پربازدیدترین مقالات

ورق استیل 321 و کاربردر و مشخصات استیل 321

ورق استیل 410 و کاربرد ورق استیل 410S

ورق استیل و انواع آن، تفاوت ورق استیل آستنیتی، فریتی و مارتنزیتی

ورق استیل و استاندارد های شماره گذاری

بررسی تفاوت بین فولاد زنگ نزن آستنیتی و داپلکس | تجارت فلز
استیل بگیر چیست | مزایا و کاربردها

استنلس استیلهای فریتی، مارتنزیتی و داپلکس به دلیل اینکه ریزساختارشان فریت است مغناطیسی بوده و جذب آهنربا میشوند. به عبارتی ساختار بلوری آهن و فریت موجب مغناطیسی شدن استیل میشود. از این رو در اصطلاح بازار و صنعتی به گروههای فریتی و مارتنزیتی از فولادهای زنگ نزن استیل بگیر میگویند. گروه داپلس با اینکه جذب آهنربا میشود در بازار بنام استیل بگیر شناخته نمیشود و چون ریزساختار آن مخلوطی از آستنیت در زمینه فریت است بنام داپلکس معروف است.
تنوع آلیاژی فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل بالاست. تا امروز بیش از 100 گرید مختلف فولاد زنگ نزن در استانداردهای مختلف جهانی تعریف شدهاند که در پنج گروه کلی زیر تقسیم بندی میشوند:
- آستنیتی
- فریتی
- داپلکس
- مارتنزیتی
- رسوب سختی
هر یک از آلیاژهای استنلس استیل این پنج گروه دارای مجموعهای منحصر بفرد از ویژگیهای متالورژیکی هستند و نقاط قوت و ضعفشان آنها را از هم متمایز میکند. هر گرید از فولاد زنگ نزن برای طیف گستردهای از کاربردها مناسب هستند و مهندسان میتوانند با توجه به کاربرد قطعه، گرید بهینه را انتخاب کنند.
برای اینکه استنلس استیل مغناطیسی شود باید دو شرط زیر را دارا باشد:
- آلیاژ باید حاوی آهن با درصد وزنی بالا باشد.
- ساختار کریستالی آلیاژ باید فریتی باشد.
تمامی استنلس استیلها نوعی آلیاژ آهنی هستند بنابراین در ترکیب شیمیایی خود آهن دارند پس شرط اول برای تمامی استنلس استیلها صدق میکند. اما برای مغناطیسی شدن آلیاژ این فاکتور کافی نیست. اگر ساختار بلوری آلیاژ فولاد زنگ نزن آستنیتی باشد، غیر مغناطیسی شده و جذب آهنربا نمیشود. در زیر به چند نمونه از استنلس استیلهای مغناطیسی اشاره شده است:
- آلیاژهای فریتی فولاد زنگ نزن مانند استیل 409، 430 و 439.
- آلیاژهای مارتنزیتی فولاد زنگ نزن چون ریزساختارشان فریتی است بنابراین مغناطیسی هستند مانند استیل 410، 420 و 440.
- فولاد زنگ نزن داپلکس مانند گرید 2205.
قابلیت مغناطیسی بودن بر عملکرد و کاربرد آلیاژ تاثیر میگذارد. آلیاژ مغناطیسی میتواند فرآیند ساخت و جوشکاری قطعه را پیچیده کند. همچنین آلیاژهای مغناطیسی میتوانند رفتار جریانهای الکتریکی را تحت تاثیر قرار دهند.
استنلس استیل امروزه و در زندگی مدرن نقش بسزایی را ایفا میکند. وقتی صحبت از فولاد زنگ نزن میشود گستره وسیعی از کاربردها را یادآوری میکند. از وسایل آشپزخانه گرفته تا تجهیزات پزشکی، استفاده در صنایع استراتژیک و مهم گرفته تا دکوراسیون داخلی.
