ورق استیل چیست ؟

  1. مطالب مفید
  2. آشنایی با انواع گرید، مشخصات و ویژگی های ورق استیل
آشنایی با انواع گرید، مشخصات و ویژگی های ورق استیل

با توجه به نقش موثر ورق استیل در صنایع مختلف بررسی مشخصات و ویژگی های این محصول و آشنایی با ابعاد مختلف این خصوصیات از ملزومات صنعت است.

آشنایی با انواع گرید، مشخصات و ویژگی های ورق استیل

جهت خرید ورق استیل بصورت ورق ارجینال یا کویل استیل می توانید از طریق شماره تماس : 02188175909 با کارشناسان بخش فروش توان فلز تماس بگیرید.

فهرست موضوعات


فولاد زنگ نزن (استنلس استیل) به مجموعه ای از فولادهای مقاوم در برابر خوردگی که دارای حداقل 11% کروم هستند گفته می شود. تغییر مقدار کروم و افزودن عناصر دیگری مانند نیکل، مولیبدن، تیتانیوم و نوبیوم خواص مکانیکی و فیزیکی این فولادها را تغییر می دهد. این کار منجر به تولید صدها گرید مختلف ورق استیل شده که باید از استانداردهای ملی و بین المللی پیروی کنند.

دسته بندی انواع ورق استیل

گریدهای ورق استیل به پنج دسته تقسیم می شوند. نامگذاری این دسته ها بر اساس میکروساختار متالورژی آن ها صورت گرفته است. این پنج دسته عبارتند از: آستنیتی، فریتی، داپلکس، مارتنزیتی و رسوب سختی.

ورق استیل فریتی

در ورق استیل فریتی به جز کروم از سایر عناصر آلیاژی استفاده نمی شود. مقدار کروم در این فولادها بین 12 تا 18% است. مقدار کربن ورق استیل فریتی بسیار کم است.
ورق استیل فریتی:
مقاومت متوسطی در برابر خوردگی دارند
در برابر خوردگی تنشی آسیب پذیر نیستند
مغناطیسی هستند
نمی توان آن ها در عملیات حرارتی سخت کرد
همیشه از آن ها در شرایط بازپخت یا آنیل استفاده می شود
اکثر گریدهای آن جوش پذیری ضعیفی دارند
ورق استیل 430 و 409 که ارزان ترین ورق استیل است، از متداولترین گریدهای ورق استیل فریتی هستند. از گرید 409 به علت قیمت پایین، مقاومت در برابر خوردگی و فرم پذیری عالی در ساخت اگزوز خودروها استفاده می شود. ورق استیل 430 بیشترین میزان از فروش را در فولادهای فریتی به خود اختصاص داده است.

سطوح ورق  استیل

ورق استیل آستنیتی

با افزودن نیکل به ترکیب استنلس استیل، میکروساختار آن به «آستنیت تبدیل می شود.
%70 تولیدات تجاری این فولادها از نوع آستنیتی هستند. متداول ترین گرید، ورق استیل آستنیتی 304 (1.4301) است.
بیش از نیمی از نیمی فروش کل فولادهای زنگ نزن به استیل 304 اختصاص دارد. یکی از اسامی متداول ورق استیل 304، 18/8 است. این نام به ترکیب میانگین این فولاد، 18% کروم و 8% نیکل اشاره دارد. علی رغم متفاوت بودن ترکیب سایر گریدهای آستنیتی، گاهی اوقات از این نام به طور کلی برای اشاره به ورق استیل آستنیتی استفاده می شود.
برخی از ویژگی های ورق استیل آستنیتی عبارتند از:
مقاومت عالی در برابر خوردگی
پس از آنیل شدن غیرمغناطیسی هستند
با اعمال کار سرد روی این فولادها سریعا کارسخت می شوند.
نمی توان آن ها را با عملیات حرارتی سخت کرد.
داکتیلیته و فرم پذیری بالایی دارند
جوش پذیری فوق العاده ای دارند
بهداشتی و قابلیت تمیز شدن فوق العاده ای دارند
عملکرد مناسبی در دماهای بالا دارند
عملکرد مناسبی در دماهای پایین دارند
علاوه بر استیل 304، ورق استیل 316 برای کاربردهای دریایی و گرید 303 برای ماشین کاری نیز از سایر گریدهای متداول ورق استیل آستنیتی هستند.
در بین استنلس استیل های آستنیتی سری 300 ورق استیل نسوز 310 به بالاترین قیمت را به دلیل داشتن بیشترین نیکل و کروم در ترکیب شیمیایی خود دارد.

