تعریف استیل نگیر

نام آستنیت فولادهای زنگ نزن از پژوهشگری انگلیسی تبار به نام ویلیام چندلر روبرتز آستن (William Chandler Roberts Austen) گرفته شده­است. او پژوهش_های زیادی روی فولادهای زنگ نزن انجام داده که به پاس آن به فازی از آلیاژ آهن-کربن آستنیت گفته می­شود.

استیل با ریزساختار آستنیت رایج­ترین و پرکاربردترین آلیاژ فولاد زنگ نزن است زیرا رفتار این آلیاژها قابل پیش بینی و کنترل بوده همچنین مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی عالی نیز دارند. آلیاژهای آستنیتی غیر مغناطیسی هستند و به عبارتی جذب آهنربا نمی­شوند از این رو در اصطلاح بازار و صنعت به استیل نگیر مشهورند. شکل پذیری استیل­های نگیر بسیار خوب بوده و می­توانند با روش­های استاندارد به راحتی جوشکاری شوند.

طبق نمودار تعادلی آهن-کربن آستنیت در دمای اتاق پایدار نیست. از این رو با اضافه کردن عنصر نیکل به عنوان عامل تثبیت کننده یا آستنیت زا، فاز آستنیت در دمای محیط نیز پایدار شده و ساختار کریستالی آلیاژ، آستنیتی (FCC) می­شود. در واقع عناصری مانند نیکل، نیتروژن و منیزیم عناصر پایدار کننده فاز آستنیت هستند.

تعریف استنلس استیل

فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل به گروه گسترده­ای از آلیاژهای آهن-کربن اطلاق می­شود که حداق حاوی 10.5% وزنی کروم باشند. این میزان کروم حداقل مقداری است که موجب زنگ نزن شدن استیل می­شود. بیش از صد گرید مختلف فولاد زنگ نزن در استانداردهای مختلف تعریف شده­اند که با توجه به مقادیر عناصر آلیاژی اشان متمایز می­شوند. مقدار کروم موجود در ترکیب شیمیایی آلیاژهای کربنی بسیار کمتر از میزان کروم موجود در استنلس استیل است. مقدار کربن نیز برای آلیاژهای مختلف فولاد زنگ نزن و حتی گریدهای مختلف استیل نگیر متفاوت است. مثلا حداکثر میزان کربن برای استنلس استیل آستنیتی 0.08% وزنی است که آلیاژهای کم کربن این گروه حداکثر حاوی 0.03% وزنی کربن هستند.

با پایین آمدن میزان کربن قابلیت جوشکاری آلیاژ بهبود میابد و بهتر است برای ساخت قطعاتی که نیاز به جوشکاری دارند از استنلس استیل­های کم کربن استفاده شود. مثلا آلیاژ 304 یک استیل نگیر است و L304 گرید کم کربن این آلیاژ است. در واقع حرف L که مخفف کلمه Low است نمایانگر کم کربن بودن استیل است.

استنلس استیل­ها به دلیل استحکام، مقاومت به خوردگی و دوام بالایی که دارند در صنایع مدرن بسیار محبوب هستند. این دسته از فولادها علاوه بر زیبایی ظاهری دارای قابلیت بازیافت 100%، تمیزکاری آسان و در نتیجه سازگاری بالا با محیط زیست هستند که به موجب مجموعه این خواص و ویژگی­ها گزینه­ای عالی برای صنایع مختلف اعم از استراتژیک تا دکوراتیو هستند.

خواص و ویژگی­های استیل نگیر

آلیاژهای استیل نگیر علاوه بر کروم حاوی 8 تا 12% وزنی نیکل نیز هستند. در شرایط آنیل ورق استیل نگیر مغناطیسی نیست اما اگر با کار سرد یا نورد ضخامت آن را کاهش دهند کمی مغناطیسی می­شود که در این صورت باید پس از پایان پروسه شکل­دهی و نورد آن را عملیات حرارتی کنند تا دوباره غیر مغناطیسی یا نگیر شود. در ادامه برخی خواص و ویژگی­های استیل نگیر را تحلیل می­کنیم:

