ورق استیل های نگیر

ورق استیل های نگیر،استیلی هستند که بعلت وجود عنصر نیکل بیشتر،حالت  آستنینیتی به خود گرفته و  خاصیت مغناطیسی نداشته و در نتیجه، جذب آهنربا نمی‌شوند .

واین ورق‌ها به دلیل وجود همین عنصر نیکل، خاصیت مغناطیسی نداشته و در نتیجه، جذب آهنربا نمی‌شوند. ورق‌های استیل نگیر مقاومت بسیار خوبی در مقابل خوردگی از خود نشان می‌دهند.

شرکت پیشرو تجارت مهان عصر ارائه کننده انواع ورق های استیل به سراسر کشور است. شما می توانید برای اطلاع از قیمت ورق استیل با شماره 09353092024 تماس بگیرید.

استیل‌های نگیر کاربردهای گسترده‌تری نسبت به استیل‌های بگیر دارند. برای این منظور کافی است به گریدهایی همچون 304 و 316 که جزو معروف‌ترین فولادهای ضد زنگ آستنیتی هستند اشاره کنیم. بااین‌حال، این دسته از فولادهای ضد زنگ تنوع بیشتری داشته و مهم‌ترین ورق‌های استیل نگیر شامل موارد زیر می‌شوند:

دسته بندی ورق های استیل نگیر

• ورق استیل 304 و 304L
• ورق استیل 316 و 316L
• ورق استیل 309 و 309S
• ورق استیل 310 و 310S
• ورق استیل 321

قیمت ورق استیل نگیر

قیمت ورق استیل نگیر به عوامل مختلفی همچون نوسانات نرخ ارز،کمیت تقاضای این محصول بستگی دارد که بر اساس ضخامت ، کشور تولیدکننده آن، ابعاد، رول یا شیت بودن و آلیاژ آن متفاوت است.

مقدمه – معرفی ورق استیل 304 

استنلس استیل( 8/18) پر کاربردترین رده آلیاژی در بین انواع فولادهای زنگ نزن ، باشد. این آلیاژ دارای ویژگی های بسیاری همچون مقاومت به خوردگی مناسب، شکل پذیری عالی و قابلیت جوشکاری بسیار بالا است. تمامی استنلس استیل های (فولادهای زنگ نزن) سری 300 بنابردارا بودن ساختار آستنیتی دارای خاصیت غیر مغناطیسی هستند که به  خاطرهمین  ویژگی به این فولادها استیل نگیر304 بیش فروش بیش از پنجاه درصد بازار فولاد را به خود اختصاص داده است.

ساختا آستنیتی استیل ۳۰۴، این امکان را فراهم می کند که تحت فرایند کشش عمیق بدون نیاز به عملیات آنیل بین مراحل کشش قرار گیرد.

گرید (L) 304، که نسخه کم کربن استیل ۳۰۴ است، که به عملیات حرارتی پس از جوشکاری نیاز نداشته و از این رو کاربرد گسترده ای در قطعات سنگین ( دارای ضخامت حدود ۶ میلیمتر) دارد.

گرید (H) 304 با میزان کربن بالاتر برای بکارگیری در درجه حرارت های بالا مناسب می باشد. ساختار آستنیتی همچنین به این گریدها سختی فوق العاده داده و حتی در دماهای زیر صفر نیز برای بکارگیری مناسب می باشد.

استحکام بالا تری در درجه حرارت های بالا تر دارد. بدین ترتیب معمولا برای کاربرد های سازه ای و حاوی فشار در محدوده دمایی ۵۰۰ تا حدود ۸۰۰ درجه سانتی گراد به کار می رود. گرید (H) 304 در طیف حرارتی ۴۲۵- ۸۶۰ درجه سانتی گراد حساس می گردد. اگرچه بکارگیری این گرید در کاربرد های با درجه بالاتر از این محدوده، مشکل ساز نمی باشد، ولی باعث کاهش مقاومت خوردگی در محیط های آبی می گردد.

در جداول زیر ترکیب شیمیایی، خواص فیزیکی و مکانیکی  انواع ورق استیل 304 ارائه شده است:

ترکیب شیمیایی انواع گریدهای ورق استیل 304
N	Ni	Mo	Cr	S	P	Si	Mn	C	Grade
–	8.0	–	18.0	–	–	–	–	–	min	304
0.10	10.5		20.0	0.030	0.045	0.75	2.0	0.08	max
–	8.0	–	18.0	–	–	–	–	–	min	304L
0.10	12.0		20.0	0.030	0.045	0.75	2.0	0.030	max
–	8.0	–	18.0	–	0.045	–	–	0.04	min	304H
	10.5		20.0	0.030		0.75	2.0	0.10	max

 

 

 

 

 

 

خواص فیزیکی انواع ورق استیل 304
Electrical Resistivity	Specific Heat	Thermal Conductivity		Mean Coefficient of Thermal Expansion			Elastic Modulus(Gpa)	Density (kg/m3)	Grade
	0-100 0C	at 500 0C	at 100 0C	0-17.50C	0-315 0C	0-100  0C
720	500	21.5	16.2	18.4	17.8	17.2	193	8000	304/L/H

 

 

 

 

 

 

خواص مکانیکی انواع ورق استیل 304
Hardness		Elongation(% in 50 mm)	Yield Strength 0.2% proof (Mpa) min	Tensile Strength(Mpa)	Grade
Brinell (HB) max	Rockwell B (HR B) max
201	92	40	205	515	304
201	92	40	170	485	304L
201	92	40	205	515	304H

 

 

 

 

 

بررسی مقاومت به مقابل خوردگی ورق استیل 304

استفاده از ورق استیل ۳۰۴ در طیف گسترده ای از محیط های متنوع جوی و بسیاری از محیط های خورنده مناسب می باشد زیرا مقاومت به خوردگی مناسبی از خود نشان می دهد. به عنوان مثال در برابر اسیدهای شیمیایی موجود در انواع مواد غذایی همچون گوشت، شیر و میوه ها مقاوم است. به همین دلیل از گرید در ساخت تجهیزات ذخیره، تولید و فرآوری مواد غذایی به وفور استفاده می شود.

