای C ֯ 1150 استفاده کرد. این ویژگی، مقاومت عالی این گریدها در برابر حملات گازهای سولفور در محیط های کاهنده و فلزات مذاب را نشان می دهد.
فولادهای فریتی به دلیل ساختار فریتی که دارند استحکام کمتری در دماهای بالاتر از C ֯ 600، کمتر است اما در مقایسه با فولادهای زنگ نزن آستنیتی دما بالا در برابر شوک های حرارتی مقاوم ترند. با توجه به اینکه رسانانی گرمایی این فولادها در مقایسه با فولادهای آستنیتی بیشتر و انبساط حرارتی آنها کمتر است، شوک های حرارتی در مواد فریتی منجر به تنش های حرارتی کمتری می شود. به همین دلیل می توان از گریدهای فریتی در کاربردهایی که به تحمل دمایی بالاتری نیاز دارند استفاده کرد. از گریدهای فریتی دما بالا عمدتا در در اتمسفر حاوی گوگرد و/یا در بارهای با کشش کم استفاده می شود.
ورق استیل 430 (ورق استیل بگیر) معروفترین و پرکاربردترین رده آلیاژی در بین استنلس استیل های فریتی بوده که بیشترین میزان از فروش این فولادها را نیز به خود اختصاص داده است. این فولاد معمولا در سرویس دهی های پیوسته تا دمای C ֯ 815 و در سرویس دهی های متناوب تا دمای C ֯ 870 مقاومت به اکسیداسیون خوبی از خود نشان می دهد. البته باید خاطر نشان کرد استفاده طولانی مدت از ورق استیل 430 در محدوده دمایی C ֯ 600 400 منجر به تردی و شکنندگی می شود که می توان با انجام عملیات تا حدودی بر این مشکل غلبه کرد.
کاربردهای متداول استنلس استیل های فریتی دما بالا عبارتند از:
تجهیزات صنایع شیمیایی، تولید برق و صنایع فلزی
تکنولوژی کوره

خواص محصول نهایی

فولادهای آستنیتی دما بالا عمدتا برای مقاومت در برابر خوردگی دما بالا و اکسیداسیون بهینه شده اند. با این حال خواص مکانیکی خوبی نیز دارند که بخشی از آن به علت ساختار آستنیتی و بخشی دیگر به علت عناصر آلیاژی موجود در ترکیب شیمیایی این فولادهاست.
اکثر خواص مکانیکی فولادهای زنگ نزن فریتی دما بالا در دمای اتاق مشابه استنلس استیل های آستنیتی است. اما هنگامی که در معرض دمای بالا قرار گیرند (600;ͦC<) ممکن است مقاومت خزشی آن ها به یک چهارم مقاومت یک فولاد آستنیتی مقاوم در برابر حرارت در شرایط مشابه، کاهش یابد.

جوش پذیری

جوشکاری استنلس استیل آستنیتی دما بالا

ساختارهای دما بالا به این علت که در معرض تغییرات دما هستند معمولا در معرض خستگی حرارتی قرار دارند. به همین دلیل طراحی اتصالات جوشکاری بدون شیار اهمیت بسیاری دارد. به علاوه، جوش ها باید در برابر اکسیداسیون مقاوم بوده و استحکام خزشی آنها مشابه مواد جوش شده باشد.
در مواد نازک هنگامی که نفوذ کامل میسر باشد می توان از جوشکاری خودکار استفاده کرد. در صورتی که نفوذ کامل غیرممکن باشد از جوش کاری گوشه اجتناب کنید زیرا در غیر اینصورت احتمال خستگی حرارتی وجود دارد. در طراحی های بهینه جوش کاری باید در قسمت های کم تنش تجهیزات انجام شود.
گریدهای آستنیتی 4984 (ورق استیل H 304)، 4878 (ورق استیل H 321) و MATM 153
جوش پذیری گریدهای 4948 (ورق استیل H 304)، 4878 (ورق استیل H 321) و 153 MATM به علت انجماد فریتی منطقه جوش، مشابه گروه Cr-Ni است. هنگام جوشکاری MAG با فیلر 21 10 N ممکن است برای جوش پذیری مناسب، به یک منبع برق با جریان پالس نیاز باشد.
گریدهای آستنیتی 4833 (ورق استیل S 309)، 4828 (ورق استیل 309) و 253 MA®
برای استفاده از گرید 253 MA® در دماهای بالا، باید از جوشکاری TIG، پلاسما یا MAG استفاده کرد. جوشکاری MAG برای پایداری قوس و بهبود سیالیت به تجهیزات مدرن پالس و استفاده از گازهای محافظ ویژه ای که دارای Ar، He و O2/CO2 نیاز دارد.

ورق استیل

 

گریدهای آستنیتی 4845 (ورق استیل S 310) و 4841

این فولادهای کاملا آستنیتی در برابر ترک های گرم آسیب پذیر هستند و به همین علت حداکثر حرارتی که می توان به آن ها وارد کرد برابر 1.0 kJ/mm است. به همین دلیل نمی توان از جوشکاری SAW برای این فولادها استفاده کرد. با استفاده از فیلر و یک فلاکس/پوشش اساسی می توان احتمال ایجاد ترک گرم را کاهش داد. هنگام جوشکاری استنلس استیل های نسوز (همچون ورق استیل S 310) به فولادهای کربنی می توان از فیلرهای 23Cr 12Ni استفاده کرد. در صورتی که احتمال کاهش مقاومت در مناطق متاثر از حرارت (HAZ) در فولاد کربن بالا باشد، استفاده از فیلر پایه نیکل گزینه بهتریست. دلیل این کار این است که اگر کربن ساختار فلز در مناطق کم کربن فلز جوش پخش شود، آنوقت مناطق متاثر از حرارت در کربن فولاد استحکام خود را از دست خواهند داد. جوشکاری تعمیری در تجهیزات دما بالای آسیب دیده به آسانی با جوش MMA انجام می شود. اما باید قبل از جوشکاری تمام مناطق مغناطیسی نزدیک به نقطه جوش حذف شوند زیرا ممکن است دارای فازهای شکننده باشند. ماشین کاری و آسیاب کاری روش های مناسبی برای این کار هستند.

جوش کاری استنلس استیل فریتی دما بالا

این دسته از فولادهای فریتی عمدتا در کاربردهای دما بالا و با حضور اتمسفر سولفور و/یا بار کششی کم استفاده می شوند. جوش پذیری آن ها محدود است و مناطق متاثر از حرارت (HAZ) میکروساختاری فریتی-مارتنزیتی دارند. کروم اصلی ترین عنصر آلیاژی در فولادهای ضدزنگ فریتی دما بالا است. تاثیر مثبت کروم بر مقاومت در برابر پوسته شدن (scaling) با افزودن سیلیکون و آلومینیوم تقویت می شود. فولادهایی که عناصر آلیاژی (کروم کمتر یا فاقد سلسیم و آلومینیوم) کمتری دارند برای استفاده در محدوده دمایی 550 ;ͦC تا 850 ;ͦC مناسب هستند. فولادهای زنگ نزن فریتی با عناصر آلیاژی بیشتر برای استفاده تا دمای 1150 ;ͦC مناسب هستند و در برابر محیط های حاوی گازسولفور مقاومت فوق العاده ای دارند. وجود آلومینیوم در ترکیب ابن فولادها موجب تشکیل رسوباتی می شود که حساسیت فولاد به رشد دانه ها حین جوش کاری را کاهش می دهد. به همین دلیل می توان این فولادها را با ضخامت بیش از 10 mm تولید و جوش کاری کرد.

گریدهای فریتی 4713، 4724، 4742 و 4762

اقدامات پیش گیرانه ای که در این گریدها باید صورت گیرد مشابه فولاد کربنی است. نقاط جوش کاری در مواد ضخیم تر از 3 mm باید از قبل جوشکاری تا دمای 200-300 ;ͦC گرم شوند و دمای بین پاسی نیز باید در همین محدوده باشد. به علت رشددانه در مناطق متاثر از حرارت، حرارت ورودی باید تا حد ممکن کم باشد. و بهتر است از روش های جوشکاری با گاز محافظ استفاده شود. باید از آرگون خالص به عنوان گاز محافظ استفاده شود. استفاده از فیلرهای مشابه فولاد تاثیر منفی بر شکل پذیری فولاد دارد و به همین دلیل است که معمولا از مواد مصرفی جوش کاری آستنیتی مانند 18 8 Mn, 23 12, 25 20 استفاده می-شود. در صورتی که قرار است جوش در تماس با محیط سولفوری قرار گیرد، باید روی آن با فیلر فریتی مشابه فولاد، جوش داده شود.

مقاومت در برابر خوردگی

در بسیاری از موارد مقاومت یک ماده در برابر خوردگی در دمای بالا به توانایی آن ماده در تشکیل یک لایه اکسید محافظ بستگی دارد. در اتمسفرهای کاهنده زمانی که این لایه تشکیل نشود (یا حفظ نشود) این ترکیب آلیاژی ماده است که مقاومت ماده در برابر خوردگی را تعیین می کند.

امتیاز شما به این مطلب چقدر است؟


ارسال نظر درباره این موضوع

Loading...
تماس بگیرید