ویژگیهای استنلس استیل بگیر
ساختار کریستالی فاز فریت bcc است یعنی در هر گوشه مکعب واحد کریستال یک اتم و در مرکز مکعب نیز یک اتم قرار دارد. ساختار bcc فریت مسئول ماهیت مغناطیسی فولاد زنگ نزن فریتی یا همان استیل بگیر است. که علت آن چینش الکترونها در اطراف هسته اتم فلز است. در واقع این اتم مرکزی موجب مغناطیسی شدن استنلس استیل فریتی میشود. عناصر آلیاژی که موجب تثبیت فاز فریت میشوند عبارتند از کروم، مولیبدن و سیلیکون.
آلیاژهای فولاد زنگ نزن فریتی رایج حاوی 13 تا 18% وزنی کروم هستند. ریز ساختار و ترکیب شیمیایی این گروه را از سایر استنلس استیلها متمایز میکند. مهمترین شاخصه تفاوت استیل بگیر فریتی با استیل نگیر (آستنیتی) مقدار نیکل موجود در ترکیب شیمیایی آنها است. از نظر مغناطیسی اضافه شدن نیکل به ترکیب شیمیایی آلیاژ که عنصری آستنیت زا است موجب غیر مغناطیسی شدن فولاد زنگ نزن میشود. استنلس استیلهای فریتی حاوی نیکل نیستند یا مقدار آن در ترکیب شیمیایی شان بسیار کم است. همچنین گروه استیلهای مارتنزیتی که نوعی دیگر از استیل بگیر هستند نیز نیکل ندارند و ریزساختار استنلس استیل مارتنزیتی آنیل شده متشکل از کاربید و فریت است.
اگرچه گروه استنلس استیلهای فریتی مغناطیسی هستند اما نسبت به فولادهای ساده کربنی کشش مغناطیسی ضعیفتری دارند (حدودا 5 تا 20% ضعیفتر هستند). در مقابل فولادهای داپلکس چون ریزساختارشان مخلوطی از دو فاز فریت و آستنیت است و مقدار فاز فریت آنها نسبت به فولادهای زنگ نزن فریتی و مارتنزیتی کمتر است بنابراین قدرت مغناطیسی کمتری داشته و با نام استیل بگیر شناخته شده نیستند.
مزایا و معایب استیل بگیر
فولاد زنگ نزن مقاومت به خوردگی بالا و ظاهری زیبا دارد که موجب استفاده از آن در صنایع مختلف میشوند. شاید فکر کنید فولاد زنگ نزن یک ماده یا آلیاژ خاص است اما در متالورژی فولاد زنگ نزن گروهی از آلیاژها با خواص و ترکیب شیمیاییهای مختلف را شامل میشود که وجه اشتراک تمامی این آلیاژها مقدار کروم بالا موجود در ترکیب شیمیاییشان است. اگر مقدار کروم در ترکیب شیمیایی آلیاژهای آهن-کربن حداقل 10.5% وزنی باشد موجب میشود فولاد زنگ نزن شده و دوام آن بالا رود. مانند سایر فولادها، استیلهای بگیر نیز قابلیت بازیافت 100% دارد. همچنین تمیزکاری آن آسان بوده و در تماس با مواد شیمیایی به راحتی واکنش نمیدهد. این مجموعه از ویژگیها موجب میشود استیل بگیر در صنعت مدرن کاربرد گستردهای داشته باشد.
ترک خوردگی ناشی از تنش (SCC) در محیطهای خورنده که قطعه تحت تنش کششی قرار دارد اتفاق میافتد. ورق بگیر فریتی مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش بالایی دارد. SCC معمولا در محیطهای حاوی کلرید اتفاق میافتد. استیل نگیر در محیطهای کلریدی بسیار مستعد به SCC است در حالیکه ساختار کریستالی استیل بگیر فریتی مقاومت بالایی در برابر SCC ایجاد میکند. بنابراین این گروه از فولادهای زنگ نزن گزینه مناسبی برای استفاده در محیطهای کلریدی هستند. اگرچه استیل بگیر یا فریتی استحکام و مقاومت خوبی در برابر SCC دارد اما گریدهایی از فولاد که کروم بالایی دارند در اثر عملیات حرارتی نادرست مستعد به شکستگی در دمای 475 درجه سانتیگراد هستند. زیرا در دمای بالای 475 درجه سانتیگراد کاربیدها و نیتریدها رسوب میکنند و موجب میشوند استحکام فلز پایین آید. بنابراین استیل بگیر در محیطهای کلریدی دما بالا مستعد به ترک خوردگی و شکنندگی هستند. کار سرد نیز حساسیت به ترک خوردگی را در گریدهای فریتی بالا میبرد. عناصر آلیاژی مانند نیتروژن، مس و نیکل موجب میشود ترک خوردگی ناشی از تنش در گریدهای فریتی یا استیل بگیر رخ دهد. استیل بگیر فریتی با عملیات حرارتی سخت نمیشود برای سخت کاری آن باید کار سرد انجام داد و با آنیل نرم میشود.
با تمامی موارد ذکر شده باز هم مقاومت به خوردگی استنلس استیل فریتی نسبت به گریدهای مارتنزیتی بیشتر است زیرا محتوای کروم بالاتری دارند. بنابراین با توجه به ترکیب شیمیایی و ریز ساختار، استیل بگیر فریتی از استیل بگیر مارتنزیتی خواص مکانیکی و خوردگی بهتری دارد.
سختی فولاد بیشتر به خاطر محتوای کربن آن است. استیل بگیر فریتی حداکثر 0.03% وزنی کربن دارد بنابراین شکل پذیری بالایی داشته و به راحتی میتوان ورق استیل بگیر را با روشهای مختلف شکلدهی کرد.
ضریب انبساط حرارتی استیل بگیر فریتی پایین است که این میتواند به عنوان یک مزیت این گروه اطلاق شود زیرا با حرارت دهی و گرم شدن این استیل انبساط کمتری خواهد داشت که استفاده از آن را برای کاربردهای دما بالا مناسب میکند. هدایت حرارتی این گروه بالاست در نتیجه از استیل بگیر فریتی برای ساخت مبدلهای حرارتی کوره، دیگ بخار و کاربردهایی که در آنها نیاز است حرارت منتقل شود استفاده میشود.
مقاومت به اکسیداسیون دما بالا فولادهای زنگ نزن فریتی بالاست و این ویژگی را میتوان با افزودن سیلیکون و آلومینیوم بهبود بخشید.
مقدار کروم موجود در ترکیب شیمیایی استیل بگیر فریتی بین 11 تا 27% وزنی است. همچنین مقادیر کمی تثبیت کننده فریت مانند نیوبیوم و تیتانیوم نیز به آن اضافه میشود. آلیاژهای فریتی رفتار مغناطیسی خود را تا دمای کوری (بین 650 تا 750 درجه سانتیگراد) حفظ میکند و در دماهای بالاتر قابلیت مغناطیسی اش را از دست میدهد.
انواع مختلف استنلس استیل فریتی
استنلس استیلهای فریتی را میتوان به پنج گروه مجزا تقسیم کرد که تفاوتشان در ترکیب شیمیایی و عملکردشان است:
- مقدار کروم موجود در ترکیب شیمیایی این گروه بین 10.5 تا 14% وزنی است و جزء ارزانترین انواع فولادهای زنگ نزن هستند. چون مقدار کروم آنها بسیار کمتر از سایر استنلس استیلها است بنابراین مقاومت به خوردگی اشان از سایر گروهها کمتر بوده و برای محیطهای خورنده قوی مناسب نیستند. مانند استیل 409، 410 و 420.
- رایج ترین گروه استیل بگیر هستند. مقدار کروم موجود در ترکیب شیمیایی آلیاژهای این گروه بالا بوده (بین 14 تا 18% وزنی) و در نتیجه مقاومت به خوردگی خوبی دارند. از این گروه معمولا در ساخت لوازم خانگی و دکوراسیون داخلی استفاده میشود. مانند استیل 430 و Nb430.
- این گروه شهره به شکل دهی و جوشکاری آسان هستند و برای طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار میگیرند و گاهی جایگزین استیل 304 میشوند. مانند استیل 439، 441 و Ti430.
- مقدار مولیبدن موجود در ترکیب شیمیایی این گروه از سایر استیلهای فریتی بالاتر است که موجب میشود مقاومت به خوردگی بالاتری نیز داشته باشند. از این گروه معمولا در جاهایی که رطوبت بالاست مانند مخازن آب گرم استفاده میشود. مانند استیل 434، 444 و 436.
- مقدار کروم موجود در ترکیب شیمیایی این گروه نسبت به سایر استیلهای بگیر فریتی بیشتر است که موجب میشود مقاومت به خوردگی و مقاومت در برابر پوسته پوسته شدن (scaling) منحصر بفردی داشته باشند. از این گروه برای ساخت مبدل حرارتی، سیستم اگزوز و آب گرمکن استفاده میشود. مانند استیل 446، 447 و 445.
کاربردهای استیل بگیر
کاربرد استیل بگیر از دهه 1980 میلادی در صنایع مختلف گسترده شد. هیچ گریدی از استنلس استیل برای استفاده در تمامی کاربردها و محیطها مناسب نیست. بنابراین انتخاب بهینهترین گرید بسیار مهم است. کاربرد فولاد زنگ نزن وابسته به خاصیت مغناطیسی بودن آن نیست زیرا نسبت به سایر مواد مغناطیسی قدرت کمتری دارند. با این حال شرایط و کاربردهایی وجود دارند که رفتار مغناطیسی یا غیر مغناطیسی آلیاژ تاثیر بسزایی بر نحوه ساخت و استفاده از قطعه دارد.
کارشناسان متخصص ما در تجارت فلز میتوانند با توجه به نیاز و کاربردی که از استنلس استیل انتظار دارید بهینهترین گزینه را به شما پیشنهاد دهند. برای ارتباط با کارشناسان ما و اطلاع دقیق از ویژگیهای ورق استیل بگیر که در انواع مختلف ورق بگیر خشدار و ورق بگیر براق موجود است با شماره 49143-021 در ارتباط باشید.
تقریبا به هر کجا که نگاه کنیم میتوانیم رد پای استنلس استیل را در کاربردهای گوناگون ببینیم. بعد از گروه استنلس استیلهای نگیر آستنیتی، استیل بگیر فریتی بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف دارد.
گریدهای بگیر سری 400 از فولادهای زنگ نزن را تشکیل میدهند و چون نیکل ندارند یا مقدار نیکل شان بسیار کم است جایگزینی اقتصادی برای گروه استیل نگیر هستند. استیل بگیر فریتی 25% از استنلس استیل مصرفی بازار جهانی را شامل میشود. بر خلاف استیل نگیر آلیاژهای بگیر در دمای زیر صفر درجه سانتیگراد شکننده اند. از کاربردهای مختلف استیل بگیر فریتی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- ساخت کورههای القایی
- تولید اتصال دهندههای مغناطیسی
- ساخت ظروف آشپزی
- ساخت سینک ظرفشویی
- تولید تجهیزات پردازش مواد غذایی
- ساخت تجهیزات مورد استفاده در آب دریا
- استفاده در خودرو سازی
- ساخت راکتورهای هستهای
استیل بگیر مارتنزیتی نوعی از استنلس استیل است که به دلیل ترکیب شیمیایی خاصی که دارد میتواند با عملیات حرارتی سخت کاری شود. بنابراین بعد از عملیات حرارتی استحکام استیل بگیر مارتنزیتی از سایر فولادهای زنگ نزن بیشتر میشود. مقدار کروم موجود در ترکیب شیمیایی این گروه از استیلها بین 11.5 تا 18% وزنی، حداکثر مقدار کربن آن 1.2% وزنی و مقادیری نیکل، منگنز و مولیبدن است. کربن استحکام این گروه را بالا برده اما چون مقدار نیکل آن کم است نسبت به سایر گریدهای استنلس استیل مقاومت به خوردگی کمتری دارد. ساختار کریستالی این گروه نیز bcc است بنابراین جذب آهنربا شده و اصطلاحا بگیر است. از کاربردهای استیل بگیر مارتنزیتی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- ساخت تیغههایی با سختی بالا که نیازمند مقاومت سایشی هستند
- ساخت ابزارهای پزشکی
- ساخت قطعات توربین
- ساخت ابزار آلات مکانیکی
- استفاده در صنعت هوافضا
- ساخت تیغ ریش تراش