ورق استیل مارتنزیتی

استنلس استیل مارتنزیتی اولین فولاد زنگ نزنی بودند که برای استفاده در کاربردهای تجاری ساخته شدند. از این فولادها برای ساخت قاشق و چنگال استفاده می شد. ورق استیل مارتنزیتی در مقایسه با سایر ورق استیل، کربن بیشتری دارند (0.1 1.2%). این فولادها درست مانند ورق استیل فریتی عمدتا حاوی 12 تا 18% کروم هستند.
ویژگی های ورق استیل مارتنزیتی عبارتند از:
مقاومت متوسط در برابر خوردگی
می توان عملیات حرارتی روی آنها انجام داد
دارای خاصیت مغناطیسی هستند
شکل پذیری سرد ضعیفی دارند
جوش پذیری ضعیف
از عمده ترین فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی می توان به ورق استیل 420 که در کاربردهای مهندسی مانند شفت ها استفاده می شود و ورق استیل 440C که سخت ترین و مقاوم ترین رده آلیاژی در برابر سایش است، اشاره کرد.

ورق استیل داپلکس

نامگذاری این ورق استیل به اسم داپلکس (دوفازی) به این علت است که آن ها هم میکروساختار فریتی و هم میکروساختار آستنیتی دارند. مقدار کروم آن ها زیاد و بین 18 تا 28% است. مقدار نیکل آن ها متوسط و بین 4.5 تا 8% است.
مقدار نیکل این فولادها برای تشکیل ساختار کاملا آستنیتی، بسیار کم است. این کار منجر به تشکیل میکروساختار داپلکس می شود که هردو فاز فریتی و آستنیتی را دارد.
در ورق استیل داپلکس مقدار 2.5 تا 4% مولیبدن نیز وجود دارد.
برتری اصلی این فولادها داشتن ترکیبی از خواص ورق استیل آستنیتی و فریتی است.
از عمده ترین ویژگی های ورق استیل داپلکس می توان به موارد زیر اشاره کرد:
مقاومت عالی در برابر خوردگی
مقاومت خوب در برابر حملات کلراید
مقاومت خوب در برابر ترک ناشی از خوردگی تنشی
استحکام کششی و تسلیم آن از گریدهای آستنیتی و فریتی بیشتر است
جوش پذیری مناسب
فرم پذیری مناسب
از ورق استیل داپلکس 2205 که مقاومت عالی در برابر خوردگی دارد در مبدل های حرارتی، تانک های ذخیره مواد شیمیایی و تجهیزات پالایشگاه ها استفاده می شود.

ورق استیل

ورق استیل رسوب سختی

ورق استیل سختی رسوبی می توانند از نوع مارتنزیتی، نیمه آستنیتی یا آستنیتی باشند. این فولاد ترکیبی از مقاومت گریدهای آستنیتی در برابر خوردگی و قابلیت عملیات حرارتی پذیری استنلس استیل های مارتنزیتی را ارائه می دهند.
فولادهای زنگ نزن رسوب سختی مانند گرید 17-4 PH (به آن استیل 630 نیز گفته می شود) به صورت صورت مقاطع گرد و در شرایط آنیل شده (آنیل محلولی) عرضه می شوند. می توان پیش از سخت کاری، روی آن ها عملیات ماشین کاری انجام داد.
پروسه سخت کاری این رده آلیاژی شامل یک مرحله پیرسازی در دمای پایین است.
به طور کلی خواص ورق استیل سختی رسوبی عبارتند از:
مقاومت متوسط الی خوب در برابر خوردگی
جوش پذیری مناسب
استحکام بسیار بالا
مغناطیسی

مشخصات ورق استیل

ترکیب گرید ها، خواص مکانیکی و مشخصات تولیدی ورق استیل باید از محدوده ای از استانداردهای ملی و بین المللی پیروی کند. علی رغم اینکه هنوز همچنان از سیستم شماره گذاری سه رقمی AISI (مانند 304 و 316) برای دسته بندی انواع ورق استیل (استنلس استیل) استفاده می شود، اما سیستم های دسته بندی جدیدی توسعه یافته اند.
در این سیستم ها که توسط سازمان های SAE و ASTM تعریف شده اند، از یک شماره UNS شامل 1 حرف و 5 عدد مانند S30400 استفاده می شود. کشورهای اروپایی در حال فراگیری استانداردهای یکپارچه Euronorm هستند. این کشورها استانداردهای Euronorm را جایگزین استانداردهای خود کرده یا استانداردهای خود را برای سازگاری با استانداردهای Euronorm تغییر می دهند. از نامگذاری های دیگری رو به منسوخ شدن هستند می توان به اعداد BS و EN مانند 304S31 و 58E اشاره کرد.
برخی گریدها از اعداد استاندارد استفاده نمی کنند زیرا ممکن است این گریدها متعلق به کمپانی خاصی باشند یا با استفاده از استانداردهای کاربردهای اختصاصی دیگری، مانند سیم های جوش نامگذاری شده باشند.
استانداردهای ورق استیل در راهنمای مشخصات ورق استیل از انجمن ورق استیل بریتانیا شرح داده شده اند. این راهنما با نام راهنمای آبی BSSA نیز شناخته می شود.
در جدول 1 فهرستی از گریدهای ورق استیل، نامگذاری پیشینآن ها با سیستم BS و شماره جدید آن ها درسیسیتم UNS و EN ارائه شده است.
جدول 1. گریدهای ورق استیل و اسامی بین المللی آن ها

Euronorm No BS UNS No گرید
1.4310 301S21 S30100 301
1.4319 302S25 S30200 302
1.4305 303S31 S30300 303
1.4301 304S31 S30400 304
1.4306 304S11 S30403 304L
1.4948 - S30409 304H
1.4567 394S17 S30430 (302HQ)
1.4303 305S19 S30500 305
1.4833 309S24 S30908 309S
1.4840 310S24 S31000 310
1.4845 310S16 S31008 310S
1.4841 314S25 S31400 314
1.4401 316S31 S31600 316
1.4404 316S11 S31603 316L
- 316S51 S31609 316H
1.4571 320S31 S31635 316Ti
1.4541 321S31 S32100 321
1.4550 347S31 S34700 347
1.4000 403S17 S40300 403
1.4002 405S17 S40500 405
1.4512 409S19 S40900 409
1.4006 410S21 S41000 410
1.4005 416S21 S41600 416
1.4021 420S37 S42000 420
1.4016 430S17 S43000 430
1.4125 - S44004 440C
1.4521 - S44400 444
1.4542 - S17400 630
1.4539 904S13 N08904 (904L)
1.4835 - S30815 (253MA)
1.4462 318S13 S31803 (2205)
1.4003 - S41003 (3CR12)
1.4565 - S34565 (4565S)
1.4501 - S32760 (Zeron100)
1.4507 - S32520 (UR52N+)

سازمان ASTM نامگذاری های داخل پرانتز را به رسمیت نمی شناسد. انواع بسیاری از گریدها و مشخصات دیگر نیز وجود دارند.

خواص مکانیکی ورق استیل

خواص مکانیکی مورد نیاز معمولا در مشخصات خرید ورق استیل بیان می شوند. حداقل خواص مکانیکی، مطابق با استانداردهای گوناگون و با توجه به نوع مواد و فرم محصول تعیین می شود. دارا بودن این خواص مکانیکی استاندارد نشان می دهد که مواد به خوبی و با کیفیت مناسب تولید شده است. سپس مهندسان می توانند از این مواد در سازه هایی استفاده کنند که از نظر بار اعمالی و فشار ایمن هستند.
خواص مکانیکی که در محصولات تخت نورد شده اعلام می شوند معمولا مقاومت کششی، تنش تسلیم، افزایش طول و سختی برینل یا راکول هستند. خواصی که معمولا برای میله ها، لوله ها، پایپ ها و اتصالات اعلام می شوند مقاومت کششی و تنش تسلیم هستند.

