فولاد های آلیاژی
آهن الات ساختمانی
ورق استیل نسوز ورقی از جنس فولاد زنگ نزن است که به دلیل وجود برخی عناصر آلیاژی مانند نیکل و کروم در ترکیب آن ، به عنوان ورق مقاوم به حرارت شناخته می‌شود. از جمله گریدهای این محصول می‌توان به گریدهای ۳۰۰ و ۴۰۰ از فولاد زنگ نزن اشاره کرد. معروف‌ترین گریدهای ورق استیل نسوز موجود در بازار، گریدهای ۳۰۹ و ۳۱۰ و انواع کم کربن هرکدام از این فولادها با نام‌های ۳۰۹S و ۳۱۰S است.
در بین مقاطع استیل، ورق استیل از مقاطعی است که در گستره وسیعی از کاربردهای صنعتی و ساختمانی استفاده می‌شود. ورق استیل نسوز در ساخت تجهیزاتی که به مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون در دمای بالا نیاز است، مانند فرآوری شیمیایی، تولید برق و توربین‌های گازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله سعی داریم تا به معرفی آلیاژ استیل نسوز، ورق استیل نسوز و عوامل موثر بر قیمت این ورق بپردازیم.
آلیاژ استیل نسوز
آلیاژ استیل نسوز یا فولاد مقاوم به حرارت (Heat resistant steel)، در گروه فولادهای زنگ نزن قرار می‌گیرد. فولاد زنگ نزن (stainless steel) در بازار با نام استیل شناخته می‌شود. فولادهای زنگ نزن دارای ۱۵۰ گرید متفاوت هستند که ترکیب شیمیایی و درنتیجه خواص آن‌ها متفاوت از یکدیگر می‌باشند. در تمام گریدهای فولاد زنگ نزن بین ۱۲ تا ۲۰ درصد کروم استفاده شده است که این مقدار بالای کروم موجب ایجاد خواص مطلوبی مانند مقاومت به خوردگی می‌گردد. فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل در صنعت کاربرد بسیاری دارد.
در حالت کلی، فولاد وقتی در معرض دماهای بالا قرار می‌گیرد، استحکام تسلیم و خواص آن به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. مقاومت در برابر حرارت به این معناست که استیل با قرار گرفتن در دماهای بیشتر از ۵۰۰ درجه سانتیگراد در مقابل تغییر ساختار و خواص مقاوم است. فولادهای مقاوم در برابر حرارت برای کاربرد در دماهای بالای ۵۰۰ درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده‌اند. به این خاطر که در دماهای بالا استحکام خوبی را به صورت کوتاه مدت و بلندمدت نشان می‌دهند.
ماکزیمم دمای کاربری استیل نسوز وابسته به شرایط محیطی است که در آن کار می‌کند. با این حال حداکثر دمای کاربری این نوع استیل با توجه به نوع آلیاژ و ترکیب شیمیایی استیل می‌تواند تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد افزایش یابد یا اینکه با قرار گرفتن در معرض ترکیباتی مانند سولفور و بخار آب به شدت کاهش یابد. آلیاژ استیل نسوز معمولا دارای ۰/۰۵ تا ۰/۱ درصد کربن است.
انواع آلیاژ استیل نسوز
براساس ریزساختار، استیل نسوز در دسته‌های فریتی، فریتی – مارتنزیتی، مارتنزیتی و آستنیتی از استیل قرار دارد.
آلیاژ استیل نسوز فریتی- مارتنزیتی تحت اعمال نیرو‌های فشاری، چقرمگی نسبتا کمی را از خود نشان می‌دهند. دمای کاری این آلیاژها از ۹۵۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد است و عمدتا در کوره‌های صنعتی کاربرد دارند. گریدهای آلیاژ استیل نسوز فریتی – مارتنزیتی عبارتند از:
- ۴۷۲۴
- ۴۷۴۲
- ۴۷۶۲
آلیاژ استیل نسوز آستنیتی مقاومت خزشی و دمای کاری بسیار بالاتری نسبت به نوع فریتی آن‌ها دارد. عمده کاربرد این آلیاژها معمولا در سیستم اگزوز، خطوط انتقال سوخت و گاز است. گریدهای متداول آلیاژ استیل نسوز آستنیتی عبارتند از:
- ۴۸۲۸
- ۴۸۴۱
- ۴۸۴۵
آلیاژ استیل نسوز بر اساس عناصر آلیاژی موجود در آن نیز دسته‌بندی می‌شود. اشکال مختلفی از استیل نسوز مانند ورق، لوله، میلگرد، اتصالات، مواد پرکننده و … در بازار فولاد زنگ نزن موجود است. این محصول از جمله مقاطع پرکاربرد در صنایع مختلف محسوب می‌شود.
خواص ورق استیل نسوز
ویژگی های مطلوب این محصول باعث شده است تا کاربردهای گسترده‌ای در صنعت و برای کاربردهای دما بالا داشته باشد. خواص هر ورق استیل نسوز، تعیین کننده قیمت آن نیز هست. از بارزترین خواصی که این ورق از خود نشان می‌دهد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
- مقاومت به خستگی / مقاومت به خزش در محدوده دمایی مورد نظر با توجه به ترکیب شیمیایی
- پایدار بودن در مقابل خوردگی در دمای بالا
- مقاومت در برابر پوسته پوسته شدن با ایجاد یک لایه اکسیدی
- خواص خوب در مقابل تنش‌های ناشی از تغییرات پیوسته دما و خطر ناشی از تردی (بسته به ماده مورد استفاده)
- ریزساختار پایدار
- خواص مکانیکی خوب
- مقاومت به تردی هیدروژنی در دمای بالا
کاربرد ورق استیل نسوز
در برخی از کاربردهای صنعتی به نوعی از فولاد نیاز است که بتواند در دماهای بالا ساختار و خواص خوب خود را حفظ کند. این محصول با توجه به خواصی که در بالا به آن اشاره شد، در کاربردهایی که به مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر اکسیداسیون و نیز سایر انواع خوردگی در دماهای بالا نیاز است، استفاده می‌شود.
انواع ورق استیل، با توجه به خواصی که ارائه می‌دهند، دارای کاربردهای متفاوتی هستند. در نتیجه برای خرید ورق استیل باید انواع آن را شناخت و راهنمای خرید ورق استیل را از منابعی معتبر دریافت کرد، تا بهترین خرید صورت گیرد.
برخی از کاربردهای ورق استیل نسوز عبارتند از
- کوره‌های صنعتی پخت سرامیک، کریستال و …
- دیگ‌های بخار
- لوله‌های بخار
- صنایع پتروشیمی
- خطوط گاز
- مبدل‌های حرارتی
- قطعات در معرض دمای بالا در موشک و هواپیما
- تجهیزات نیروگاهی
انواع ورق استیل نسوز
این محصول پرکاربرد در ایران شامل آلیاژهای ۱.۴۸۲۸، ۱.۴۸۴۱ و ۱.۴۸۴۵ است. که به بررسی این فولادها می‌پردازیم.
ورق استیل نسوز ۱.۴۸۲۸
این نوع ورق استیل با نام استیل نسوز ۳۰۹ نیز در بازار شناخته می‌شود. استیل ۳۰۹ دارای سختی و قابلیت جوشکاری مناسبی دارد اما از طریق عملیات حرارتی نمی‌توان آن را سخت کاری کرد. برای استفاده از محیط‌های مرطوب کاربرد ندارد. این نوع ورق در ساخت قطعات کوره، تجهیزات صنایع پتروشیمی و … استفاده می‌شود.
ورق استیل نسوز ۳۰۹ معمولا در ضخامت‌های ۰/۳ تا ۵۰ میلیمتر در بازار موجود هستند. برندهای تولید کننده این نوع ورق موجود در بازار تولید کشورهای کره، هند، چین و … است. قیمت ورق استیل نسوز ۳۰۹ در مقایسه با استیل نسوز ۳۱۰ ارزان‌تر است.
ورق استیل نسوز ۱.۴۸۴۱
این نوع ورق با نام ورق استیل نسوز ۳۱۰ نیز در بازار شناخته می‌شود. این ورق یک فولاد زنگ نزن آستنیتی متوسط کربن است. که کاربردهای دما بالایی مانند اجزای کوره و تجهیزات عملیات حرارتی دارد. گرید آلیاژی ۳۱۰ در شرایط پیوسته تا دمای ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد و در شرایط متناوب و ناپیوسته تا دمای ۱۰۳۵ درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آلیاژ از قابلیت جوشکاری و انعطاف‌پذیری قابل قبولی برخوردار است و در تولید تجهیزات توربین‌های گازی و موتورهای هواپیما و جت کاربرد دارد.
ورق استیل نسوز ۱.۴۸۴۵
این ورق با نام ورق استیل نسوز ۳۱۰S نیز شناخته می‌شود. مقاومت به حرارت این ورق تا دمای ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد است. این آلیاژ استیل نسوز به صورت مقاطع دیگر مانند لوله، میلگرد، مفتول و … نیز تولید می‌شود. از خصوصیات بازر این آلیاژ این است که با توجه به حضور مقدار زیاد کروم و مقدار متوسط نیکل در آن، مقاومت به اکسیداسیون و سایر اشکال خوردگی در دمای بالا، از ویژگی‌های بارز این نوع ورق است.
علاوه بر این مانند سایر فولادهای زنگ نزن آستنیتی، این آلیاژ استیل نسوز استحکام و چقرمگی خود را در دماهای زیر صفر نیز حفظ می‌کند. همین عامل باعث شده است که محدوده کاربردی گسترده‌ای در صنایع مختلف داشته باشد.
جوشکاری ورق استيل نسوز
قابلیت جوشکاری این محصول ، با توجه به نوع آن و نیز ترکیب شیمیایی آلیاژ استیل نسوز، متفاوت است. قابلیت جوشکاری فولادهای زنگ نزن فریتی تحت شرایط مختلف متفاوت است اما فولادهای زنگ نزن آستنیتی به طور کلی از قابلیت جوشکاری خوبی برخوردارند. برای این آلیاژها معمولا می‌توان از روش‌های مختلف جوشکاری مانند جوشکاری TIG، MIG/MAG یا جوشکاری الکترود استفاده کرد.
ترکیب شیمیایی ورق استیل نسوز
ترکیب شیمیایی این محصول شامل دو عنصر مهم ازجمله کروم و نیکل میباشد. کروم عنصری است که در همه انواع آلیاژ استیل نسوز موجود است. عنصر کروم علاوه بر ایجاد خواص مقاومت در برابر اکسیداسیون، خواصی مانند استحکام دما بالا و مقاومت در برابر کربوراسیون را نیز در فولاد نسوز ایجاد می‌کند. از سوی دیگر نیکل به منظور افزایش شکل‌پذیری (ductility) و استحکام دمابالای استیل نسوز به آن اضافه می‌شود.
محدودیت‌های آلیاژ استيل نسوز
انتخاب استیل نسوز برای یک کاربرد خاص بر اساس میزان مقاومت حرارتی و خواص مکانیکی مورد نیاز صورت می‌گیرد. استیل نسوز نباید در معرض شعله و تماس مستقیم با کربن قرار بگیرد. به این خاطر که با این کار، مقاومت دربرابر حرات این استیل در اثر کربوراسیون کاهش می‌یابد.
عوامل موثر بر قیمت ورق استيل نسوز
ورق استیل نسوز از جمله مقاطع وارداتی به کشور است. بنابراین عواملی مانند نرخ دلار و نوسانات آن، می‌تواند نقش بسزایی در تغییرات قیمت ورق استیل نسوز در بازار داشته باشد. از سوی دیگر گرید آلیاژی ورق استیل نسوز، میزان عرضه و تقاضا در بازار، برند تولید کننده و کیفیت نیز می‌تواند از عوامل موثر بر قیمت ورق استیل نسوز باشد.
گروه صنعتی فولاد کاران از سال ۱۳۷۰فعالیت خود را در زمینه‌ی تولید و تامین مقاطع مختلف فولادی و آهن, از قبیل میلگردهای فولادی و آلیاژی , میلگردهای ساختمانی, انواع مقاطع ترانسمیسیون , ورق‌های آلیاژی , ورق‌های روغنی و سیاه و گالوانیزه‌ی هفت الماس ,آغاز نموده است . تلاش مجموعه فولادکاران در این مدت در جهت رضایتمندی و تامین دقیق سفارشات معطوف بوده است.
ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:
اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran
فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948
لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6
پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk
