کاربردهای تکنیکی ورق استیل: بخش اول

مقدمه:

نام ورق استیل انواع فولادهای مقاوم در برابر خوردگی که حاوی عناصر آلیاژی مربوط جهت افزایش مقاومت به خوردگی هستند را پوشش می دهد. تغییر محتوای کروم و افزودن عناصر دیگر مانند نیکل، مولیبدن، تیتانیوم و نیوبیم، خواص مکانیکی و فیزیکی فولاد را تغییر می‌دهد. این منجر به صدها گرید مختلف ورق استیل می شود که توسط طیف وسیعی از استانداردهای ملی و بین المللی پوشش داده شده است.

خانواده گریدهای ورق استیل:

هر یک از گریدها در یکی از پنج خانواده ورق استیل گروه بندی می شوند. این خانواده ها به دلیل ریزساختار متالورژیکی آنها نامگذاری شده اند که شامل پنج گروه آستنیتی، فریتی، دوبلکس، مارتنزیتی و رسوب سخت شده هستند.

ورق های استیل فریتی:

عدم وجود عناصر آلیاژی دیگر به این معنی است که ورق استیل فریتی به عنوان فولادهای کروم ساده شناخته می شود. آنها دارای محتوای کروم بین 12 تا 18 درصد هستند. محتوای کربن در ورق استیل فریتی بسیار کم است، همین امر باعث گردیده تا دارای خواص زیر باشد:

• مقاومت خوردگی متوسطی داشته باشد
• در برابر خوردگی تنشی حساس نیستند
• مغناطیسی هستند
• با عملیات حرارتی سخت نمی شود
• همیشه در شرایط آنیل شده استفاده می شوند
• دارای جوش پذیری ضعیف برای اکثر گریدها باشند

گریدهای فریتی متداول شامل ورق استیل اختصاصی 430 و ارزان ترین ورق استیل، ورق استیل درجه 409 است. ورق استیل 409 به دلیل ترکیبی از قیمت پایین، مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری عالی، ماده انتخابی برای اگزوزهای خودرو است.

ورق های استیل آستنیتی:

افزودن نیکل به ورق استیل به مقدار کافی، ریزساختار را به "آستنیت" تغییر می دهد. 70 درصد ورق استیل تولیدی تجاری از نوع آستنیتی است. رایج ترین گرید ورق استیل 304 (1.4301) است. در سطح جهان، 304 بیش از 50 درصد از ورق استیل مصرفی را تشکیل می دهد. نام رایج 304 ورق استیل 8-18 است. این نام به ترکیب متوسط 18٪ کروم و 8٪ نیکل اشاره دارد. گاهی اوقات به طور کلی برای ورق استیل آستنیتی غیر از 304 استفاده می شود، حتی اگر ترکیب واقعی آن بسیار متفاوت باشد.

برخی از ویژگی های ورق استیل آستنیتی عبارتند از:

• مقاومت در برابر خوردگی عالی
• غیر مغناطیسی در هنگام بازپخت
• با کار سرد سریع مستحکم می شود
• با عملیات حرارتی سخت نمی شود
• شکل پذیر است و به راحتی تغییر شکل داده می شود
• جوش پذیری عالی
• بهداشتی با قابلیت تمیزکاری عالی
• عملکرد خوب در دماهای بالا
• عملکرد عالی در دماهای پایین

به غیر از ورق استیل 304، سایر گریدهای آستنیتی رایج عبارتند از گرید محبوب دریایی، ورق استیل 316 و درجه میله ماشینکاری، ورق استیل 303.

ورق های استیل مارتنزیتی:

اولین ورق استیلی که برای کاربردهای تجاری ساخته شد، ورق استیل مارتنزیتی بود. از این فولادها برای کارد و چنگال استفاده می شد. در مقایسه با سایر ورق های استیل، گروه ضد زنگ مارتنزیتی دارای محتوای کربن نسبتاً بالایی است (0.1 تا 1.2٪). مانند ورق استیل فریتی، آنها فولادهای کرومی ساده هستند که بین 12 تا 18 درصد کروم دارند.

ویژگی های ورق استیل مارتنزیتی عبارتند از:

• مقاومت در برابر خوردگی متوسط
• قابل عملیات حرارتی
• مغناطیسی
• عدم توانایی در سرد شدن
• جوش پذیری ضعیف

گریدهای مارتنزیتی شامل ورق استیل 420 است که در کاربردهای مهندسی مانند شفت استفاده می شود.  ورق استیل 440 سخت ترین و مقاوم ترین ورق استیل در برابر سایش است.

ورق های استیل دوبلکس:

ورق استیل دوبلکس نام خود را از این واقعیت گرفته است که دارای هر دو ساختار فریتی و آستنیتی هستند. آنها دارای محتوای کروم نسبتاً بالایی بین 18 تا 28٪ می باشند. میزان نیکل در حد متوسط 4.5 تا 8 درصد است. در این سطح، محتوای نیکل برای ایجاد یک ساختار کاملاً آستنیتی بسیار کم است. این منجر به یک ریزساختار دوبلکس حاوی هر دو فاز فریتی و آستنیتی می شود. ورق استیل دوبلکس همچنین دارای 2.5 تا 4٪ مولیبدن است. مزیت اصلی ضد زنگ دوبلکس ترکیبی از خواص به دست آمده از ورق استیل آستنیتی و فریتی است.

ورق استیل دوبلکس دارای خواص زیر است:

• مقاومت در برابر خوردگی عالی
• افزایش مقاومت در برابر حمله کلرید
• مقاومت خوب در برابر ترک خوردگی تنشی
• استحکام کششی و تسلیم بالاتر از درجه آستنیتی یا فریتی
• جوش پذیری خوب
• شکل پذیری خوب

ورق استیل 2205 با مقاومت در برابر خوردگی عالی، در مبدل های حرارتی، مخازن شیمیایی و پالایشگاه ها استفاده می شود.

ورق استیل رسوب سخت شده:

ورق استیل رسوب سخت شده می تواند مارتنزیتی، نیمه آستنیتی یا آستنیتی باشد. آنها خواص ترکیبی مقاومت به خوردگی از گریدهای آستنیتی را با قابلیت عملیات حرارتی درجه های مارتنزیتی ارائه می دهند. گریدهای رسوب سخت شده مانند PH 17-4 (همچنین به عنوان ورق استیل 630 نیز شناخته می شود)، به عنوان میله های تصفیه شده با محلول عرضه می شوند. سپس می توان آنها را قبل از سخت شدن ماشینکاری کرد. فرآیند سخت شدن این ورق یک مرحله ای با دمای پایین پیری است.

ویژگی های ورق استیل رسوب سخت شده عبارتند از:

• مقاومت در برابر خوردگی خوب تا متوسط
• جوش پذیری خوب
• استحکام بسیار بالا
• مغناطیسی

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی