کاربردهای ورق استیل نگیر و هزینه‌های آن

مقدمه

ورق استیل یکی از پرکاربردترین مواد خام برای استفاده در صنایع مختلف است. هزاران نوع ورق استیل با خصوصیات مختلف وجود دارد که آلیاژهای به کار رفته در تولیدات آن‌ها تعیین کننده خانواده اصلی آن‌ها خواهند بود. در این متن قصد داریم درباره یکی از پرکاربردترین نوع ورق استیل یعنی ورق استیل نگیر که به آن ورق استیل غیر مغناطیسی نیز اطلاق می‌شود، صحبت نماییم. انواع مختلفی از این ورق استیل در صنعت به کار می‌رود که در ادامه به معرفی مختصری از هر کدام و آلیاژهای به کار رفته در آن‌ها خواهیم پرداخت و کاربردهای اصلی هر یک را نیز با هم مرور خواهیم نمود.

ورق استیل نگیر

ورق استیل نگیر

این نوع از ورق استیل 50 سال پیش کشف شد که با استفاده از 12 درصد کروم در آلیاژ یک ورق استیل می‌تواند آن را تبدیل به یک فولاد ضد زنگ نماید. با بالا رفتن درصد کروم به کار رفته در ورق استیل، خاصیت مغناطیسی آن را نیز مختل کرده و منجر به تولید ورقی به نام ورق استیل نگیر می‌شود. این نوع از ورق استیل جذب آهنربا نمی‌شود و کاربرد زیادی در صنایع مختلف نیز دارد. خصوصیات و ویژگی‌های این ورق با کاهش و افزایش آلیاژهای مختلف تغییر نموده و شاهد ساختاری متفاوت از آن خواهیم بود. یکی از عنصرهای دیگر مورد استفاده در ورق استیل نگیر کربن است که استفاده از این عنصر نیز باعث افزایش سختی این ورق شده و مقاومت آن را در برابر مواد مختلف افزایش می‌دهد.

انواع ورق استیل نگیر

انواع مختلفی از ورق استیل نگیر در صنعت به کار می‌رود که هر کدام خصوصیات خاص خود را داراست. انواع ورق استیل نگیر به دلیل آلیاژهایی که در ساختار خود دارد، برای استفاده در دماهای بالا کاربرد زیادی داشته و مقاومت‌های آن‌ها در این دماها افزایش می‌یابد. با برخی از مشخصات هر کدام از انواع این ورق به تفکیک آشنا خواهیم شد.

ورق استیل 304

ورق استیل 304 یکی از رایج‌ترین انواع ورق استیل نگیر است که با داشتن 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل مقاومت مناسبی در برابر خوردگی از خود نشان می‌دهد.

ورق استیل 316 (316 و 316L)

ورق استیل 316 در دو نوع 316 و 316L تولید می‌شود.علت نام گذاری ورق استیل 316L به این خاطر است که در تولید این ورق استیل کربن کمتری نسبت به ورق 316 استفاده شده است و L موجود در انتهای نام آن به عبارت Low Carbon  اشاره دارد. هر دو نوع ورق‌ها دارای مقاومت خوردگی بسیار بالایی بوده است و این مقاومت با افزایش دما در آن‌ها بیشتر نیز می‌شود. البته در دماهای بالا آن‌ها دچار اندک انبساط در ساختار خود شده و کشیده می‌شوند. میزان کربن کمتر موجود در ورق استیل 316L موجب می‌شود که این ورق برای استفاده در جوشکاری مقاومت بهتری نشان داده و دچار پوسیدگی نشود. البته بازپخت کردن ورق استیل 316 نیز می‌تواند این خاصیت را تا حد بسیار زیادی در آن تقویت نماید.

لوله های ساخته شده از ورق استیل نگیر

• ورق استیل 321

این ورق استیل نگیر با افزودن آلیاژ تیتانیوم به ساختار اصلی استیل تولید می‌شود. مطابق بسیاری دیگر از انواع ورق استیل نگیر، در جوشکاری بسیار مقاوم است و کاربرد زیادی دارد. مقاومت بالا، در برابر خوردگی، فشار جریان آب شرب شهری و رطوبت محیط از خود نشان داده و در مواجهه با اکسیداسیون نیز ماندگاری خوبی از خود نشان می‌دهد. مقاومت حرارتی این ورق نیز در حالت استفاده متناوب 900 درجه سانتیگراد و در حالت استفاده مداوم 925 درجه سانتیگراد است.

• ورق استیل 309s

ورق استیل 309s با آلیاژهایی که در خود دارد استحکام قابل قبولی در برابر خوردگی در دمای بالا مورد استفاده در صنایع دارد. این استیل در شرایطی که به صورت متناوب از آن استفاده شود، می‌تواند در برابر اکسیداسیون در دمای 1038 درجه سانتیگراد (1900 درجه فارنهایت) مقاومت داشته باشد. این ورق به دلیل داشتن کروم بالا و نیکل پایین در محیط‌های گوگردی تا دمای 1000 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• ورق استیل 310s

ورق استیل 310s بیشتر برای کار در دماهای بالا تولید شده است و می‌تواند در استفاده کردن‌های متناوب، 1035 درجه سانتیگراد و در استفاده به صورت مداوم 1150 درجه سانتیگراد را تحمل نماید. البته نسخه ورق استیل 310s کربن کمتری نسبت به نسخه معمولی این ورق در خود دارد. استفاده از 25 درصد کروم و 20 درصد نیکل باعث می‌شود که ورق استیل 310s مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی و اکسیداسیون داشته باشد.

• ورق استیل 4841

اولین ویژگی مهم ورق استیل 4841 این است که این ورق برای کار در دماهای بیش از 550 درجه سانتیگراد تولید شده است. مقاومت این ورق در برابر خمش بسیار بالا بوده است و در دماهای بالا نیز به این میزان مقاومت افزوده می‌گردد. مقاومت ورق استیل 4841 در برابر اکسیداسیون نیز بسیار عالی است.

هزینه‌های استفاده از ورق استیل نگیر

ورق استیل نگیر مانند سایر ورق‌های استیل دیگر با وزن قیمت گذاری شده و معامله می‌شوند. البته انواع مختلف این ورق با توجه به خصوصیاتی که دارند، قیمت‌های مختلفی را نیز داراست. البته یکی دیگر از فاکتورهای مهم در تعیین قیمت ورق استیل نگیر ضخامت آن‌ها است. علاوه بر انتخاب نوع ورق استیل نگیر برای کار و تجارت خود باید ضخامت مناسب آن را نیز محاسبه نمایید. دومین عامل تأثیر گذار در قیمت این ورق هم آلیاژهای به کار رفته در تولید آن است. آلیاژها ساختار و مقاومت‌های مختلفی را به انواع ورق استیل نگیر می‌بخشند که شما برای استفاده مقرون به صرفه می‌بایست مورد مناسبی را برای استفاده خود را انتخاب کنید.

کاربردهای ورق استیل نگیر

همانطور که بیان کردیم، ورق استیل نگیر یکی از پرکاربردترین ورق‌های استیل در صنایع مختلف است. کاربردهای هر کدام از پر استفاده‌ترین انواع ورق استیل نگیر را به تفکیک با هم مرور خواهیم نمود.

نمونه ای از کاربرد ورق استیل نگیر در ساخت لوله

کاربردهای ورق استیل 304

• تجهیزات پردازش شیمیایی
• صنایع غذایی
• به کار گیری آن در بسته بندی محصولات لبنی و نوشیدنی ها
• مبدل‌های حرارتی

کاربردهای ورق استیل 316 (316 و 316L)

• تولید قطعات کوره
• مبدل‌های حرارتی
• قطعات موتور جت
• تجهیزات دارویی
• تجهیزات عکاسی
• قطعات دریچه و پمپ
• تجهیزات پردازش شیمیایی
• مخازن
• تجهیزات خمیر کاغذ

کاربردهای ورق استیل 321

• منیفولد اگزوز هواپیما
• اتصالات انبساطی
• قطعات کوره
• مبدل‌های حرارتی
• صفحه‌های بافته شده یا جوش داده شده برای فرآوری مواد معدنی در دمای بالا

کاربردهای ورق استیل 309s

• سیمان سازی
• چرخه‌های حرارتی
• کوره ها
• مشعل ها
• پنکه
• لوله کشی
• تجهیزات کارخانه کاغذ سازی
• پالایشگاه نفت
• صدا خفه کن

کاربردهای ورق استیل 310s

• مشعل‌ها و محفظه‌های احتراق
• صدا خفه کن
• روکش‌های کفپوش
• بادگیر
• تجهیزات پردازش مواد غذایی
• ترموژل ها
• لوله‌های تابشی
• کوره
• دیگ‌های بخار

کاربردهای ورق استیل 4841

• صنعت سیمان
• صنعت مهندسی
• تجهیزات کوره
• سیستم تعلیق سوپر هیتر
• نیروگاه‌های تبدیل انرژی
• صنایع فولادی

جمع بندی و نتیجه گیری

ورق استیل نگیر را می‌توان پرکاربردترین ورق استیل در همه صنایع دانست. این ورق هر چند نسبت به نمونه‌های ورق استیل بگیر دارای قیمت‌های بالاتری است اما مشخصات و مقاومت‌های آن کاملاً این دلیل این موضوع را  روشن خواهد نمود. البته انواع مختلف ورق استیل نگیر نیز دارای هزینه‌های مختلفی بوده و صاحبان صنایع می‌توانند با شناخت جزئیات دقیق این ورق‌ها بهینه ترین آن‌ها را برای استفاده در صنعت خود انتخاب نمایند.

تفاوت‌های ورق استیل بگیر و نگیر و مقایسه آن

مقدمه

تعداد بیشماری از انواع ورق استیل در جهان وجود دارد که هر کدام با فرمول شیمیایی خاص و خواص و مشخصات مربوط به خود تهیه و تولید می‌شوند. این ورق‌ها بسته به نوع خواصی که دارند کاربردهای مختلفی نیز در صنعت داشته که صنعت کاران با شناخت این مشخصات بهترین آن‌ها را برای استفاده بر می‌گزینند. دسته بندی‌های مختلفی نیز برای انواع ورق استیل تعریف شده است که هر کدام از این دسته بندی‌ها بسته به نوع کارکرد و عملکردی که آن‌ها از خود نشان می‌دهند، درج شده است.

ورق استیل

در یکی از رایج‌ترین دسته بندی ها، ورق استیل به دو دسته ورق استیل بگیر و ورق استیل نگیر تقسیم می‌شود که در این متن قصد داریم با معرفی این دو نوع دسته بندی و بیان تفاوت‌های آنها، رایج‌ترین ورق‌های استیل بگیر را به همراه کاربرد هر یک مرور نماییم.

ورق استیل چیست؟

مقاطع فلزی با فرمولاسیون بسیار خاص و ویژه‌ای در قطعات مختلف ساخته می‌شود که به آن‌ها ورق استیل یا فولاد زنگ نزن می‌گویند. تفاوت‌های اصلی در ساختار و مشخصات و قابلیت‌های آن‌ها است، میزان هر آلیاژ به کار رفته برای تولید ورق استیل برای استحکام کششی، نقطه ذوب، مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر خوردگی خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرد. انتخاب نمونه مناسب برای هر صنعتی بسته به ویژگی‌های مورد نیاز آن صنعت است.

ورق استیل بگیر و نگیر و تفاوت‌های آن‌ها

هزاران آلیاژ مختلف برای تولید ورق استیل مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما همه آن‌ها در یک دسته بندی به دو نوع ورق استیل بگیر و ورق استیل نگیر تقسیم بندی می‌شوند. البته دسته بندی‌ها و موارد مختلف دیگری از آن ها نیز در بازار موجود است که به نسبت دو دسته ورق استیل بگیر و نگیر کمتر کاربرد داشته و این دو نوع پرکاربردترین انواع ورق استیل در صنایع مختلف هستند.

تفاوت ورق استیل بگیر و نگیر را درصد یک ماده به کار رفته در آن‌ها تعیین می‌نماید. ورق استیل نگیر در فرمولاسیون خود دارای کروم بسیار بالایی بوده و در عوض ورق استیل بگیر این ماده را کمتر در ساختار خود داراست. بگیر و نگیر بودن این دو نوع استیل نیز به دلیل خاصیت مغناطیسی آن‌ها تعریف می‌شود. ورق استیل بگیر خاصیت مغناطیسی داشته و توسط آهنربا جذب می‌شود اما نوع نگیر توسط آهنربا جذب نشده و خاصیت مغناطیسی ندارد.

انواع ورق استیل بگیر و نگیر

ورق استیل بگیر و نگیر هر کدام انواع مختلفی داشته که هر کدام از انواع آن‌ها با مشخصاتی که دارند، کاربردهای مختلفی نیز دارند.

لوله های ساخته شده از ورق استیل نگیر

ورق استیل نگیر در 6 گروه تقسیم بندی می‌شود که عبارتند از:

1-ورق استیل 304 (و 304L)

2-ورق استیل 316 (و 316L)

3-ورق استیل 321

4-ورق استیل 309S

5-ورق استیل 310S

6-ورق استیل 4841

ورق استیل بگیر نیز در سه گروه زیر تقسیم بندی می‌شوند که در ادامه متن با این ورق‌ها بیشتر آشنا شده و کاربردهای هریک را با هم مرور خواهیم کرد.

1-ورق استیل 430

2-ورق استیل 410

3-ورق استیل 420

کاربردهای ورق استیل بگیر

ورق استیل بگیر نسبت به رقیب خود دارای قیمت‌های پایین تری به دست مصرف کننده می‌رسد. انواع مختلف این ورق که در بالا به آن‌ها اشاره شد هر کدام به فراخور مشخصاتی که دارند، در صنایع مختلفی مانند تولید برخی از قطعات خودرو، وسایل فلزی غذاخوری، دکل‌های نفتی و از این قبیل موارد استفاده دارند که در ادامه به صورت مجزا به آن‌ها خواهیم پرداخت.

کاربردهای ورق استیل بگیر

ورق استیل 430

ورق استیل 430 از نوع فولاد ضد زنگ و حاوی مقادیر زیادی کروم است. ورق استیل 430 در گروه استیل فریتی قرار می‌گیرد. این ورق استیل به جهت داشتن مقاومت بالا در برابر خوردگی و شکل پذیری مناسب که با خواص مکانیکی عالی آن عجین شده، یکی از پرکاربردترین ورق‌های استیل زنگ نزن در صنایع مختلف است. این ورق در برابر اسید نیتریک نیز مقاومت بالایی دارد و از این رو از آن در برخی صنایع شیمیایی نیز استفاده می‌شود.

ویژگی‌های ورق استیل 430

ترکیب بندی شیمیایی ورق استیل 430

Ni	Cr	S	P	Si	Mn	C	نمره ورق استیل
	16						حداقل	430
0.50	18	0.030	0.04	1	1	0.12	حداکثر

 

خواص مکانیکی

سختی Brinell (HB) max	سختی Rockwell B (HR B) max	ازدیاد طول  (درصد در 50 mm) Min	استحکام تسلیم 0.02% (MPa) Min	مقاومت کششی (MPa) Min	نمره ورق استیل
183	85	22	310	483	430

 

 

 

 

 

خواص فیزیکی

مقاومت الکتریکی (nΩ.m)	گرمای ویژه 100 درجه (J/kg.K)	هدایت حرارتی (W / m.K)		ضریب انبساط حرارتی (μm / m / ° C)			مدول الاستیسیته (GPa)	چگالی (kg/m3)	نمره ورق
		at 500°C	at 100°C	0-538°C	0-315°C	0-100°C
600	460	26.3	26.1	11.4	11	10.4	200	7750	430

 

مقایسه استاندارد ورق استیل 430

Japanese JIS	Swedish SS	Euronorm		Old British		UNS No	نمره ورق
		Name	No	En	BS
SUS 430	2320	X8Cr17	1.4016	60	430s17	S43000	430

 

نمرات جایگزین ممکن برای ورق استیل 430

برای تولید بار و کاهش خوردگی نسبت به 430	430F
مقاومت در برابر فرسایش بهتری دارد.	434
زمانی که به کمی مقاومت در برابر خوردگی بیشتری نیاز باشد.	304
زمانی که به مقاومت در برابر خوردگی خیلی بیشتری نیاز باشد.	316
زمانی که به مقاومت در برابر خوردگی کمتری نیاز باشد، 3CR12 مقرون به صرفه‌تر خواهد بود.	3CR12

 

مقاومت در برابر خوردگی ورق استیل 430

کلیه ورق‌های استیل مدل فریتی مانند استیل ضد زنگ 430 در برابر خوردگی از مقاومت بسیار بالایی برخوردار هستند. این ورق استیل در برابر خوردگی تعداد زیادی از اسید‌های آلی و اسید نیتریک مقاوم است.

مقاومت در برابر حرارت

این ورق استیل قادر به تحمل در برابر اکسیداسیون تا 870 درجه سانتیگراد (1598 درجه فارنهایت) در استفاده متناوب و 815 درجه سانتیگراد (1499 درجه فارنهایت) در استفاده مداوم است. این استیل در دمای اتاق تمایل به شکننده شدن دارد که این مسئله را می‌توان با بازپخت کاملاً حل کرد.

• کاربردهای ورق استیل 430

1-واشر کششی

2-پانل‌های کابینت یخچال و فریزر

3-اتصال دهنده ها

4-آستر دودکش و حلقه‌های اجاق گاز

5-سیم‌های برق و باریک خودرو

ورق استیل 420

ورق استیل 420 ورقی با کربن بسیار بالا و کروم حداقل 12 درصد است. این ورق مانند همه ورق‌های ضد زنگ دیگر با استفاده از عملیات حرارتی سخت می‌شود. ورق استیل 420 در برابر حرارت و از نظر مقاومت در برابر خوردگی بسیار عالی عمل می‌نماید.

ویژگی‌های ورق استیل 420

ترکیب شیمیایی ورق استیل 420

Cr	S	P	Si	Mn	C	نمره ورق استیل
12					0.15	حداقل	420
14	0.03	0.04	1	1		حداکثر

 

خواص مکانیکی

Impact Charpy V (J)	سختی Brinell (HB)	ازدیاد طول  (درصد در 50 mm)	استحکام تسلیم 0.02% (MPa)	مقاومت کششی (MPa)	درجه حرارت
	241 max	25	345	655	در حالت آنیل
20	444	12	1360	1600	204
19	444	14	1365	1580	316
#	461	10	1420	1620	427
#	375	15	1095	1305	538
22	302	18	810	1035	593
42	262	20	680	895	650

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

خواص فیزیکی

مقاومت الکتریکی (nΩ.m)	گرمای ویژه 100 درجه (J/kg.K)	هدایت حرارتی (W / m.K)		ضریب انبساط حرارتی (μm / m / ° C)			مدول الاستیسیته (GPa)	چگالی (kg/m3)	نمره ورق
		at 500°C	at 100°C	0-538°C	0-315°C	0-100°C
550	460	-	24.9	11.7	10.8	10.3	200	7800	420

 

مقایسه استاندارد ورق استیل 420

Japanese JIS

Swedish SS

Euronorm

Old British

UNS No

نمره ورق

Name

No

En

BS

SUS 420J1

2303

X20Cr13

 

1.4021

 

56C

 

420S37

S42000

420

 

نمرات جایگزین ممکن برای ورق استیل 420

وقتی استحکام کمتری نیاز باشد.	410
استحکام سختی بیشتر و مقاومت در برابر خوردگی کمتر	416
سختی و استحکام سختی بالاتر	440C
ورق استیل 420 در سفارش ویژه با سختی و مقاومت در برابر خوردگی بالاتری نیز ارائه می‌شود.	مخصوص

 

مقاومت در برابر خوردگی

ورق استیل 420 در برابر آب شیرین، هوا، غذاها، اسیدهای خفیف و مواد قلیایی مقاوم است. مقاومت در برابر خوردگی این ورق نسبت به ورق‌های 430 فریتی با 17% کروم و 410 و سایر گریدهای آستنیتی پایین‌تر است اما در برابر مواد غذایی مقاومت خوبی از این ورق شاهد هستیم که از این رو برای تولید چنگال و چاقوهای حکاکی شده استفاده زیادی دارد.

مقاومت در برابر حرارت

ورق استیل 420 در برابر پوسته پوسته شدن در حداکثر دمای 650 درجه سانتیگراد مقاوم است.

کاربردهای ورق استیل 420

1-برای ساخت تیغه‌های برشی

2-تجهیزات جراحی

3-کارد و چنگال

4-دریچه‌های سوزنی

ورق استیل 410

ورق استیل 410

ترکیب شیمیایی ورق استیل 410

Ni	Cr	S	P	Si	Mn	C	نمره ورق استیل
0.75	11.5	-	-	-	-	-	حداقل	410
	13.5	0.03	0.04	1	1	0.15	حداکثر

 

خواص مکانیکی

Impact Charpy V (J)	سختی Brinell (HB)	ازدیاد طول  (درصد در 50 mm)	استحکام تسلیم 0.02% (MPa)	مقاومت کششی (MPa)	درجه حرارت
-	-	16 min	275 min	480 min	در حالت آنیل
30	400	11	1005	1475	204
36	400	18	961	1470	316
#	405	18.5	920	1340	427
#	321	16	730	985	538
39	255	20	675	870	593
80	255	29.5	270	300	650

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

خواص فیزیکی

مقاومت الکتریکی (nΩ.m)	گرمای ویژه 100 درجه (J/kg.K)	هدایت حرارتی (W / m.K)		ضریب انبساط حرارتی (μm / m / ° C)			مدول الاستیسیته (GPa)	چگالی (kg/m3)	نمره ورق
		at 500°C	at 100°C	0-538°C	0-315°C	0-100°C
570	460	28.7	24.9	11.5	11	9.9	400	7800	410

 

مقایسه استاندارد ورق استیل 410

Japanese JIS

Swedish SS

Euronorm

Old British

UNS No

نمره ورق

Name

No

En

BS

SUS 410

2302

X12Cr13

 

1.4006

 

56A

 

410S21

S41000

410

 

نمرات جایگزین ممکن برای ورق استیل 410

ماشین کاری بالا و مقاومت در برابر خوردگی پایین	416
استحکام سختی و سختی بالاتر	420
سختی و استحکام سختی بالاتر	440C

 

 

 

 

مقاومت در برابر خوردگی ورق استیل 410

ورق استیل 410 در برابر گازهای گرم، بخار، مواد غذایی، اسیدهای خفیف، مواد قلیایی، آب شیرین و هوای خشک کاملاً مقاوم است. این ورق استیل از طریق سخت شدن، حداکثر مقاومت در برابر خوردگی و گرما را به دست می‌آورند.

مقاومت در برابر حرارت

این ورق استیل از مقاومت خوبی تا دمای 650 درجه سانتیگراد برخوردار است اما در دمای بین 400 تا 580 درجه سانتیگراد برخی از خواص مکانیکی آن کاهش می‌یابد.

• کاربردهای ورق استیل 410

1-سازه‌های نفتی

2-پمپ و شیرآلات

3-توربین‌های گازی

4-بولت و پیچ

جمع بندی و نتیجه گیری

ورق استیل با توجه به میزان آلیاژهایی که در خود دارا است، انواع مختلفی دارد و ورق استیل بگیر که خاصیت جذب شدن توسط آهنربا را دارد، یکی از انواع پرکاربرد این ورق در صنعت است. شناختن جزئیات و ویژگی‌های هر کدام از انواع ورق استیل بگیر می‌تواند در انتخاب بهینه آن‌ها در صنایع مختلف تاثیرگذار بوده و ایمنی و کاهش هزینه‌ها را با هم برای صنعتگران به ارمغان بیاورد.

کاربردهای ورق استیل در صنایع

مقدمه

استیل و ورق استیل یکی از پرکاربردترین و اصلی ترین مواد اولیه صنایع امروزی محسوب می شوند و شرکت های تولید کننده بسیار بزرگی برای ورق استیل در سطح جهان وجود دارد. رقابت بسیار سنگینی بین کشورهای صنعتی جهان برای تولید ورق استیل درجه یک وجود دارد که هرکدام مطابق استانداردهای خود اقدام به تولید ورق استیل با ترکیبات شیمیایی مختلفی نموده و قابلیت های آن مانند مقاومت، خوردگی، سایش، میزان تحمل دما و این قبیل موارد را افزایش داده و به هر نحوی شده به دنبال افزایش کیفیت ورق استیل تولیدی خود هستند.

صنایع مختلف نیز بر حسب نیاز و مورد استفاده می توانند انواع ورق استیل را در ابعاد و ضخامت‌های مختلف و با فرمول‌های شیمیایی مناسب صنعت خود در اختیار داشته باشند. در این متن برای شناخت بیشتر این صنایع با انواع ورق استیل و کاربردهای آن قصد داریم آنها را در طبقه بندی‌های مختلف مرور نموده و موارد استفاده هر یک را نیز در صنعت نام ببریم.

 

ورق استیل تولید شده به شکل کویل

 

ورق استیل در صنعت ساختمان

طبق استانداردهای انجمن جهانی استیل دنیا، استیل آلیاژی است که به طور عمده از ترکیبات آهن، کربن، منگنز، گوگرد، فسفر و سیلیکون، کروم و نیکل ساخته می‌شود. دوام، تطبیق پذیری، استحکام از جمله اصلی‌ترین مشخصات ورق استیل بوده که آن را تبدیل به یک ماده بسیار عالی در انواع صنایع می نماید. برای مثال صنعت ساخت و ساز بیشترین استفاده از آلیاژهای استیل را دارد که بیش از 50 درصد از استیل‌های تولید شده را در خود جای داده است.

 

ورق استیل در صنعت ساختمان

 

حتی ورق استیل به کار رفته در صنعت ساختمان نیز انواع بسیار مختلفی داشته و هر ساختمان متناسب با نوع کاربری و میزان بارهای وارده به آن از ورق استیل با کیفیت‌های مختلف بهره می‌برد. مقاومت در برابر سایش، استحکام کششی و مقاومت در برابر خوردگی سه ویژگی اصلی این ورق‌ها برای انتخاب در قسمت‌های مختلف صنعت ساخت و ساز محسوب می شوند. جاده ها، پل ها، فرودگاه ها، سالن‌های ورزشی و انواع ساختمان‌های پیش ساخته همگی از ورق استیل با ترکیبات شیمیایی خاص خود ساخته می شوند. به طور معمول ورق استیل به کار رفته در صنعت ساختمان از فولاد کم کربن ساخته می شوند. کار با این نوع از ورق استیل راحت‌تر بوده و امکان سوراخ کردن آنها نیز در اندازه‌های مختلف وجود دارد. اصلی‌ترین دلیل استفاده کم از کربن در این ورق استیل نیز شکل پذیر بودن آن می باشد.

 

انواع ورق استیل و کاربردهای ورق استیل در صنایع مختلف

تقریباً به تعداد استاندرادهایی که برای ساخت و ترکیبات به کار رفته در تولید ورق استیل وجود دارد، انواع مختلفی از دسته بندی‌ها نیز برای آن تعریف شده است. تعداد دسته بندی‌های ورق استیل به قدری زیاد است که گاهی تنها با تغییر درصد یک عنصر می توان ده‌ها نوع از ورق استیل را روانه بازار نموده و برای هر یک شناسنامه منحصر به فردی نیز صادر نمود.

 

نمونه ای از کاربردهای ورق استیل

 

در این بخش قصد داریم یکی از متداول‌ترین طبقه بندی‌های ورق استیل که طبق استاندارد ASTM تعریف می‌شود را با هم مرور کنیم. این نوع از ورق استیل پرکاربردترین آنها بوده و ترکیبات آن نیز به صورت کاملا ایده آل در نظر گرفته می‌شود.

 

ورق استیل سری 200

آلیاژهای آستینیتی کروم، نیکل و منگنز اصلی‌ترین مواد تشکیل دهنده ترکیبات این نوع ورق استیل می باشد.

ورق استیل 201: از نوع آستینیتی بوده و از طریق نورد سرد ساخته می‌شود.

ورق استیل 202: از نوع آستنیتی بوده و یک ترکیب فولاد ضد زنگ محسوب می‌شود.

 

توجه: مجموعه گروه فلز از واردات و عرضه استیل 201 خودداری کرده و صرفاً با هدف آگاهی دادن به خوانندگان این مطلب را منتشر نموده است.

در برخی موارد مشاهده شده که بعضی فروشندگان سودجو آلیاژ  استیل 201 را به جای استیل 304 به خریدار عرضه می کنند که این امر اگرچه ممکن است در کوتاه مدت اهمیتی نداشته باشد، اما در بلند مدت قطعاً خساراتی را در پی خواهد داشت. از آنجایی که استیل 201 نیز مانند استیل 304 غیرمغناطیسی (نگیر) بوده و شباهت ظاهری بسیاری به گرید 304 دارد، همین امر سبب شده که تولیدکنندگان به منظور کاهش هزینه ها، حفظ برخی خواص و در عین حال بدون اینکه روی ظاهر تاثیری گذاشته شود، دست به تولید این آلیاژ بزنند که البته این امر دست فروشندگان متقلب را باز گذاشته و باعث شده برخی از آنها گرید 201 را به جای 304 و البته با همان قیمت استیل 304 به مشتری عرضه نمایند.
 

 

انواع لوله ساخته شده از ورق استیل

 

ورق استیل سری 300

ورق استیل 301. این ورق بسیار انعطاف پذیر بوده و قابلیت شکل گرفتن زیادی دارد. قابلیت جوشکاری خوب و مقاومت سایشی بالا از جمله ویژگی‌های اصلی آن محسوب می‌شود.

ورق استیل 302. مقاومت خوردگی برابر با ورق استیل 304 داشته و البته به دلیل کمی کربن اضافی مقاوم‌تر نیز است.

ورق استیل 303. شکل پذیری بهتری نسبت به ورق استیل 304 به دلیل گوگرد و فسفر اضافه دارا می باشد.

ورق استیل 304. رایج‌ترین نوع ورق استیل ضد زنگ می باشد که نام گذاری کلاسیک آن ورق استیل 18/8 می باشد. این اعدا به ترتیب بیان گر درصد کروم و نیکل این ورق هستند.

ورق استیل L304. نسخه کم کربن ورق استیل 304 می باشد. برای جوشکاری بسیار مناسب است.

ورق استیل 309. از نظر مقاومت حرارتی بهتر از 304 عمل می کند.

ورق استیل 316. بعد از ورق استیل 304 ورق استیل 316 بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف به خود اختصاص می دهد. به دلیل استفاده از آلیاژ مولیبدن برای استفاده در صنایع غذایی و فرآورده‌های دارویی کاربرد داشته و کمترین میزان آلودگی فلزی را به خود اختصاص می دهد. همچنین به دلیل دارا بودن مقاومت خوردگی بالاتر نسبت به 304 در صنایع دریایی نیز بسیار پرکاربرد می باشد. یکی دیگر از صنایع پر مصرف 316 ساعت سازی‌ها هستند. این ورق قادر به تحمل گرمای 2000 درجه فارنهایت را نیز داشته و از آن برای ساخت آستر دودکش‌ها نیز استفاده می‌شود.

ورق استیل L316. نسخه کم کربن ورق استیل 316 می باشد.

ورق استیل 317. از نوع فولاد ضد زنگ بوده و به دلیل داشتن درصد قابل توجهی مولیبدن مقاومت بسیار بالایی در برابر حمله مواد شیمیایی دارد. در این رده عملکرد این ورق از 304 نیز بهتر می باشد. استحکام کششی بالا، تحمل تنش عالی و قدرت خزش قابل قبول از جمله سایر ویژگی‌های ورق استیل 317 می باشند.

ورق استیل 321. مشابه ورق 304 در هنگام جوشکاری خطر پوسیدگی جوش به دلیل افزودن تیتانیوم در آن بسیار کمتر است.

 

ورق استیل سری 400

ورق استیل 405. دارای ترکیباتی مخصوص جوشکاری می باشد.

ورق استیل 408. با 11 درصد کروم و 8 درصد نیکل مقاومت بالایی در برابر حرارت داشته اما در برابر خوردگی ضعیف عمل می نماید.

ورق استیل 409. این ورق از جمله ارزان‌ترین انواع ورق استیل می باشد که بیشتر برای اگزوز خودرو به کار می رود.

ورق استیل 410. دارای مقادیر قابل توجهی آهن بوده و در برابر سایش و خوردگی بسیار مقاوم است.

ورق استیل 416. به دلیل داشتن گوگرد اضافی شکل پذیری و ماشین کاری بالایی دارد.

ورق استیل 420. برای ساخت انواع کارد و چنگال به کار گرفته می‌شود.

ورق استیل 430. از این ورق برای ساخت مواد تزئینی بیشتر استفاده می‌شود. به دلیل شکل پذیری خوب تزئینات خودروها را با استفاده از این ورق آماده می نمایند.

ورق استیل 440. با درجه حرارت بسیار بالا تولید می‌شود. در صنایع ساخت و تولید کارد و چنگال به دلیل کربن بالا کاربرد دارد. این ورق می تواند یکی از سخت‌ترین انواع فولاد ضد زنگ محسوب شود. خود به انواع و درجه‌های مختلفی تقسیم شده که در هر یک از انواع آن با افزودن ترکیباتی قابلیتی خاصی تقویت یافته است.

ورق استیل 446. برای کار در درجه حرارت بسیار بالا مناسب است.

 

ورق استیل سری 500

به دلیل دارا بودن مقادیر کروم در برابر حرارت مقاومت بسیار بالایی دارند.

 

ورق استیل سری 600

دسته بندی این سری از ورق استیل با توجه به آلیاژ‌های به کار رفته در آنها می باشد.

ورق استیل 601 تا 604. با درصد آلیاژ کم مارتنزیتی

ورق استیل 610 تا 613. فولاد سخت کننده ثانویه مارتنزیتی هستند.

ورق استیل 614 تا 619. فولادهای کروم دار ماتنزیتی می باشند.

ورق استیل 630 تا 635. فولاد ضد زنگ نیمه جامد ماتنزیتی هستند. 17 درصد کروم و 4 درصد نیکل از اصلی‌ترین مواد به کار رفته در آنها است.

ورق استیل 650 تا 653. فولادهای آستینیتی هستند که توسط نورد گرم تقویت می شوند.

ورق استیل 660 تا 665.

ساخت لوله های فولادی، ساخت صفحه کشتی و سکوهای دریایی، صفحات فولادی مقاوم در برابر آب و هوا، بشقاب فولادی دیگ بخار و فشار، لوله‌های فولادی و صفحات فولادی به کار رفته در خودرو نیز از دیگر موارد استفاده ورق استیل در صنعت می باشند.

 

جمع بندی و نتیجه گیری

با وجود استانداردهای متنوع و انواع مختلفی از ورق استیل، صنایع مختلف می بایست با مطالعه مشخصات فنی آنها به صورت کمی اقدام به انتخاب نمونه مناسب برای خود نمایند. این ورق‌ها بسته به ضخامت و آلیاژهای مورد استفاده قیمت‌های مختلفی را نیز دارا بوده و از این نظر بهتر است قبل از اقدام به خرید حتماً درباره استانداردهای به کار رفته در آنها مطمئن شوید.

صنعت ساخت ورق استیل یکی از صنایع بسیار بزرگ و قدرتمند در جهان است که در سال‌های اخیر کشورهای آسیایی نیز با تولیدات خود وارد عرصه رقابت در این مقوله شده اند. از این رو در انتخاب برند ورق استیل نیز می بایست دقت لازم را داشته باشید.

 

استنلس استیل 410

1-مقدمه

 آلیاژ 410، استنلس استیلی از خانواده مارتنزیت ها است که مقاومت در برابر خوردگی عالی به اضافه استحکام بالا و سختی را فراهم می کند، که در هر دو شرایط آنیل و سخت شده مغناطیسی می باشد. هم چنین گستره وسیعی از خواص آن می توانند با عملیات های حرارتی متفاوت بهبود یابند.

این آلیاژ در کاربرد هایی که نیازمند مقاومت متوسط در برابر خوردگی و خواص مکانیکی خوب هستند، می تواند گزینه مناسبی باشد. این آلیاژ ها معمولاً در ساخت فنر های تخت، چاقو، ابزار آشپزخانه و از این دست ابزار استفاده می شوند.

 

2-ترکیب شیمیایی

% 410
0.15-0.08	کربن
1.00	منگنز
0.040	فسفر
0.030	گوگرد
1.00	سیلیسیم
13.5-11.5	کروم
0.75	نیکل
متعادل	آهن

 

3-آنالیز

       آلیاژ 410 با توجه به استاندارد های AMS 5504 و ASTM A240 آنالیز می شوند.

 

4-خواص مکانیکی

       خواص مکانیکی در دمای اتاق                        

سختی راکول	E % in 50.8mm	0.2% YS Ksi (Mpa)	UTS Ksi (MPa)
80B	20	(205) 30	(450) 65	410

 

5-مقاومت در برابر خوردگی

       آلیاژ 410 که تحت عملیات حرارتی قرار گرفته، مقاومت خوبی در برابر خوردگی در هوای عادی، آب و بعضی اسید های شیمیایی ملایم از خود نشان می دهد. به اضافه اینکه مقاومت راضی کننده ای در برابر نیتریک اسید، سولفوریک اسید غلیظ، استیک اسید رقیق و نفتا دارند. هم چنین مقاومت آن در برابر اسید های غذایی خوب است. این گرید در شرایط آنیل مقاومت ضعیفی در برابر خوردگی دارند که توصیه نمی شود.

 

7-عملیات حرارتی

   عملیات آنیل: حرارت دهی آرام تا دمای 899-816 درجه،  کاهش دما تا 593 درجه در کوره، سپس سرد کردن در هوا.

عملیات سخت کردن: حرارت دهی تا 1010-927 درجه، سرد کردن در هوا یا روغن. (که لازم است بعد از آن، عملیات حرارتی تنش گیری یا تمپر انجام گیرد.)

عملیات تنش گیری: حرارت دهی تا 427-149 درجه به مدت 1 تا 2 ساعت، سپس سرد کردن در هوا.

عملیات تمپر: حرارت دهی تا 760-593 به مدت 1 تا 4 ساعت، سپس سرد کردن در هوا.

 

8-شکل پذیری

       آلیاژ 410، خواص کار سرد معقولی دارد، به طوری که در شرایط آنیل تا حد قابل قبولی می تواند مورد کشش و شکل دهی قرار گیرد.

 

9-جوش پذیری

       کلاس مارتنزیتی استنلس استیل خواص جوش پذیری محدودی دارد که علت آن قابلیت سختی پذیری آن می باشد. در جوشکاری ورق های استنلس استیل مارتنزیتی که میزان کروم آن ها کمتر است، عملیات پیش گرم، عموماً تا دمای 260 درجه نیاز نیست.

 

عملیات حرارتی بعد از جوشکاری باید جهت دستیابی به خواص مورد نیاز مد نظر قرار گیرد. البته لازم به ذکر است که این آلیاژ نسبت به بقیه آلیاژ های این خانواده دارای خواص جوشکاری بهتری است. تفاوت عمده در این آلیاژ میزان کمتر کربن در آن است که نیاز به عملیات حرارتی بعد از جوشکاری را حذف می کند.

استنلس استیل 321

1-مقدمه

       آلیاژ 321 یک استنلس استیل تثبیت شده، مشابه نوع 304 اما محتوی تیتانیم اضافه، حداقل 5 برابر کربن موجود است. این میزان تیتانیم اضافه از تشکیل کاربید ها در حین جوشکاری و در دمای 427 تا 816 درجه سانتی گراد جلوگیری می کند. همچنین خواص دما بالای آلیاژ را بهبود می دهد.

       این آلیاژ مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون عالی دارد و هم چنین دارای استحکام خزشی خوبی است.

 

2-ترکیب شیمیایی

0.08	کربن
2.00	منگنز
0.045	فسفر
0.030	گوگرد
0.75	سیلیسیم
19.0-17.0	کروم
12.0-9.0	نیکل
0.01	نیتروژن
متعادل	آهن
0.70 (N+C)*5	تیتانیم

 

3-آنالیز

       استنلس استیل 321 با توجه به استاندارد های مقابل آنالیز می شود: 5510 AMS- 240A ASTM

 

4-خواص مکانیکی

       خواص مکانیکی در دمای اتاق                                                        

سختی راکول	E % in 50.8mm	0.2% YS Ksi (Mpa)	UTS Ksi (MPa)
70B	55	(241) 35	(586) 85	321

 

5-مقاومت در برابر خوردگی

       رفتار مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ 321 مشابه 304 است، با این تفاوت که مقاومت در برابر خوردگی مرزدانه ای به علت تثبیت تیتانیم اضافه در ساختار 321 بهبود یافته است و مقاومت آن در برابر اسید های آلی و غیر آلی فوق العاده می باشد.

 

7-عملیات حرارتی

       استنلس استیل 321  به وسیله عملیات حرارتی قابل سخت شدن نیستند. آنیل: گرم کردن تا 1120 درجه سانتی گراد، سپس در آب کوئنچ یا در هوا خنک می شود.

 

8-شکل پذیری

       این استنلس استیل به راحتی شکل گرفته و مورد کشش واقع می شود، اگرچه فشار بالاتری مورد نیاز است. همچنین حضور عناصر آلیاژی خاص باعث می شود که 321 نسبت به سایر گرید های آستنیتی مثل 304 سخت تر شکل بگیرد.

 

9-جوش پذیری

       کلاس های آستنیتی استنلس استیل، عموماً جوش پذیری مناسبی با هر دو روش نفوذی و مقاومتی از خود نشان می دهند.

 

10-کاربرد ها

       تجهیزات تمپر دما بالا، کاور های آنیل، سیستم های اگزوز ماشین های سنگین و دیزلی، فایروال، آستر دودکش، ریخته گری دیگ بخار، اجزا هواپیما و جت، سوپر هیترها، تجهیزات پالایش نفت و صنایع زیر دستی.

خانواده استنلس استیل

     در این قسمت به بررسی خانواده استنلس استیل یا بهتر است بگوییم فعل و انفعالات آلیاژها در صورت افزودن یا کم کردن عناصر آلیاژی می پردازیم. برای این کار استنلس استیل 304 را آلیاژ پایه در نظر گرفته ایم. درصورت افزودن عناصر آلیاژی از قبیل کروم، نیکل، مولیبدن، مس، آلومینیم، تیتانیم و . . . آلیاژ پایه دچار تغییراتی در خواص مکانیکی شده که موجب ایجاد گریدی متفاوت با کاربردهای مختلف خواهد شد. این تغییرات با توجه به نیاز مشتری و همچنین محیط کاربرد آلیاژ قابل تغییر می باشد.

     عکس زیر تمامی فعل و انفعالات فلز پایه را با توجه به تغییرات مورد نظر نشان میدهد:

تاثیر عناصر آلیاژی بر استنلس استیل

       عنصر اصلی در استنلس استیل، کروم می باشد. اما به دلیل اینکه افزایش بیش از حد کروم باعث مشکلاتی در ساخت، شکل دادن و پایداری آلیاژ می گردد، برای بهبود این خواص همچنین خواص خوردگی، اکسیداسیون و غیره استنلس استیل ، عناصر آلیاژی دیگری نیز به آن افزوده می گردد که در ذیل به مهمترین آنها و اثرات هریک اشاره می گردد.

نیکل

       این عنصر دو وظیفه مهم انجام می دهد:

1-تشکیل و پایدار سازی ساختار آستنیتی، کاهش کار سختی، افزایش شکل پذیری، ایجاد خواص مکانیکی مخصوصاً در دماهای پایین.

2-بهبود خواص خوردگی مخصوصاً در محیط های احیا کننده و اسید های معدنی از طریق کمک به تشکیل لایه محافظ.

منگنز

       این عنصر مانند نیکل آستنیت زا بوده ولی از آن ارزان تر است. این عنصر هنگامی که در استنلس استیل به جای درصدی از نیکل استفاده گردد، تا حدود مناسبی خواص نیکل را تامین نموده و قیمت آلیاژ را کاهش می دهد.

مولیبدن

       افزایش این عنصر در مقادیر متوسط به استنلس استیل باعث پایداری بسیار زیاد لایه محافظ مخصوصاً در محیط های غیر اکسید کننده و حاوی یون کلرید می گردد. همچنین مقاومت در مقابل خوردگی حفره ای و خوردگی شیاری را افزایش می دهد. معمولاً آلیاژ های حاوی مولیبدندر محیط های اکسید کننده (مانند اسید نیتریک و نیترات ها) مناسب نیستند.

سیلیسیم

       وجود این عنصر باعث افزایش مقاومت به پوسته شدن در دمای بالا می گردد. همچنین در محیط های شیمیایی، اکسید کننده قوی مانند اسید سولفوریک غلیظ و گرم نیز مقاومت خوردگی را افزایش می دهد.

تیتانیم و نئوبیم

       این دو عنصر با تشکیل کاربید های بسیار پایدار با کربن، از ترکیب شدن کربن با کروم و کاهش مقاومت به خوردگی استنلس استیل جلوگیری می نمایند.

مس

       در افزایش مقاومت به خوردگی در محیط های احیا کننده مانند اسید سولفوریک به کار می رود.

کربن

       میزان کربن در استنلس استیل مختلف، متفاوت و بین 0.01 تا 1 % می باشدکه سه اثر مهم آن عبارتند از:

1-در بیشتر استنلس استیل  ها خواص خزشی و پایداری مکانیکی در دمای بالا را افزایش می دهد.

2-در استنلس استیل مارتنزیتی عامل اصلی تشکیل فاز مارتنزیت و در نتیجه سختی آنها می باشد.

3-اگرچه به طور مستقیم تاثیری در خواص خوردگی استنلس استیل ندارد، اما باعث جذب شدن کروم و بنابراین کاهش مقاومت خوردگی خصوصاً در مرز دانه ها می گردد.

گوگرد و سلنیم

       این دو عنصر به منظور سهولت در ماشینکاری استنلس استیل به آن افزوده می شوند.

نیتروژن

       این عنصر چند اثر مهم دارد که عبارتند از:

1-در استنلس استیل آستنیتی، استحکام مکانیکی (در دمای معمولی و پایین) و مقاومت به خوردگی های حفره ای و شیاری را افزایش داده و تشکیل فاز های ترد حاوی کروم و مولیبدن را به تعویق می اندازد.

2-در استنلس استیل دو فازی نقش مهمی در پایداری فاز آستنیت داشته و تمایل کروم و مولیبدن به جدایش را کم می کند.

3-در استنلس استیل فریتی اثر بسیار مضری بر روی خواص مکانیکی آنها دارد.

پیدایش استنلس استیل

    در اوایل دهه 1920 میلادی، دانشمندی اهل بریتانیا به نام هری بریرلی که به دنبال بهبود عملکرد لوله های تفنگ و جلوگیری از زنگ زدن آنها بود، با ترکیب فلزات، آلیاژ های متفاوتی بدست آورد. بریرلی با توجه به اینکه در محیط آزمایشگاهی خود به نتیجه نرسید، تمامی قطعات را به گوشه ای انداخت. پس از مدتی متوجه شد تمامی نمونه ها به غیر از یک مورد، که در معرض رطوبت و باران قرار داشتند، دچار زنگ زدگی و خوردگی شده اند. بعد از بررسی این آلیاژ، ترکیبی شامل 13 درصد کروم حاصل شد. به این ترتیب آلیاژی با خواص ضد زنگ و مقاوم در برابر خوردگی که استنلس استیل نامیده می شود وارد زندگی بشر شد.

(گروه فلز).

فلوچارت تولید استنلس استیل

     مراحل تولید فولادها و استنلس استیل از ابتدا تا بدست آمدن محصول نهایی در عکس زیر آمده است.

5 دسته عمده استنلس استیل

     عکس های زیر 5 دسته عمده استنلس استیل را به شکل نموداری توضیح داده و درصد عناصرآلیاژی و همچنین برخی کاربردهای آن در صنعت را شرح داده است. 

     استنلس استیل آستنیتی یا سری 300 که مشهور ترین گریدهای آن استنلس استیل 304 و 316 می باشد.

     استنلس استیل فریتی یا سری 400 شامل استنلس استیل 430 یا همان بگیر

     استنلس استیل مارتنزیتی مانند 410 و 420 با کاربردهای حساس مثل ساخت تیغه ها و ابزار جراحی

     استنلس استیل دوپلکس و استنلس استیل منگنز دار سری 200 مانند استنلس استیل 201