• استحکام دمایی: استنلس استیل آستنیتی می­تواند دماهای بالا را تحمل کند. بسته به گرید، استیل نگیر می­تواند استحکام خود را تا دمای 1038 درجه سانتیگراد حفظ کند. و برخی گریدها نیز در دماهای بالای 427 درجه سانتیگراد تغییر شکل داده، نرم شده و استحکامشان را از دست می­دهند.
• کار سرد: فولادهای زنگ نزن آستنیتی را نمی­توان با عملیات حرارتی سخت کرد. فقط کار سرد می­تواند سختی این گریدها را بالا ببرد. کار سرد در واقع به صورت تغییر شکل فلز بدون دادن گرما تعریف می­شود. استیل نورد سرد شده کیفیت سطحی اش بهبود میابد و با افزایش سختی امکان انتشار ترک در آن پایین آمده و استحکام آلیاژ بالا می­رود. در مقابل داکتیلیته استیل نگیر کم می­شود.
• هدایت حرارتی: استنلس استیل­های آستنیتی حرارت را نسبت به گریدهای فریتی یا استیل بگیر آرامتر منتقل می­کنند.
• شکل­پذیری: استیل نگیر قابلیت شکل­پذیری بسیار خوبی دارد و آن را می­توان برای کاربردهای مختلف به راحتی شکل­دهی کرد.
• ترک خوردگی ناشی از تنش (SCC): استیل نگیر در مقایسه با گریدهای فریتی یا بگیر بیشتر مستعد به خوردگی ناشی از تنش هستند.
• محدوده دمای کاری: از آلیاژهای استیل بگیر می­توان در محدوده دمایی گسترده­ای (از دماهای بسیار پایین تا دماهای بسیار بالا) استفاده کرد. به عبارتی استیل نگیر می­تواند به راحتی در کوره­ها و موتورهای جت و یا لوله های دستگاه های برودتی مورد استفاده قرار گیرند.

مقدار کروم موجود در آلیاژهای استیل نگیر بین 16 تا 25% وزنی است. برخی از گریدهای استیل نگیر حاوی نیتروژن اند تا مقاومت به خوردگی آن بهبود یابد.

معایب استیل نگیر

در ادامه به برخی از معایب استیل نگیر اشاره شده است:

• مقاومت در برابر اکسیداسیون یا خوردگی آلیاژ نگیر کمتر از گروه استیل­های فریتی یا بگیر است.
• اگر در محیط­هایی که مقاومت به خوردگی این آلیاژ را پایین میاورند از استیل نگیر استفاده کنیم مستعد به ترک خوردگی ناشی از تنش (SCC) می­شوند.
• حد استحکام خستگی این آلیاژها حدودا 30% استحکام کششی آن است. در صورتی که برای استیل­های فریتی (بگیر) این مقدار به 50 تا 60% استحکام کششی آلیاژ می­رسد. و با توجه به اینکه ضریب انبساط حرارتی استیل نگیر بالاست این آلیاژ مستعد به خستگی حرارتی (Thermal Fatigue) می­شود.

گروه­های مختلف استیل نگیر

فولادهای آستنیتی حاوی 16 تا 26% وزنی کروم و تا 30% وزنی نیکل هستند. فولادهای آستنیتی به دو گروه سری 300 و سری 200 تقسیم می­شوند که هر کدام برای کاربرد و خواصی خاص طراحی شده اند. هر دو گروه 200 و 300 قابلیت سخت کاری با عملیات حرارتی را نداشته و غیر مغناطیسی اند. آلیاژهای استیل نگیر سری 300 بر پایه نیکل هستند که پرکاربردترین آن­ها گرید 304 است. استیل 304 حاوی 18% وزنی کروم و 8% وزنی نیکل است. که این میزان نیکل حداقل مقدار ممکن برای تمایز استیل نگیر (آستنیتی) از استیل بگیر (فریتی) است. افزایش یا کاهش عناصر آلیاژی منجر به تغییر خواص استنلس استیل می­شود. مثلا استیل 304 نسبت به L304 کربن بیشتری دارد که موجب می­شود استحکام آن بالا رفته و شکل­پذیری اش کاهش یابد. به منظور افزایش مقاومت به خوردگی خصوصا در محیط­های حاوی کلراید (نمکی)، به ترکیب شیمیایی آلیاژ مولیبدن اضافه می­کنند (مانند استیل گرید 316 و 317).

سری 200 مقدار نیکل اش کم است و برای جبران آن از نیتروژن یا منگنز بالا به عنوان جایگزین­های اقتصادی نیکل استفاده می­شود. نیتروژنی که به منظور کاهش هزینه­ها جایگزین نیکل می­شود در کنار کروم منجر به تشکیل نیترید کروم می­شود که موجب افزایش تخلخل و کاهش شکل پذیری استیل­های نگیر سری 200 می­شود. به منظور بهبود این شرایط مقداری از درصد نیتروژن را کم می­کنند و از منگنز استفاده می­شود تا مشکل تخلخل گازی مرتفع شود.

ما در تجارت فلز گریدهای مختلف سری 300 ورق استنلس استیل نگیر و میلگرد استیل نگیر را به مشتریان و صنعتگران عزیز عرضه می­کنیم. از نظر قیمت برای بررسی قیمت استیل نگیر عوامل متعددی را باید در نظر بگیریم. اول اینکه مانند هر محصولی تغییرات قیمت مواد اولیه بر قیمت نهایی ورق استیل نگیر تاثیر مستقیمی می­گذارند. در ادامه بازار عرضه و تقاضا یکی دیگر از فاکتورهای مهم برای تعیین قیمت استیل نگیر است. همچنین چون ورق استنلس استیل محصولی وارداتی است بنابراین تغییرات قیمت ارز و دلار، هزینه­های حمل و نقل بین المللی و روابط سیاسی ایران با کشورهای تولیدکننده بر قیمت نهایی محصولات استیل نگیر تاثیر گذار است.

کاربردهای استیل نگیر

فولادهای زنگ نزن آستنیتی تقاضای بالایی در بازارهای صنعتی جهان دارند. تقریبا سه چهارم بازار جهانی استیل را فولادهای آستنیتی نگیر شامل می­شوند. در سال 2018 ارزش استیل نگیر استفاده شده در صنایع مختلف مبلغی بالغ بر 93.69 میلیارد دلار بود و انتظار می­رود تا سال 2025 این میزان رشدی 5.2% داشته باشد.

از ورق استیل نگیر یا به طور کلی آلیاژ استیل نگیر در صنعت هوافضا، کاربردهای پزشکی، خودروسازی، پتروشیمی، تولید لوازم خانگی و آشپزخانه، صنایع غذایی و فرآوری محصولات نوشیدنی، صنعت داروسازی و کاربردهای دکوراتیو به کار گرفته می­شود.

مثلا در صنعت پزشکی از آلیاژهای استیل نگیر برای ساخت تجهیزات جراحی و سوزن استفاده می­شود. در خودروسازی از آلیاژهای آستنیتی برای ساخت سیستم احتراق سوخت و قطعاتی از ماشین که برای ساختشان از کشش عمیق استفاده می­شود بکار می­رود. چون شکل پذیری و تطبیق پذیری این آلیاژها بالاست، جزء گزینه­های محبوب خودروسازان قرار دارند. به عنوان مثال در صنعت هوافضا از استیل نگیر برای ساخت موتور جت، چرخدنده­های فرود و هلیکوپتر سازی استفاده می­شود. یکی از گریدهای پر کاربرد در صنعت هوافضا استیل 321 است و از استیل 347 در پالایشگاه­ها استفاده می­شود.

در زیر به صورت تیتر وار کاربردهای سری­های مختلف استیل نگیر ذکر شده­است:

• سری 300:
  • ساخت لوله­های مورد استفاده در صنعت هوافضا.
  • ساخت مخازن ذخیره سازی.
  • ساخت تجهیزات فرآوری مواد غذایی، آشامیدنی و دارویی.
  • ساخت تجهیزات مورد استفاده در معدن و فرآوری مواد شیمیایی.
  • تولید کارد و چنگال.
  • استفاده در ساخت کوره و تجهیزات آن.
• سری 200:
  • ساخت مخازن آب خانگی.
  • ساخت لوازم برقی خانگی مانند ماشین لباسشویی و ظرفشویی.
  • استفاده در صنعت معماری و دکوراسیون داخلی.

به طور کلی گریدهای مختلفی از استنلس استیل آستنیتی یا نگیر طبق استانداردهای معتبر تعریف می­شوند که این آلیاژها به صورت کویل، ورق، تسمه، میلگرد و... در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می­گیرند.

کارشناسان مشاور ما می­توانند با توجه به کاربردی که مد نظرتان است بهترین گرید استیل را به شما پیشنهاد دهند. این گرید می­تواند در قالب ورق یا میلگرد باشد و مشخصات فنی آن را می­توانید از سایت www.tejaratfelez.com چک کنید. همچنین می­توانید از طریق شماره 49143-021 با کارشناسان مجرب ما تماس گرفته و اطلاعات لازم را بدست آورید.