استحکام تسلیم ورق استیل

در ورق استیل آستنیتی آنیل شده برخلاف فولادهای نرم، استحکام تسیلم تنها بخش کوچکی از مقاومت کششی است. در فولادهای کربنی استحکام تسلیم حدود 65-70% استحکام کششی است. این میزان در ورق استیل آستنیتی برابر 40-45% است.
استحکام تسلیم به سرعت و به میزان زیادی با اعمال کارسرد افزایش می یابد. برخی از فرم های ورق استیل مانند فنر سیمی تمپرشده، را می توان سردکاری کرد و استحکام تسلیم را تا 80-95% استحکام کششی افزایش داد.

داکتیلیته ورق استیل

نرخ بالای کارسختی و افزایش الانگیشن/شکل پذیری بالای ورق استیل باعث می شود شکل دهی آن بسیار راحت باشد. به علت این خواص، ورق استیل ممکن است در عملیات هایی مانند کشش عمیق به شدت تغییر شکل دهد.
شکل پذیری معمولا به صورت درصد افزایش طول پیش از آن که فولاد در تست کشش ترک بخورد اندازه گیری می شود. میزان افزایش طول در ورق استیل آستنیتی آنیل شده به طور خارق العاده ای بالاست. این رقم در حدود 60-70% است.


سختی ورق استیل

سختی به معنای مقاومت در برابر نفوذ به سطح مواد است. دستگاه های اندازه گیری سختی، عمقی که یک ایندنتر بسیار سخت می تواند به سطح مواد نفوذ کند را اندازه گیری می¬کنند. برای این کار از ماشین های برینل، راکول و ویکرز استفاده می شود. شکل ایندنتر و روش اعمال نیرو در هریک از ماشین ها متفاوت است. و به همین تبدیل اعداد این اندازه گیری ها به یکدیگر، مقداری تقریبی است.
گریدهای مارتنزیتی و سختی رسوبی را می توان در عملیات حرارتی و سایر گریدها را می توان با سردکاری سخت کرد.

استحکام کششی ورق استیل

استحکام کششی تنها خاصیت مکانیکی مورد نیاز در مقاطع گرد (میلگرد) و سیم هاست. در حالی که در سرتیفیکیت های مرتبط با ورق استیل ویژگی های دیگری نیز همچون استحکام تسلیم، درصد ازدیاد طول و سختی نیز بیان می شوند. ممکن است از گریدهای یکسان اما با استحکام کششی گوناگون در کاربردهای کاملا متفاوتی استفاده شود. استحکام کششی سیم ها و میله ها با نوع استفاده نهایی آنها پس از شکل دهی به آنان، رابطه مستقیمی دارد.
فنرهای سیمی معمولا پس از شکل دهی، بیشترین استحکام کششی را دارند. این استحکام بالا به علت کارسرد فنر است. بدون این استحکام سیم نمی تواند به صورت فنر عمل کند.
استحکام کششی و تسلیم انواع مختلف ورق استیل، متفاوت است. مقادیر استحکام برای انواع ورق استیل آنیل شده در جدول 2 ارائه شده است.
جدول 2. مقادیر استحکام در انواع مختلف ورق استیل آنیل شده

استحکام کششی استحکام تسلیم ریزساختار
250 600 آستنیتی
450 700 داپلکس
280 500 فریتی
350 650 مارتنزیتی
1100 1000 سختی رسوبی

خواص فیزیکی ورق استیل

از ورق استیل بخاطر خواص فیزیکی بی نظیرش مانند مقاومت در برابر خوردگی، استفاده می شود.
ورق استیل علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی، خواص فیزیکی سودمند دیگری نیز دارد که برخی از آنها عبارتند از:
مقاومت در دمای بالا و پایین
سهولت در شکل دهی و تولید
استحکام بالا
زیبایی ظاهری
پاکیزگی و سهولت در پاکسازی
طول عمر بالا
قابل بازیافت
تراوایی مغناطیسی پایین

مقاومت ورق استیل در برابر خوردگی

انواع ورق استیل (ورق استنلس استیل) مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند. گریدهای کم آلیاژ می-توانند در شرایط نرمال در برابر خوردگی مقاومت کنند. گریدهای آلیاژ بالا می توانند در برابر خوردگی اکثر اسیدها، محلول های قلیایی و محیط های کلرایدی مقاومت کنند.
مقاومت ورق استیل در برابر خوردگی به علت کروم آن است. به طور کلی در ورق استیل حداقل حدود 10.5% کروم وجود دارد. کروم موجود در آلیاژ منجر به تشکیل یک لایه اکسید محافظ با قابلیت خود ترمیمی می شود که در تماس با هوا به طور خودکار تشکیل می گردد. ماهیت خودترمیمی این لایه اکسید به این معناست که مقاومت ورق استیل در برابر خوردگی فارغ از روش شکل دهی، بدون تغییر باقی می ماند. حتی اگر سطح مواد بریده شود یا آسیب ببیند، فولاد خود را ترمیم کرده و مقاومت آن در برابر خوردگی تغییری نمی کند.

مقاومت عالی در برابر دما

برخی گریدهای ورق استیل در برابر اسکیلینگ (scaling) یا پوسته شدن مقاوم هستندو در دماهای بسیار بالا استحکام خود را حفظ می کنند. برخی گریدهای دیگر می توانند خواص مکانیکی خود را در دماهای بسیار پایین (دمای زیر صفر درجه سانتی گراد کاربردهای برودتی) نیز حفظ کنند.

شکل دهی آسان به ورق استیل

برشکاری، جوشکاری، فرم و شکل دهی و ماشین کاری اکثر گریدهای ورق استیل را می توان با استفاده از روش ها و تجهیزات استاندارد مورد استفاده در سایر انواع فولاد انجام داد.

استحکام بالا

طراحی قطعات و روش های شکل دهی را می توان به گونه ای تغییر داد تا از مزایای کارسختی ورق استیل که با سردکاری حاصل می شود، استفاده کنند. استحکام بالایی که با این کار ایجاد می شود به ما اجازه می دهد تا از مواد با ضخامت کمتر استفاده کرده و وزن قطعات و هزینه ها را کاهش دهیم.
در سایر گریدهای ورق استیل می توان با انجام عملیات حرارتی استحکام فولاد را افزایش داد.

زیبایی ظاهری ورق استیل

انواع پرداخت کاری سطحی را می توان روی ورق استیل پیاده  کرد. همچنین می توان پس از شکل دهی آن را پولیش کرد تا ظاهری زیبا داشته باشد. پاکسازی و پاک نگهداشتن سطح ورق استیل بسیار آسان است.

پاکیزگی و سهولت در پاکسازی

ورق استیل سمی نیست و به سادگی تمیز می شود. این ویژگی ورق استیل را به گزینه ای ایده آل برای استفاده در بیمارستان ها، آشپزخانه ها، کارخانه های مواد غذایی، نوشیدنی ها و داروسازی تبدیل می کند.

ورق استیل

طول عمر بالا

دوام بالا و مقاومت به خوردگی ورق استیل در برابر خوردگی به این معناست که عمر آن از بسیاری محصولات دیگر بیشتر است. ورق استیل به علت هزینه پایین نگهداری در مقایسه با سایر مواد پایین هزینه چرخه عمر (تعمیر و نگداری) را دارد.

قابلیت بازیافت

ورق استیل کاملا قابل بازیافت است. ورق استیل جدید معمولا به میزان 50 تا 80% از مواد بازیافتی ساخته  شده اند. قراضه ورق استیل را می توان به خاطر ارزشی که به عنوان ماده خام دارد، انبار کرد.

تراوایی مغناطیسی ورق استیل

تراوایی مغناطیسی، توانایی یک ماده برای جذب یک مغناطیس یا آهنرباست. در میان انواع ورق استیل، تنها گریدهای آستنیتی مغناطیسی نیستند. در بین استنلس استیل های آستنیتی به جز ورق استیل 310 و 316، می توان با کارسرد مقداری خاصیت مغناطیسی به این فولادها القا کرد.
این اطلاعات بر اساس اطلاعات مواد کمپانی Aalco فروشنده فلزات آهنی و غیرآهنی تهیه و گردآوری شده است.