ورق استیل، انواع ورق استیل - ورق استنلس استیل 304 و 316 و 321 و 410 و 420 و 430 و 309 و 310

فولادهای زنگ نزن ، ضد زنگ یا استنلس استیل که به اختصار استیل نامیده می شوند . خانواده ای از فولادهای آلیاژی است که حاوی ۳۰-۱۰ درصد کروم می باشد. استیل ها دارای دو مشخصه اساسی هستند: مقاومت در برابر خو

 

 

فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل (به انگلیسی: Stainless Steel) به فولادهایی با مقدار عناصر آلیاژی بالا گفته می‌شود که توانایی مقاومت بهخوردگی در اتمسفرهای خورنده و دماهای بالا را داشته باشند. فولادهای ضد زنگ معمولی حاوی آهن و کربن به علاوه حداقل ۱۱ درصد کرومهستند که عامل اصلی مقاومت به خوردگی آنهاست.


بیش از صد گرید از استیل وجود دارد که به ۵ خانواده تقسیم می شوند. مهمترین دسته از این خانواده ها ، استیل های آستنیتی هستند که حدود ۲۶-۱۶ درصد کروم و بسته به نوع کاربردشان(محیط و دمای کاری) تا حدود ۲۶ درصد نیکل دارند و میزان کربن درآنها پایین است. این دسته از استیل ها که فاقد خواص مغناطیسی هستند در اصطلاح به استیل نگیر معروفند و قابلیت سختکاری با عملیات حرارتی را ندارند. از مهمترین آنها می توان به استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ اشاره نمود.

ورق های استیل 410 و 420 از نوع استیل های مارتنزیتی و با قابلیت عملیات حرارتی می باشند و ورق استیل 430 از نوع استیل های فریتی بوده و قابلیت عملیات حرارتی ندارند و هر سه مور دارای خاصیت مغناطیسی بوده و جذب آهن ربا می شوند بهمین دلیل در اصطلاح به ورق های ((بگیر)) معروفند. در ذیل بصورت مفصل در ارتباط با ورق های استیل 410 و 420 و 430 توضیحاتی ارائه خواهد شد.

هر چه میزان کروم بیشتر باشد در این صورت مقاومت به اکسیداسیون و دمای بالا بیشتر می شود. ورق های استیل سری ۳۰۰(استیل های آستنیتی) بدلیل میزان کروم بالا(حداقل  18‎٪)  توانایی تحمل دماهای تا ۸۷۰ درجه سانتی گراد بدون اکسید شدن را دارند. گریدهایی نظیر ورق استیل نسوز ۳۰۹ تا ۹۸۰ درجه و ورق استیل نسوز ۳۱۰ تا ۱۰۳۵ درجه سانتی گراد قابلیت مقاومت در برابر اکسیداسیون را دارا می باشند.

 

 

ورق استیل 410:

استیل های 410 از نوع فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی هستند . ورق استیل های 410 مانند بسیاری از فولادها قابلیت سختی پذیری از طریق عملیات حرارتی کوئنچ – تمپر را دارا می باشند.

این فولادها دارای حداقل 11.5 درصد کروم می باشند. با توجه به موارد استیل 410 دارای مقاومت به خوردگی، استحکام، سختی و مقاومت به سایش خوبی هستند.

ساختار مارتنزیتی آنها سبب جذب آهنربا شده لذا در اصطلاح به استیل بگیر  معروف هستند.

در حالت کلی مقاومت به خوردگی استنلس استیل های سری 400 نسبت به استنلس استیل های سری 300 (استیل های آستنیتی) پایین تر است. از جمله کاربرد های ورق استیل 410 می توان به استفاده در ساخت کارد و چنگال، پیچ و مهره پیچ گوشتی و … اشاره نمود.

 

ورق استیل 309  ( ورق استیل نسوز و مقاوم به حرارت)

استیل 309 از جمله استیل های آستنیتی کروم و نیکل دار است ،  مقاومت ورق استیل 309 به حرارت و اکسیداسیون و حفظ استحکام در درجه حرارت بالا (مقاومت به خزش) و مقاومت به خوردگی از مهمترین ویژگی آن است.

ورق استیل 309 چقرمگی و قابلیت جوشکاری مناسب داشته و قابلیت سخت کاری از طریق عملیات حراراتی را ندارد. گرید 309S ورژن کم کربن استیل 309 است که قابلیت جوشکاری بالاتری نسبت به 309 دارد. جهت افزایش سختی در برخی از موارد بر روی آن کار سرد انجام می دهند.

با توجه به ساختار آستنیتی، استیل 309 خاصیت مغناطیسی نداشته و جذب آهنرب نمی شود و در اصطلاح به استیل نگیر  معروف است.

پس از کار سرد بر روی استیل 309 امکان تبدیل بخش جزئی آستنیت به مارتنزیت وجود دارد که در این صورت ممکن است بصورت جزئی خاصیت مغناطیسی بدست آورد.

با توجه به مقاومت به حرارت بالای استیل 309، بیشترین کاربرد آن شامل پوسته و قطعات کوره، المان های حرارتی، قطعات موتور جت و هواپیما، تجهیزات نفت و گاز و پتروشیمی، نیروگاه ها، مبدل های حرارتی، قطعات اگزوز خودرو ها .

 

مقاومت به خوردگی ورق استیل 309 :

مقاومت به خورگی استیل 309 بسیار عالیست. در محیط های دریایی و آب های شور مقاومت به خوردگی بیشتری نسبت به استیل 304 دارد.

همچنین در محیط های اسیدی مقاومت به خوردگی بسیار خوبی دارد لذا جهت نگهداری و حمل و نقل اسیدنیتریک ، اسید سولفوریک، اسیدهای ترکیبی، اسید استیک، اسید سیتریک و … استفاده می شود. استیل 309 مقاومت به حرارت بسیار بالایی دارد و دمای اکسید شدن و زنگ زدن در آنها حدود 1093 درجه سانتی گراد می باشد. در مواقعی که نوسانات دمایی وجود دارد، برای  دماهای بالاتر از 980 درجه سانتی گراد نباید استفاده شود.

قابلیت فرم پذیری:

گرید 309 قابلیت فرم دهی، کشش و حکاکی را دارا می باشد . از طریق عملیات حرارتی آنیل می توان سختی آن را کاهش و فرم پذیری آن را افزایش داد.

در حالت کلی فرم پذیری استیل 309 نسبت به اکثر استیل های سری 300 پایین تر است. برای رفع این مشکل، متال استیل ورق های 309 را هم بصورت شیت و هم بصورت رول شده  و عرض 2 متر جهت فرم دهی و نورد کاری راحت تر خدمت مشتریان محترم عرضه می نماید.

قابلیت جوشکاری:

استیل 309 بدلیل ساختار آستنیتی قابلیت جوشکاری مناسبی دارند. ولی در هر صورت بدلیل انبساط حرارتی بالا می بایست از دفرمگی حین جوشکاری جلوگیری نمود. فیلر مورد استفاده جهت جوشکاری استیل 309 معمولا از جنس خود آن یعنی الکترود 309 می باشد.

عملیات حرارتی:

استیل 309 قابلیت سختی پذیری از طریق عملیات حرارتی را ندارد.

آنیل: حرارت دهی در بازه 1038-1121 درجه سانتی گراد سپس کوئنچ در آب و یا سرد کردن سریع در هوا. برای مقاطع ضخیم بمنظور جلوگیری از تشکیل کاربید کروم آن را در آب کوئنچ می کنند و برای مقاطع نازک خنک کاری در هواست.

 

ورق استیل 310 :

استیل 310 آلیاژی با مقاومت به حرارت، خوردگی، اکسیداسیون، انعطاف پذیری، چقرمگی وجوش پذیری بالاست.

مهمترین ویژگی استیل 310 نسوز بودن و کاربرد آن در  دما بالای  می باشد. در دمای ثابت و بصورت پیوسته می تواند تا دماهای 1150 دزجه سانتی گراد و چنانچه نوسانات دمایی وجود داشته باشد تا 1040 درجه سانتی گراد می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

گرید 310 از نوع استیل های آستنیتی است و جذب آهن ربا نمی شود.

استیل 310S ورژن کم کربن استیل 310 است که قابلیت جوشکاری بهتری داشته ولی استحکام دمای بالای آن در مقایسه با 310 کمتر است.

 

مقاومت به خوردگی ورق استیل 310 :

میزان بالای کروم و نیکل در استیل 310 علاوه بر افزایش مقاومت به حرارت و نسوز بودن سبب افزایش مقاومت به خوردگی می شود، بخصوص در محیط های مایع شده است. در دمای محیط در برابر اسید نیتریک و تا دمای 425 درجه سانتی گراد در برابر نیترات ها مقاومت به خوردگی خوبی دارد.

مقاومت به حرارت و اکسیداسیون:

چنانچه دما بصورت پیوسته باشد و نوسان نداشته باشد تا دمای 1150 درجه سانتی گراد در برابر اکسیداسیون و زنگ زدن مقاومت دارد و در دما بصورت نوسانی  دمای اکسیداسیون استیل 310 حدود 1040 درجه سانتی گراد است.

از دیگر ویژگی های استیل 310 مقاومت به خستگی حرارتی و نوسانات دمایی است. معمولا در محیط هایی که دی اکسید گوگرد در دمای بالا وجود دارد از استیل 310 استفاده می شود.

  توصیه می شود جهت کاربرد در محدوده دمایی 425-860 درجه سانتی گراد از استیل 310 استفاده نشود. علت آن رسوب کاربید کروم در این محدوده است. به همین دلیل در حالت کلی از استیل 310 در دماهای بالاتر از 900 درجه سانتی گراد استفاده می شود. متال استیل پیشنهاد می کند که در دماهای زیر 900 درجه سانتی گراد از استیل 304H و یا 321 استفاده شود.

عملیات حرارتی استیل 310:

استیل 310 قابلیت سخت کاری از طریق عملیات حرارتی را ندارد.

آنیل: حرارت دهی در محدوده دمایی 1150-1040 درجه سانتی گراد و سرد کردن سریع بمنظور دستیابی به حداکثر مقاومت به خوردگی(عدم تشکیل کاربید کروم).

معمولا استیل های 310 را پس از 1000 ساعت کار در دمای بالای 650 درجه سانتی گراد آنیل می کنند تا رسوبات و کاربیدهای تشکیل شده حل شوند که در این صورت مقاومت به خوردگی و انعطاف پذیری افزایش می یابد.

جوشکاری استیل 310:

معمولا جهت جوشکاری گرید 310 از روش جوش ذوبی و از الکترود 310 استفاده می شود.

 

 

ورق استیل بگیر 410, 420, 430

ورق های استیل 410 و 420 از نوع استیل های مارتنزیتی و با قابلیت عملیات حرارتی می باشند .  ورق استیل 430 از نوع استیل های فریتی بوده و قابلیت عملیات حرارتی ندارند و هر سه مورد دارای خاصیت مغناطیسی بوده و جذب آهن ربا می شوند به همین دلیل در اصطلاح به ورق  استیل بگیر  معروفند.

 

 

ورق استیل 410:

استیل های 410 از نوع فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی هستند و مانند بسیاری از فولادها قابلیت سختی پذیری از طریق عملیات حرارتی کوئنچ – تمپر را دارا می باشند.

این فولادها دارای حداقل 11.5 درصد کروم می باشند. با توجه به موارد استیل 410 دارای مقاومت به خوردگی، استحکام، سختی و مقاومت به سایش خوبی هستند.

ساختار مارتنزیتی آنها سبب جذب آهنربا شده لذا در اصطلاح به استیل بگیر  معروف هستند. در حالت کلی مقاومت به خوردگی استنلس استیل های سری 400 نسبت به استنلس استیل های سری 300 (استیل های آستنیتی) پایین تر است. از جمله کاربرد های استیل 410 می توان به استفاده در ساخت کارد و چنگال، پیچ و مهره پیچ گوشتی و … اشاره نمود.

ترکیب شیمیایی استیل 410 در جدول ذیل نشان داده شده است:

 

همچنین خواص مکانیکی استیل 410 در حالت آنیل شده و کوئنچ تمپر شده در جداول ذیل نشان داده شده است. ملاحظه می شود با افزایش دمای تمپر استحکام و سختی کاهش و انعطاف پذیری افزایش می یابد.

 خواص مکانیکی استیل 410 پس از عملیات حرارتی آنیل

سختی(Rb) :ازدیاد طول (درصد) استحکام تسلیم

(MPa) : استحکام کششی

 

 

جدول: خواص مکانیکی استیل 410 پس از عملیات حرارتی کوئنچ تمپر(بر مبنای دمای تمپر)

ضربه چارپی(J)

سختی(HB) ازدیاد طول (درصد) استحکام تسلیم

(MPa)

استحکام کششی

(MPa)

دمای تمپر

(سانتی گراد)

30

388 16 1000 1310 204
36 25 14 960 1240

316

*

401 16 950 1405 427
* 321 16 730 985

538

39

255 20 675 870 593
80 225 23 575 755

650

* با توجه به تردی بوجود آمده در بازه دمایی 425-600 درجه سانتی گراد و حاصل شدن انرژی ضربه پایین، معمولا استیل های 410 را در بازه دمایی مذکور تمپر نمی کنند.

مقاومت به خوردگی استیل 410:

در محیط های هوا، آب و برخی از محیط های شیمیایی از جمله اسید نیتریک و اسید سولفوریک و اسید ناشی از مواد غذایی مقاومت خوبی از خود نشان می دهند.

عملیات حرارتی استیل 410:

همانگونه که در ابتدای گفته شد استیل های 410 قابلیت سخت کاری از طریق عملیات حرارتی کوئنچ تمپر را دارا می باشند. لذا می توان بصورت ذیل آنها را تحت عملیات حرارتی قرار داد:

آنیل:

دو روش برای این منظور وجود دارد:

حرارت دهی بصورت آهسته تا بازه دمایی 816-899 درجه سانتی گراد، سرد کردن در کوره تا دمای 593 درجه سانتی گراد و در ادامه سرد کردن در هوا تا دمای محیط (آنیل کامل)

حرارت دهی تا بازه دمایی 732-788 درجه سانتی گراد و در ادامه سرد کردن در هوا تا دمای محیط

سخت کاری(کوئنچ و تمپر):

حرارت دهی تا بازه دمایی 927-1010 درجه سانتی گراد و در ادامه خنک کردن در هوا و یا کوئنچ در روغن که در اینصورت می بایست تمپر و یا تنش زدایی شود.

تنش زدایی:

حرارت دهی تا بازه دمایی 149-427درجه سانتی گراد بمدت 1 الی 2 ساعت و در ادامه سرد کردن در هوا تا دمای محیط

تمپر یا بازپخت:

حرارت دهی تا بازه دمایی 593-760درجه سانتی گراد بمدت 1 الی 4 ساعت و در ادامه سرد کردن در هوا تا دمای محیط

جوشکاری استیل 410:

با توجه به اینکه استیل 410 دارای ساختار مارتنزیتی می باشد لذا جوشکاری آن با محدودیت هایی مواجه می شود. بمنظور جلوگیری از ترک سرد قبل از جوشکاری می بایست تا دمای 260 درجه سانتی گراد پیش گرم شود و همچنین بمنظور دستیابی به خواص مطلوب، پس از جوشکاری می بایست عملیات حرارتی آنیل انجام شود.

چنانچه پس از جوشکاری نیاز به عملیات کوئنچ تمپر باشد، می بایست از الکترود 410 استفاده شود. در غیر اینصورت بمنظور حاصل شدن اتصال داکتیل و جلوگیری از تردی در ناحیه جوش، از الکترود 309 استفاده شود.

Copyright © 2010 - www.MetalAndSteel.ir All Rights Reserved
Design by: DARIUSH ZAMANI