این فولاد زنگ نزن در محیط های گرم حاوی کلر دار در معرض خوردگی شیاری و حفره ای قرار داشته، و همچنین در دماهای بالاتر از 60 درجه سانتی گراد تحت خوردگی تحت تنشی (SCC)  قرار می گیرد. ورق استیل ۳۰۴ در مقابل آب آشامیدنی که دارای حداکثر ۲۰۰ میلی گرم بر لیتر کلر دارد در درجه حرارت محیط مقاوم بوده و بالارفتن دمای آب مقاومت آن کاهش می باید. به عنوان مثال در آبی که دارای دمای 60 درجه سانتی گراد است در مقابل 150 میلی گرم بر لیتر کلر مقاومت دارد.

مقاومت در برابر حرارت ورق استیل 304

استیل ۳۰۴ مقاومت مناسبی در مقابل اکسیداسیون تحت حرارت دهی متناوب تا دمای ۸۷۰ درجه سانتی گراد و در حرارت دهی پیوسته تا ۹۲۵ درجه دارا می باشد. بکارگیری پیوسته این آلیاژ مخصوصا گرید در محدوده دمایی ۴۲۵-۸۶۰ درجه سانتی گراد توصیه نمی گردد زیرا در این محدوده دمایی رسوب زایی کاربیدها صورت گرفته و خوردگی بین دانه ای رخ می دهد. گرید (L) 304 در مقابل رسوب زایی از آنجایی که کربن کمتر داشته در مقابل پدیده رسوب زایی کاربید کروم و خوردگی بین دانه ای مقاوم تر است.

عملیات حرارتی ورق استیل 304

عملیات آنیل انحلالی استیل ۳۰۴ را می توان در محدوده دمایی ۱۰۱۰-۱۱۲۰ درجه سانتی گراد انجام داده و سپس به سرعت خنک نمود. استنلس استیل های آستنیتی همچون گرید 304 دارای قابلیت سختی پذیری بواسطه عملیات حرارتی نیستند.

جوش پذیری ورق استیل 304

ورق استیل ۳۰۴ یا ورق استیل نگیر قابلیت جوشکاری فوق العاده ای بوسیله تمامی روش های جوشکاری استاندارد ، با یا بدون فلزات پر کننده (فیلر) دارد. از آنجایی که استاندارد ۱۵۵۴.۶ (AS) جوشکاری ۳۰۴ و (L) 304 را با مفتول ها و الکترود های ۳۰۸ تضمین می کند، قطعات ساخته شده از جنس ۳۰۴ ممکن است به عملیات حرارتی پس از جوشکاری برای مقاومت حداکثر در مقابل خوردگی نیاز داشته باشند. البته این امر امر برای گرید (L) 304 لازم نمی باشد. استیل ۳۲۱ همچین به عنوان جایگزینی برای ۳۰۴ در قطعاتی وزن بالایی دارند و تحت جوشکاری قرار می گیرند، می باشد.

کاربردهای ورق استیل 304

عمده ترین دلایل کاربرد ورق استیل 304 عبارتند از: 1- مقاومت در برابر خوردگی 2- مقاومت در برابر حرارت و آتش 3- بهداشتی بودن 4- نسبت استحکام به وزن مناسب 5- سهولت تولید در مراحل ساخت (شکل پذیری، جوش پذیری و….) 6- مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی شکل پذیری، فرم پذیری و جوش پذیری نیز از دیگر ویژگی هایی است که منجر به سهولت تولید سینک از ورق استیل 304 شده است.

ورق استیل 304 در برابر بسیاری از محیط و اسیدها همچون اسیدهای موجود در مواد غذایی مقاوم بوده،در کنار این ویژگی شکل پذیری و جوش پذیری خوبی داشته و از دوام و ماندگاری بالایی نیز برخوردار است.  به همین دلیل واحدهای صنعتی فعال در صنایع غذایی، دارویی و لوازم خانگی نمونه ای از بزرگترین خریداران و مشتری های ورق استیل نگیر (گرید 304) هستند.

این نکته را نیز باید اشاره نمود که اگر یک متریال بخواهد در حوزه مرتبط با سلامت انسان همچون لوازم آشپزخانه، صنعت غذا و دارو مورد استفاده قرار گیرد باید میکروب و باکتری به خود جذب نکند و در اصطلاح بهداشتی باشد. استنلس استیل ها فی ذاته آنتی میکروب و آنتی باکتریال نیستند اما به آسانی بوسیله آب و مواد شوینده تمیز می گردند. به همین دلیل این فولادها نیز در زمره آلیاژهای بهداشتی قرار می گیرند.

بنابر ویژگی هایی که تا به اینجا اشاره شد ازاین رده آلیاژی در ساخت بسیاری از لوازم خانگی همچون قاشق و چنگال، ظروف غذاخوری، سینک، یخچال،اجاق گاز، ماشین لباسشویی و ظرفشویی استفاده می شود. بسیاری از واحدهای فعال در صنعت غذا و دارو همچون صنایع لبنی، نوشیدنی و داروسازی نیز در ساخت تجهیزات و ماشین آلات خود از استنلس استیل 304 استفاده می کنند.

دیگ های پلوپز، خط تولید اتوماتیک برنج، یخچال های مورد استفاده در نگهداری مواد غذایی، مخازن ذخیره و فرآوری مواد دارویی، دستگاه های بستنی و قهوه ساز تنها نمونه ای از بکارگیری ورق استیل نگیر (گرید 304) در صنایع غذایی می باشد.

ورق استیل 304 در صنعت ساختمان سازی نیزجایگاه ویژه ای نزد معماران و طراحان سازه ها دارد. علاوه بر بکارگیری در نمای داخلی و خارجی ساختمان ها، در ساخت قسمت های داخلی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال این آلیاژ در ساخت کابین آسانسور بکارگیری می شود.

تجهیزات پزشکی، کانتینرها و مخازن حمل مواد شیمیایی، مبدل های حرارتی، تجهیزات مورد استفاده در معادن، تجهیزات دریایی، کارگاه های رنگرزی، دستگاه های تصفیه و فیلتراسیون آب از دیگر کاربردهای این گرید از استنلس استیل ها می باشد. صنایع نفت و گاز نیز یکی  دیگر از خریداران و مصرف کننده های ورق استیل 304 هستند.

قیمت ورق استیل304

به طور کلی قیمت ورق استیل تابعی عواملی همچون نوع و عناصر آلیاژی موجود (به ویژه کروم و نیکل) در ترکیب شیمیایی، نوسانات ارزی، ضخامت، موجودیت بار، سطح پرداخت پایانی، برند تولید کننده و… می باشد. قیمت ورق استیل 304 نیز از این قواعد مستثنی نیست. در بین موارد نام برده پارامتر سطح پرداخت پایانی یکی از فاکتورهای بسیار موثر بر قیمت فولادهای زنگ نزن بوده که هنگام خرید این فولادها می بایست به آن توجه نمود.

به عنوان مثال ورق استیل 304 معمولا با سطوح مات تک پولیش (No.1)، مات دو پولیش (2B)، خشدار روکش دار (No.4)، براق، آینه ای (No.8)، طرح دار (Patterned)  و… ارائه می شود. معمولا ورق استیل با ضخامت بیشتر از 3 میلی متر محصول فرایند نورد گرم بوده و با سطح مات تک پولیش (No.1) تولید می شود. اما دیگر سطوح نام برده ورق های نورد سرد شده هستند که در ضخامت های کمتر از 3 میلی متر تولید می شوند. البته این نکته را نیز باید اشاره نمود که ورق های براق، خشدار و انواع ورق طرح دار همچون ورق استیل دانه گندمی معمولا در ضخامت های کمتر از 1 میل تولید می شوند.

معمولا در یک رده آلیاژی و در یک ضخامت خاص ورق های طرح دار همچون ورق استیل دانه گندمی قیمت بالاتری داشته زیرا کار و هزینه بیشتری جهت تولید این فولادهای زنگ نزن کار صورت گرفته است. به همین دلیل قیمت ورق استیل 304 با سطح دانه گندمی به مراتب گران تر از دیگر سطوح است. به همین منوال به ترتیب ورق استیل براق 304 از ورق های خشدار و مات دو پولیش گران تر بوده، در بین ورق های خشدار و مات دو پولیش نیز ورق استیل خشدار 304 قیمت بالاتری دارد.

فولادهای زنگ نزن همچون ورق استیل 304 کالایی وارده بوده که  در کشور تولید نمی شوند. از طرفی این فولادها  ماده خام و اولیه بسیاری  از واحدهای صنعتی و تولیدی می باشند. از این منظر می توان گفت که استنلس استیل ها دارای جایگاه استراتژیکی در بین صنعتگران می باشند. علاوه بر وارادتی بودن این فولادها، متریال بی کیفیت و نامعتبر معضل دیگری بوده که تولید کننده های صنعتی با آن دست و پنجه نرم می کنند. زیرا متریال نامناسب تاثیر مستقیمی بر کیفیت نهایی یک محصول صنعتی دارد.

مقدمه – معرفی ورق استیل 316

پس از ورق استیل 304 بیشترین کاربرد و فروش را ورق استیل316  در بین فولادهای زنگ نزن آستنیتی سری 300 دارد. عمده ترین تفاوت ورق استیل 316 و 304 مربوط به به حضور مولیبدن در ترکیب شیمیایی این آلیاژ است. حضور عنصر مولیبدن در ساختار استنلس استیل 316 منجر به بالارفتن مقاومت در برابر خوردگی های شیاری و حفره ای در محیط های حاوی کلر می شود. این گرید نیز همچون دیگر فولادهای زنگ نزن آستنیتی سری 300 فاقد خاصیت مغناطیسی می باشد. 

ورق استیل 316 دارای شکل پذیری و جوشکاری عالی است. همچنین این فولاد به راحتی توسط فرایند نورد، تحت شکل دهی و فرم دهی قرار گرفته و به قطعات مختلفی برای کاربردهای صنعتی، معماری و حمل و نقل تبدیل می شود. در خلال جوشکاری قطعات نازک به عملیات حرارتی پس از جوشکاری نیاز نیست.

گرید 316 به دلیل مقاومت در برابر هیدروکلریک اسید، سولفوریک اسید، تارتاریک اسید، استیک اسید، فرمیک اسید، کلرید های سولفات، آلکالین و محیط های کلریدی با نام استیل ضد اسید نیز شناخته می‌شود. لازم به ذکر است وزن و ابعاد ورق استیل 316 در قیمت آن تاثیر می‌گذارد.

ورق زنگ نزن 316 از دسته ورق‌های آلیاژی استنلس استیل یا همان ضد زنگ می‌باشد که در استاندارد DIN آلمان با نام فولاد 1.4401 شناخته می‌شود و با مشخصه‌ ی X5CrNiMo17-12-2 نیز شهرت دارد. این ورق به دلیل نداشتن خواص مغناطیسی با نام ورق استیل نگیر 316 نیز خوانده می‌شود که علت این نام گذاری بخاطر جذب نشدن آن توسط آهنربا است. ورق‌های استیل نگیر در صنعت کاربردی‌تر و از قیمت بالاتری برخوردارند.

سری 300 از این استیل‌ها نگیر و سری 400 استیل ها بگیر هستند که از آهنربا برای تشخیص بگیر و نگیر بودن ورق‌های استیل استفاده می‌شود. ورق استیل 316 در ترکیب شیمیایی خود دارای 16 الی 18 درصد کروم، 10 تا 14 درصد نیکل و 2 الی 3 درصد مولیبدن می باشد. در بین استنلس استیل های سری 300 تنها این گرید حاوی مولیبدن بوده که حضور این عنصر سبب افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی های شیاری و حفره ای در محیط های کلریدی می شود. همچنین مولیبدن موجود در ترکیب شیمیایی ورق استیل 316 سبب افزایش مقاومت در برابر سولفوریک اسید می گردد.

این آلیاژ در برابر خوردگی حفره ای ناشی از فسفریک اسید و استیک اسید نیز مقاوم است. از دیگر ویژگی های این فولاد زنگ نزن مقاومت عالی در برابر اسیدهای آلی و چرب داغ می باشد. اما ورق استیل 316 در برابر آب های گرم دریا مقاوم نیست. در محیط های کلریدی و در دماهای بالاتر از ( C ° ) 60 در معرض خوردگی تنشی (SCC) قرار دارد. خوردگی بین دانه ای (intergranular corrosion) در محدوده دمایی ( C ° ) 860 – 425 یکی دیگر از معضلات این آلیاژ می باشد.

استیل 316 در استانداردها به گرید دریایی نیز معروف است و در محیط های حاوی نمک بالا مانند مناطق ساحلی کاربرد دارد اما در آب‌های گرم دریایی ورق استیل 316 به دلیل ایجاد لایه خوردگی به رنگ قهوه ای در سطح آن نباید استفاده شود. کاربردهای فولاد استنلس استیل 316 در ساخت قطعات و دستگاه های مورد استفاده در صنایع نساجی، صنایع نفت و پالایشگاه ها می‌باشد. استنلس استیل 316 استیلی ضد اسید می‌باشد که مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی بهتری نسبت به استنلس استیل 304 دارد.

گرید (L)316 نسخه کم کربن استیل 316 می باشد و از مقاومت بیشتری در برابر رسوب زایی کاربید کروم و به تبع آن خوردگی بین دانه ای برخوردار است. از این رو، به میزان گسترده ای در جوشکاری شده مقاطع سنگین ( ضخامت حدود ۶ میلیمتر) به کار می رود. ورق استیل 316L، یک آلیاژ اصلاح شده با درصد کمتری کربن است که در جوشکاری برای به حداقل رساندن ته نشینی کاربیدهای مضر کاربرد دارد. آلیاژهای 316 و 316L در برابر حفره‌ای شدن و اکثر مواد شیمیایی که در صنایع عکاسی، کاغذ و نساجی استفاده می‌شوند مقاومت دارند.

گرید (H)316 حاوی مقادیر بالاتری از کربن در مقایسه با استیل 316 است. ورق استیل 316 به دلیل ساختار آستنیتی چقرمگی بسیار خوبی حتی در دماهای پایین (کاربردهای برودتی) دارد.

گرید 316Ti که نوع دارای تیتانیوم 316 برای مقاومت در برابر حرارت است. این آلیاژ در آسترهای دودکش صنعتی استفاده می‌شود.

 

در جدول زیر ترکیب شیمیایی ورق استیل 316 ارائه شده است.

ترکیب شیمیایی استنلس استیل ورق استیل 316
Grade		C	Mn	Si	P	S	Cr	Mo	Ni	N
316	Min	–	–	–	0	–	16.0	2.00	10.0	–
	Max	0.08	2.0	0.75	0.045	0.03	18.0	3.00	14.0	0.10
316L	Min	–	–	–	–	–	16.0	2.00	10.0	–
	Max	0.03	2.0	0.75	0.045	0.03	18.0	3.00	14.0	0.10
316H	Min	0.04	0.04	0	–	–	16.0	2.00	10.0	–
	Max	0.10	0.10	0.75	0.045	0.03	18.0	3.00	14.0	–

خواص فیزیکی ورق استیل 316

Electrical Resistivity	Specific Heat	Thermal Conductivity		Mean Coefficient of Thermal Expansion			Elastic Modulus(Gpa)	Density (kg/m3)	Grade
	0-100 0C	at 500 0C	at 100 0C	0-17.50C	0-315 0C	0-100  0C
740	500	21.5	16.3	11.4	16.2	15.9	193	8000	316/L/H

 

خواص مکانیکی استنلس انواع گریدهای ورق استیل 316
Grade	Tensile Str(Mpa) min	Yield Str 0.2% proof(Mpa) min	Elong (% in 50 mm) min	Hardness
				Rockwell B (HR B) max	Brinell(HB) max
316	515	205	40	95	217
316L	485	170	40	95	217
316H	515	205	40	95	217

• سختی راکول: 79 HRA
• سختی برینل: 146 HB
• سختی ویکرز: 152 HV
• مدول الاستیسیته : 164 گیگاپاسکال

مقاومت به خوردگی ورق استیل 316

درجه سانتی گراد این مقاومت به 150 میلی گرم بر لیتر کاهش می یابد. در حالی که استیل 316 بنا بر دارا یودن مولیبدن، در دمای محیط و در برابر آب آشامیدنی که حاوی 1000 میلی گرم / لیتر بوده و همچنین در دمای 60 درجه سانتی گراد در برابر آب آشامیدنی که حاوی 500 میلی گرم / لیتر کلر باشد مقاوم است. به همین دلیل از این رده آلیاژی در محیط هایی کلریدی با هالیدی استفاده می شود. البته در محیط های گرم کلریدی در مقابل خوردگی های حفره ای و شیاری مقاوم نبوده و در دماهای بالاتر از 60 درجه سانتی گراد نیز در معرض خوردگی تنشی (SCC) قرار دارد.

فولاد زنگ نزن 316 در مقابل مقابل اسید سولفوریک نیز مقاومت بیشتری نسبت به فولادهای کروم نیکلی همچون گرید 304 و 321 از خود نشان می دهد. مقاومت این آلیاژ در برابر اسید سولفوریک در دمای (C) 49 تا غلظت 5 درصد از این اسید مقاوم بوده و با کاهش دما نیز مقاومت آن در برابر اسید سولفوریک افزایش می یابد. در حالی که استیل 304 در دمای محیط تا میزان غلظت 3 درصد از اسید سولفوریک مقاوم می باشد. ورق استیل 316 بدلیل مقاومت بالایی که در برابر اسید ها از خود نشان می دهد به ورق استیل ضد اسید نیز معروف است. به طور کلی به خاطر اینکه این رده آلیاژی از استنلس استیل ها در بسیاری از محیط ها مقاومت بسیار خوبی از خود نشان می دهد در صنایع شیمیایی، پتروشیمی، نفت و گاز بکارگیری می شود.

علاوه بر ورق استیل ضد اسید، استنلس استیل ۳۱۶ معمولا تحت عنوان ” فولاد زنگ نزن دریایی” نیز شناخته می شوند. معمولا این محیط ها حاوی کلر بوده و به دلیل اینکه ورق استیل 316 در محیط های کلریدی مقاوم تر بوده لقب فولاد زنگ نزن دریایی به آن داده شده است. به همین خاطر در ساخت بسیار سازه های ساحلی مورد استفاده قرار می گیرد. هرچند در مقابل آب گرم دریا مقاوم نیست.  در بسیاری از محیط های دریایی، فولاد ۳۱۶ خوردگی سطحی را نشان می دهد، که معمولا به صورت لکه های قهوه ای مشهود است. این امر به خصوص به شیارها و زبر بودن سطوح پایانی ورق مربوط است.

مقاومت در برابر حرارت ورق استیل 316

ورق استیل 316 مقاومت مناسبی در مقابل اکسیداسیون در سرویس دهی های متناوب تا ۸۷۰ درجه سانتی گراد و در سرویس دهی های پیوسته تا ۹۲۵ درجه سانتی گراد دارد. در صورت مهم بودن مقاومت در برابر خوردگی در برابر آب ، استفاده مداوم از استیل 316 در محدوده دمایی 425-860 درجه سانتیگراد توصیه نمی شود زیرا در این بازه دمایی امکان رسوب زایی کاربیددها و به تبع آن مقاومت به خوردگی وجود دارد. گرید (L)316 در مقابل رسوب زایی کاربیدها به ویژه حین جوشکاری مقاومت بیشتری دارد.

گرید (H)316 استحکام بالاتری در درجه حرارت بالاتر داشته و برخی‌ اوقات برای کاربرد‌های ساختاری و حاوی فشار در درجه حرارت های بالای ۵۰۰ درجه سانتی گراد به کار می رود. به طور کلی در کاربردهایی که نیاز به استحکام در دمای بالاتر از (C) 500 باشد از این گرید استفاده می شود.

در قسمت قبل اشاره شد که حضور مولیبدن منجر به افزایش مقاومت به خوردگی ورق استیل 316 در محیط های کلریدی نسبت به دیگر استیل های سری 300  کلریدی می گردد.  اما یکی دیگر از مزیت های حضور مولیبدن بهبود خواص دما می باشد. معمولا یکی از مشکلات استنلس استیل ها افت قابل توجه چقرمگی در محدوده دمایی 400 الی (C) 550 است. این پدیده با عنوان شکنندگی دمایی (temperature embrittlement) شناخته می شود. اما حضور مولیبدن از افت چقرمگی در بازه دمایی مذکور جلوگیری می کند.

همچنین حضور مولیبدن در ترکیب شیمیایی ورق استیل 316 منجر به افزایش استحکام کششی (tensile strength)، خزشی (creep)  و تنش گسیختگی (stress-to-rupture) در دمای بالا نیز می شود. بهبود خواص دمابالا بوسیله مولیبدن از طریق مکانیزم استحکام دهی محلول (solid solution strengthening) جامد صورت می گیرد. همین ویژگی ها و تاثیرات مثبت مولیبدن بر خواص خوردگی ورق استیل 316 افزایش قیمت این رده آلیاژی نسبت به استیل 304 را به همراه دارد.

عملیات حرارتی ورق استیل 316

ورق استیل 316 مانند دیگر فولادهای زنگ نزن آستنیتی سری فاقد قابلیت سخت شوندگی بواسطه عملیات حرارتی است. عملیات حرارتی ( آنیل)- در محدوده دمایی ۱۰۱۰- ۱۱۲۰ درجه سانتی گراد انجام و پس از گرمایش سریعا سرد می شوند.

جوشکاری ورق استیل316

استیل 316 دارای قابلیت جوشکاری بالایی به واسطه روش های جوشکاری ذوبی، همراه و بدون فلزات پر کننده ( فیلر) است. بر طبق استاندارد AS 1554.6 جوشکاری 316 با الکترودهای 316 و 316L انجام می شود. مقاطع سنگین ساخته شده از استیل 316 پس از جوشکاری جهت دستیابی به حداکثر مقاومت به خوردگی عملیت حرارتی می شوند. برای مقاطع سنگین از جنس 316L نیاز به عملیت حرارتی پس از جوشکاری نیاز نیست.

گرید (Ti)316 نیز به عنوان جایگزینی برای جوشکاری قطعات سنگین به جای استیل 316 کار می رود. ورق استیل 316 قابلیت جوشکاری بسیار خوبی دارد اما بعد از جوشکاری برای به حداکثر رساندن مقاومت، جوشکاری باید مجدد انجام شود. ولی ورق استیل 316L نیاز به جوشکاری دوباره ندارد. همچنین به دلیل بالا بودن نیکل در این فلز برای جلوگیری از ترک گرم و تشکیل فاز فریت باید سرعت قوس جوش کم باشد. ناگفته نماد که قابلیت جوشکاری ورق 316 کمتر از استیل 304 است.

کاربرد های ورق استیل 316

کاربردهای ورق استیل 316 به یک یا دو مورد خاص محدود نمی شود. مجموعه های تولیدی فعال در شاخه های مختلف صنعتی مشتری و خریدار این فولاد زنگ نزن هستند. به عنوان مثال از این گرید در صنعت ساخت و ساز به ویزه  در محیط هایی که هوای این مناطق حاوی نمک معلق است استفاده می شود. سازه های ساحلی نمونه ای از کاربردهای استیل 316 در ساختمان سازی است.  برج خلیفه نمونه در کشور نمونه ای از این قبیل سازه هاست.

موسسه ملی گرافن در شهر منچستر نیز نمونه ای دیگر از کاربردهای استنلس استیل 316 در ساختمان سازی است. ماشین آلات و تجهیزات موجود در صنایع غذایی نیز بکی دیگر از مصرف کننده های ورق استیل 316 می باشند.

صنایع کنسروسازی یکی از زیرمجموعه های صنایع غذایی بوده که در ساخت تجهیزات خود از این فولاد زنگ نزن استفاده می کنند. صنایع لبنی یکی دیگر از واحدهای فعال در تولید مواد غذایی بوده که در ساخت دستگاه ها، تجهیرات ذخیره و فرآوری لبنیات به ورق استیل 316 نیاز دارند. ویژگی های فوق العاده استنلس استیل استیل 316 در کنار مقاومت به خوردگی آن سبب بکارگیری لوازم آزمایشگاهی و پزشکی شده است. از این آلیاژ حتی در ساخت بیوموادی که در بدن انسان جایگزین یک عضو آسیب دیده می شوند هم استفاده می شود.

دریچه قلب مصنوعی و ایمپانت های ارتوپدی مثال از کاربرد استیل 316 در ساخت بیومواد است. علاوه برمواردی  که تا به حال اشاره گردید صنایع دریایی، دارویی، شیمیایی و…. نیز مصرف کننده گرید 316 از فولادهای زنگ نزن هستند.

مبدل های حرارتی، جهیزات آماده سازی مواد غذایی به ویژه در محیط های کلرایدی، پنل معماری ساحلی، ساخت نرده‌ها، صفحه های بافته شده یا جوش داده شده برای معادن و فیلتراسیون آب، نیمکت و تجهیزات آزمایشگاهی،اتصالات قایق، ظروف شیمیایی، از جمله در حمل و نقل،اتصال دهنده ها.

قیمت ورق استیل 316

یکی از عواملی که منجر به تفاوت قیمت انواع ورق استیل می شود عناصر موجود در ترکیب شیمیایی آنهاست. به عنوان مثال استنلس استیل های آستنیتی سری 300 حاوی عناصر نظیر کروم و نیکل هستند از این رو به آنها فولادهای زنگ نزن کروم نیکلی نیز می گویند. در حالی که استیل های سری 400 اعم از فریتی و مارتنزیتی فاقد نیکل می باشند. از این رو استیل های آستنیتی سری 300 در مقایسه با سری 400  قیمت بالاتریردارند. در بین انواع رده های آلیاژی از فولادهای زنگ نزن آستنیتی نیز عموما هر گریدی که کروم و نیکل بیشتری داشته قیمت بالاتری دارد.

افزون بر این دو عنصر آلیاژی ممکن است که گریدهایی دارای عناصری خاص باشند. به عنوان مثال ورق استیل 316 حاوی 2 الی 3 درصد مولیبدن بوده و گرید 321 نیز در ترکیب شیمیاییی خود تیتانیم دارد. وجود این عناصر نیز افزایش قیمت را به دنبال دارد. در این راستا قیمت ورق استیل 316 به خاطر دار بودن عنصر مولیبدن نسبت به گرید 304 بالاتر است. البته لازم به ذکر است که گرید 316 نیکل بیشتر و کروم کمتری نسبت به استنلس استیل 304 دارد.

اما عمده ترین عامل تفاوت در خواص و قیمت این دو گرید مربوط به حضور مولیبدن در ترکیب استیل 316 می باشد. البته در هر گرید نیز عواملی نظیر ضخامت و سطح پرداخت پایانی نیز بر قیمت ورق استیل تاثیر می گذارد.

مقدمه آلیاژ استیل 321

ورق استیل 321 آلیاژی زنگ نزن است که با افزودن مقادیر مشخصی تیتانیوم به ترکیب شیمیایی تثبیت شده است. این آلیاژ که در دسته فولادهای ضد زنگ آستنیتی سری 300 طبقه بندی می شود، از مقاومت عالی در برابر خوردگی بین دانه ای به دنبال قرارگیری در معرض محدوده دمای رسوب کاربید کروم، بین 427 تا 816 درجه سانتی گراد برخوردار است. حضور تیتانیوم در ترکیب ورق استیل 321 آن را در برابر تشکیل کاربید کروم مقاوم می کند و به عبارتی باعث ثبات آن می شود. اگرچه ورق استیل 321 برای استفاده های طولانی مدت در محدوده دمای 427 تا 816 درجه سانتی گراد کاربرد دارد.

ترکیبات شیمیایی استیل 321

Grade		C	Mn	Si	P	S	Cr	Mo	Ni	N	Other
321	min. max	– 0.08	2.00	0.75	0.045	0.030	17.0 19.0	–	9.0 12.0	0.10	Ti=5(C+N) 0.70
321H	min. max	0.04 0.10	2.00	0.75	0.045	0.030	17.0 19.0	–	9.0 12.0	–	Ti=4(C+N) 0.70
347	min. max	0.08	2.00	0.75	0.045	0.030	17.0 19.0	–	9.0 13.0	–	Nb=10(C+N) 1.0

خواص مکانیکی استیل 321

گرید	مقاومت کششی (MPa) min	استحکام تسلیم 0.2% Proof (MPa) min	درصد افزایش طول (% in 50 mm) min	سختی
				راکولB (HR B) max	برینل (HB) max
321	515	205	40	95	217
321H	515	205	40	95	217
347	515	205	40	92	201

خواص فیزیکی استیل 321

گرید	چگالی (kg/m3)	مدول الاستیسته(GPa)	(μm/m/°C)میانگین ضریب انبساط			Thermal Conductivity (W/m.K)		Specific Heat 0-100 °C (J/kg.K)	Electrical Resistivity (nΩ.m)
			0-100 °C	0-315 °C	0-538 °C	at 100 °C	at 500 °C
321	8027	193	16.6	17.2	18.6	16.1	22.2	500	720

مقاومت به خوردگی ورق استیل 321

خوردگی عمومی: مقاومت به خوردگی عمومی ورق استیل 321 کاملاً مشابه با آلیاژ کروم-نیکل و تثبیت نشده ی 304 می باشد. حرارت دهی طولانی مدت در محدوده رسوب کاربید کروم ممکن است بر مقاومت کلی ورق استیل 321 در محیط های خورنده تاثیرگذار باشد.

خوردگی بین دانه ای: هدف اصلی تولید ورق استیل 321، استفاده در کاربردهایی است که در آنها فولادهای کروم-نیکلِ ناپایدار از قبیل 304 مستعد خوردگی بین دانه ای هستند. هنگامی که این فولادها در محدوده دمای 427 الی 816 درجه سانتی گراد نگه داشته شوند یا به آرامی سرد شوند، کاربید کروم در مرز دانه ها رسوب می کند. در حضور برخی عواملِ به شدت خورنده، این مرز دانه ها به یکدیگر متصل شده و فلز تضعیف می شود و حتی ممکن است از هم پاشیدگی کاملِ ساختارِ آلیاژ رخ دهد.

عوامل آلی یا آبی با قدرت خورندگی ضعیف، شیر و سایر محصولات لبنی یا شرایط اتمسفری، حتی زمانی که مقادیر زیادی رسوب کاربید وجود داشته باشد، به ندرت منجر به خوردگی بین دانه ای می شود. هنگام جوشکاری قطعات با ضخامت های نازک، زمان جوشکاری در محدوده دمای 427 تا 816 درجه سانتی گراد به قدری کوتاه است که در اکثر محیط های خورنده، استفاده از آلیاژهای ناپایدار مشکلی ایجاد نخواهد کرد.

میزان مضر بودن رسوب کاربید به مدت زمانی قرارگیریِ آلیاژ در معرض دمای 427 تا 816 درجه سانتی گراد و همچنین محیط بستگی دارد. رسوب کاربید حتی در حرارت دهی های طولانی تر طی جوشکاری قطعات ضخیم، برای آلیاژهای کم کربن (با محتوای حداکثر 0.03 درصد کربن) مشکلی ایجاد نمی کند. به طور کلی، ورق استیل 321 ضخیم به راحتی می تواند جوشکاری شود، در محدوده دمای 427 تا 816 درجه سانتی گراد کار کند یا به آرامی در این محدوده سرد شود، بدون اینکه مشکلی در زمینه خوردگی بین دانه ای و رسوب کاربید کروم متوجه آن باشد.

خوردگی تنشی: ورق استیل 321 با قرارگیری در محیط های هالیدی، همچون آلیاژ 304 مستعد خوردگی تنشی می باشد. این موضوع به دلیل یکسان بودنِ محتوای نیکل در ترکیب شیمیایی آنهاست. وجود یون هالید و به طور کلی کلرید، تنش های کششیِ باقیمانده و دمای محیط بیش از 49 درجه سانتی گراد از جمله عواملی هستند که می توانند منجر به خوردگی تنشی شوند. این تنش ها ممکن است از تغییر شکل سرد حین عملیات شکل دادن یا مواجهه با سیکل های گرمایی در حین عملیات جوشکاری ناشی شود. پس از انجام کار سرد، برای از بین بردن تنش های باقیمانده می توان از عملیات آنیل یا تنش گیری استفاده نمود.

استفاده از ورق استیل 321 به ویژه در شرایطی مفید است که باعث خوردگی تنشی ناشی از پلی تیونیک اسید در فولادهای ضد زنگ آستنیتی تثبیت نشده مانند گرید 304 می شود. قرار گرفتن ورق استیل آستنیتیِ تثبیت نشده در معرض دماهایی در محدوده حساسیت، باعث رسوب کاربیدهای کروم در مرز دانه ها می شود. آلیاژ هنگام سرد شدن تا دمای اتاق در یک محیط حاوی سولفید، سولفید (اغلب سولفید هیدروژن) با رطوبت و اکسیژن واکنش داده و پلی تیونیک اسید تولید می شود که مرز دانه های حساس را به یکدیگر متصل می کند.

در شرایط تحت تنش، ترک های بین دانه ای ایجاد می شود. خوردگی تنشی ناشی از پلی تیونیک اسید معمولاً در محیط های پالایشگاهی که سولفیدها رایج هستند، رخ می دهد. ورق استیل 321 که با تیتانیوم تثبیت شده است، با مقاومت در برابر حساسیت در طول کاربردهای دما بالا، راه حلی مناسب برای جلوگیری از خوردگی تنشی ناشی از پلی تیونیک اسید می باشد. اگر شرایط کاری طوری باشد که احتمال ایجاد حساسیت وجود داشته باشد، به منظور دستیابی به مقاومت بهینه، باید از روش تثبیت حرارتی استفاده نمود.

خوردگی شیاری و حفره ای: مقاومت ورق استیل 321 در برابر خوردگی شیاری و حفره ای در حضور یون کلر مشابه آلیاژهای 304 و 304L می باشد. این شباهت به دلیل محتوای یکسان کروم در ترکیب شیمیایی این آلیاژها است. به طور کلی، محدوده محتوای کلر در محیط های آبی برای آلیاژهای ناپایدار و تثبیت شده 100 ppm می باشد. سطوح بالاتر یون کلر ممکن است باعث خوردگی شیاری و ایجاد حفره در آلیاژ شود. در شرایط تهاجمی با سطح کلر بالاتر (pH کمتر و یا دمای بالاتر)، آلیاژهای حاوی مولیبدن مانند گرید 316 باید استفاده شوند. ورق استیل 321  براساس استاندارد ASTM B117 تحت تست اسپری نمک خنثی 5 درصد به مدت 100 ساعت قرار گرفت و بعد از این مدت هیچگونه آثاری از زنگ زدگی مشاهده نشد. با این حال، انتظار چنین است که قرارگیریِ این آلیاژ در معرض اتمسفر نمکی اقیانوس ها منجر به خوردگی شیاری و حفره ای همراه با تغییر رنگ شدید شود. ورق استیل 321 برای استفاده در محیط های دریایی توصیه نمی شود.

جوشکاری ورق استیل 321

آلیاژهای آستنیتی به عنوان جوش پذیرترین فولادهای آلیاژی شناخته می شوند و از قابلیت جوشکاری با استفاده از تمام فرآیندهای مقاومتی و ذوبی برخوردارند. حفظ مقاومت به خوردگی و اجتناب از وقوع ترک دو مولفه ای هستند که هنگام جوشکاری ورق استیل 321 باید به آنها توجه کرد. در هنگام جوشکاری ورق استیل 321 حفظ محتوای عنصر تثبیت کننده (تیتانیوم) دارای اهمیت زیادی است، زیرا این آلیاژ به شدت مستعد به از دست دادن تیتانیوم می باشد.

در حین جوش، باید از جذب کربن ناشی از روغن ها و سایر منابع و همچنین نیتروژن هوا جلوگیری کرد. برای ورق استیل 321 و حتی سایر گریدهای ناپایدار، روش های جوشکاری که شامل توجه به تمیزی و گاز محافظ بی اثر است توصیه می شود. آلیاژ با ساختار کاملاً آستنیتی بیشتر در معرض ترک حین جوشکاری می باشد. به همین دلیل ورق استیل 321 طوری طراحی شده تا با مقدار کمی فریت مجدداً انجماد یابد یا حساسیت به ترک به حداقل برسد. آلیاژهای ضد زنگ تثبیت شده با کلمبیوم نسبت به آلیاژهای تثبیت شده با تیتانیوم، بیشتر در معرض ترک گرم قرار دارند.

عملیات حرارتی ورق استیل 321

محدوده دمای آنیل ورق استیل 321 بین 928 تا 1093 درجه سانتی گراد می باشد. در حالی که هدف اولیه از آنیل ورق استیل 321 دستیابی به نرمی و شکل پذیری بالا است، این آلیاژ همچنین ممکن است در محدوده دمای رسوب کاربید بین 427 تا 816 درجه سانتی گراد، بدون اینکه دچار خوردگی بین دانه ای شود، تحت عملیات تنش زدایی قرار بگیرد. تنش گیری در محدوه دمای ذکر شده تنها برای چند ساعت، منجر به کاهش قابل توجه مقاومت به خوردگی عمومی نمی شود، اگرچه گرمایش طولانی مدت در این محدوده مقاومت به خوردگی عمومی را تحت تاثیر قرار خواهد داد.

با این حال همانطور که تاکید شد، آنیل در محدوده  دمای 427 تا 816 درجه سانتی گراد منجر به حساسیت به خوردگی بین دانه ای نمی شود. برای دستیابی به حداکثر شکل پذیری، محدوده آنیل بالاتر از 928 تا 1093 درجه سانتی گراد توصیه می گردد.

شکل پذیری ورق استیل 321

ورق استیل 321 را می توان به راحتی شکل داد و تحت کشش در آورد. البته برای این کار فشارهای بیشتری مورد نیاز می باشد و به این نکته نیز باید توجه کرد که بازگشت فنری در این آلیاژ نسبت به فولادهای کربنی و انواع آلیاژهای فریتی مانند 430 بیشتر می باشد. کارسختی این آلیاژ همچون سایر فولادهای ضد زنگ آستنیتی به سرعت انجام می شود و ممکن است پس از فرآیندهای شکل دهی شدید، به عملیات آنیل نیاز داشته باشد. وجود برخی عناصر آلیاژی می تواند شکل دهی ورق استیل 321 را نسبت به سایر گریدهای زنگ نزن آستنیتی مانند 301، 304 و 305 دشوارتر کند.

کاربردهای ورق استیل 321

ورق استیل 321 در سطح بازار تحت عنوان “ورق استیل ضد سایش” نیز شناخته می شود و با توجه به ریزساختار آستنیتی اش، دارای خواص غیرمغناطیسی بوده و تحت تاثیر میدان های مغناطیسی قرار نمی گیرد. بنابراین می تواند در کاربردهایِ دارای میدان های مغناطیسی نیز استفاده شود. ورق استیل 321 همچنین می تواند در دسته انواع ورق استیل نگیر طبقه بندی شود و با توجه به اینکه توسط عنصر تیتانیوم تثبیت شده است، برای کاربرد در محدوده دمای رسوب کاربید، یعنی بین 427 تا 815 درجه سانتی گراد مفید می باشد.

تجهیزات و قطعات هواپیما، منیفولدها، تجهیزات فرآیندهای شیمیایی، لوله های اسپیرال جوشی، قطعات موتور جت و مبدل های حرارتی از جمله کاربردهایی هستند که در ساخت آنها می توان از ورق استیل 321 استفاده نمود. همانطور که قبلاً هم اشاره شده، با توجه به احتمال وقوع خوردگی حفره ای و شیاری، بهتر است این آلیاژ در کاربردهای دریایی و ساحلی مورد استفاده قرار نگیرد.

 

ادامه مطلب