معرفی ورق استیل 4841

 

 

مقدمه

استنلس استیل 4841 (1.4841) یک فولاد زنگ نزن توسعه یافته بر پایه گرید 310 می باشد و ترکیب شیمیایی بسیار نزدیکی به این رده آلیاژی دارد. عمده ترین تفاوت این گرید با استیل نسوز 310 مربوط به سیلسیم بالاتر (حداکثر 5/1 درصد بالاتر) در ترکیب شمیایی این فولاد است. عنصر سیلسیم منجر به افزایش مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر کربوره شدن (carburization) می شود. ورق استیل 4841 نیز به عنوان یک فولاد زنگ نزن نسوز (Heat resistant stainless steel) به حساب می آید. این فولاد در دماهای بالا علاوه بر مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون، خواص مکانیکی خوبی نیز دارد.

ورق استیل 1.4841 همچون دیگر فولادهای زنگ نزن دارای نام های دیگری است. ورق استیل 4841 در بسیاری از کمپانی های تولید کننده فولاد زنگ نزن همچون آسرینوکس (Acerinox)، اتوکمپو (outokumpu) و آرسلورمیتال (ArcelorMittal) تحت عنوان گرید 314 شناخته می شود. اما شرکت کلمبوس (Columbus) این رده آلیاژی را به خاطر دارا بودن مقادیر سیلسیم بالاتر در مقایسه با استیل نسوز 310، تحت عنوان Si 310 عرضه می کند. این گرید در عرف بازار ایران عمدتا ورق استیل 1.4841 همان گرید 310 در نظر گرفته می شود.

 

 

 

 این نکته را نیز باید اشار کرد برخی از تولیدکننده های فولاد زنگ نزن یکسری نام گذاری های درون سازمانی نیز دارند. به عنوان مثال کمپانی آسرینوکس اسپانیا تمامی محصولات خود را علاوه بر نام گذاری های رایج در بین عموم با کد اختصاصی ACX به همراه یک عدد بیان عرضه می کند. به عنوان مثال ورق استیل 4841 در کمپانی آسرینوکس علاوه بر 314، ACX 406 نام دارد.

ورق استیل 314 (ورق استیل 4841) با ساختار فازی کاملا آستنیتی همچون دیگر استیل های نسوز (گریدهای 309، s 309، 310 و S 310) برای بکارگیری در دماهای بالا طراحی شده است. این گرید نیز مانند دیگر استنلس استیل های آستنیتی سری 300، به علت دارابودن ساختار آستنیتی بوده و فاقد خاصیت مغناطیسی (نگیر) است. در ادامه اطلاعات بیشتری در مورد این فولاد زنگ نزن ارائه می شود.  

ترکیب شیمیایی ورق استیل 1.4841

جدول 1: آنالیز ترکیب شیمیایی ورق استیل 1.4841 و 310.

عنصر آلیاژی (%)	استیل 310	استیل 1.4841
کربن (C)	25/0	2/0 ≥
منگنز (Mn)	2	2
سیلسیم (Si)	-	5/1
	5/1	3
فسفر (P)	045/0	045/0
گوگرد (S)	03/0	03/0
نیتروژن	11/0	11/0
کروم (Cr)	26 - 24	26 - 24
نیکل (Ni)	22 - 19	22-19
آهن (Fe)	عنصر پایه	عنصر پایه

 

همانطورکه در جدول 1 نیز مشاهده می شود گرید 4841 و ورق استیل 310 ترکیب بسیار مشابه و نزدیکی به یکدیگر دارند. عمده ترین تفاوت به آنها مربوط به سیلسیم بالاتر در ترکیب استنلس استیل 1.4841 است. سیلسیم بیشتر علاوه بر تاثیراتی که بر خواص آلیاژ داشته و در قسمت قبلی ذکر شد، افزایش قیمت ورق استیل 4841 را نسبت به گرید 310 در پی دارد. این فولاد کربن نسبتا بالایی دارد. وجود این میزان از کربن افزایش خواص مکانیکی و خزشی را به دنبال دارد.

خواص مکانیکی ورق استیل 4841

رده آلیاژی	استحکام کششی نهایی (MPa)	استحکام تسلیم (MPa)	الانگیشن (%)	سختی
	UTS (MPa)	YS (%2 proof stress) (MPa)	E ( % in 50 mm)	راکول (HR B)	برینل (HB) (حداکثر مقدار)
4841	689	345	40	85	223

جدول 2: خواص مکانیکی ورق استیل 4841 در دمای اتاق.

 

خواص مکانیکی ورق استیل 4841 در دماهای مختلف.

دما		استحکام تسلیم  YS (%2 proof stress)		استحکام تسلیم YS (%1 proof stress)		استحکام کششی نهایی UTS		الانگیشن (%) E
C °	F °	MPa	Ksi	MPa	Ksi	MPa	Ksi	%
20	68	285	41	305	44	600	87	45
100	212	230	33	250	36	570	83	45
200	392	190	27	205	30	550	84	45
400	572	170	25	180	26	500	72	45
600	752	150	22	160	23	410	59	45
800	1472	120	17	125	18	200	29	45
1000	1832	30	4	35	5	40	6	45

 

خواص فیزیکی ورق استیل 1.4841

جدول 4: خواص فیزیکی ورق استیل 1.4841

خواص فیزیکی استیل 4841
چگالی (g/cm3)	9/7
دمای ذوب (C֯)	1455
مدول الاسیسیته (GPa)	200
مقاومت الکتریکی (m.mm2/ Ω )	9/0
رسانایی حرارتی (m.k / W)	15

 

مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون ورق استیل 4841

همانطورکه در بخش های قبلی اشاره شد ورق استیل 1.4841 همچون گرید 310 دارای مقادیر بالایی از  عناصر کروم (% 26 - 24) و نیکل (% 22 - 19) است. به همین دلیل به طور کلی در مقایسه با دیگر استنلس استیل های آستنیتی سری 300 مقاومت به خوردگی بالاتری دارد. اما استیل های نسوز عمدتا برای کاربرد در دماهای بالا توسعه یافته اند. به همین دلیل در مبحث مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون، معمولا رفتار خوردگی و اکسیداسیون این فولاد در دماهای بالا در نظر گرفته می شود. مقاومت به خوردگی یک فولاد زنگ نزن در دمای بالا در بسیاری از موارد وابسته به تشکیل لایه اکسیدی محافظ است. اگر امکان ایجاد تشکیل لایه اکسیدی وجود نداشته باشد (محیط های احیا کننده) در این صورت نوع و میزان عناصر موجود در ترکیب شیمیایی آلیاژ میزان مقاومت به خوردگی را تعیین می کند. ورق استیل 4841 معمولا تا دمای C ° 1100 مقاومت به خوردگی شیمیایی خوبی از خود نشان می دهد. البته رفتار خوردگی دمابالای این آلیاژ به شرایط و اسیدهای موجود در محیط وابسته است. به عنوان مثال استفاده طولانی مدت از این فولاد در محدوده دمایی C ° 900 – 600 توصیه نمی شود. زیرا پس استفاده در این بازه دمایی به علت محتویات بالای کروم و وجود سیلسیم تحت تاثیر استحاله های فازی مضر، ماده ترد و شکننده می شود. از طرفی ورق استیل 1.4841 حاوی کربن بالایی (% 2/0) است. کربن در ترکیب این فولاد خواص خزشی را بهبود. اما کربن بالاتر، رسوب زایی کاربیدها و وقوع خوردگی بین دانه ای را به دنبال دارد. به طور کلی اکثریت استنلس استیل های آستنیتی سری 300 به غیر از ورق استیل 321 با این معضل روبرو هستند. هر چقدر کربن کمتر باشد این فولادها مقاومت بیشتری در برابر خوردگی بین دانه ای دارند. اساسا یکی از عوامل توسعه گریدهای کم کربن مانند ورق استیل S 310، L 304، L 316 و.... همین پدیده بوده است.  

 

 

 

استنلس استیل 4841 در محیط های اکسید کننده (oxidizing atmospheres) تا دمای C ° 1150 و در محیط های احیا کننده (reducing atmospheres) تا دمای C ° 1050 مقاومت خوبی از خود نشان می دهد. رفتار مقاومت به اکسیداسیون و حداکثر دمای کاری ورق استیل 1.4841 همچون مبحث مقاومت به خوردگی در دمای بالا وابسته به شرایط و گازهای موجود در محیط است. در ادامه به چند نمونه از حداکثر دمای کاری این فولاد در شرایط مختلف اشاره می شود:

اتمسفرهای اکسید کننده بدون حضور و یا وجود سولفور به میزان کم ( m³ / g 2 ≥ S ): 

در سرویس دهی های پیوسته تا دمای C ° 1100 ( F ° 2012 )؛ حداکثر دمای کاری  C ° 1150 ( F ° 2102 ).

اتمسفرهای اکسید کننده با حضور ذرات گوگردی:

در سرویس دهی های پیوسته تا دمای C ° 950 ( F ° 1742 ).

اتمسفرهای اکسید کننده ی کم بدون حضور و یا وجود سولفور به میزان کم ( m³ / g 2 ≥ S ): 

در سرویس دهی های پیوسته تا دمای C ° 1050 ( F ° 1922 )؛ حداکثر دمای کاری  C ° 1100 ( F ° 2012 ).

اتمسفرهای اکسید کننده کم با حضور ذرات گوگردی:

در سرویس دهی های پیوسته تا دمای C ° 750 ( F ° 1382 ).

در اتمسفرهای کربوره کننده یا نیتروژن دهی:

در سرویس دهی های پیوسته تا دمای C ° 950 ( F ° 1742 ).

 

عملیات حرارتی استیل 1.4841

سیکل عملیات آنیل استنلس استیل 4841 شامل حرارت دهی در محدوده دمایی C ° 1149 – 1038 و سرمایش سریع در آب و یا هوا می باشد. سختی این گرید توسط عملیات کارسرد همچون نورد سرد افزایش می یابد.

شکل پذیری ورق استیل 4841

استنلس استیل های نسوز همچون ورق استیل 1.4841 مانند دیگر فولادهای زنگ نزن آستنیتی می توانند تحت فرم دهی در حالت سرد قرار بگیرند. با این وجود به علت اینکه این فولادها نیتروژن بالایی دارند استحکام مکانیکی آنها بالاتر بوده و به نیروی بیشتری برای شکل پذیری و شکل دهی نیاز دارند. معمولا پس از اعمال کار سرد جهت از بین بردن تنش های داخلی روی ورق استیل 4841 عملیات آنیل کامل انجام می شود.

جوش پذیری ورق استیل 1.4841

اکثر فولادهای زنگ نزن آستنیتی می توانند تحت جوشکاری بوسیله روش های ذوبی و مقاومتی قرار گیرند. عمده ترین روش های جوشکاری ورق استیل 1.4841 عبارتند از:

• TIG-Welding
• MAG-Welding Solid Wire
• Arc Welding (E)
• Laser Bean Welding

ورق استیل 4841 معمولا به عملیات حرارتی قبل و بعد از جوشکاری نیاز ندارد. معمولا از گرید 309 نیز به عنوان الکترود استفاده می شود.

کاربردهای ورق استیل 4841

عمده ترین کاربردهای ورق استیل 1.4841 شامل بکارگیری در ساخت تجهیزات مرتبط با پیرومتالورژی، کوره های صنعتی و کوره های عملیات حرارتی، صنعت سیمان، تجهیزات پالایشی، پتروشیمی و..... می باشد.

 

 

 

تهیه ورق استیل 1.4841

 انواع مقاطع تولیدی از فولادهای زنگ نزن همچون ورق استیل در کشور تولید نمی شوند. بنابراین جهت تهیه ورق استیل می بایست به شرکت های وارد کننده فولاد زنگ نزن مراجعه نمود. از طرفی ورق استیل نسوز (ورق استیل 4841، S 310، 310، S 309 و 309) در مقایسه با گریدهایی همچون 304، 316 و 430 موجودیت کمتری در بازار دارد و شرکت های وارداتی محدودی هستند که استیل نسوز را در بین محصولات خود دارد. در این بین شرکت توان فلز جزء معدود مجموعه های بازرگانی وارد کننده های فولاد زنگ نزن بوده که انواع ورق استیل نسوز همچون گرید 1.4841 را در بین محصولات خود داشته و به مشتریان ارائه می کند. ورق استیل 4841 در شرکت توان فلز از کمپانی های آسرینوکس، اتوکمپو و کلمبوس تامین می گردد.  

انواع گرید های ورق استیل و استفاده از آنها در کاربردهای غذایی

 

 

ورق استیل یکی از متداول ترین فلزات آلیاژی مورد مصرف می باشد. شما می توانید آن را به خاطر خواص و ویژگی های انطباق‌پذیری عالی یا همه کاره بودن آن در صنایع مختلف  از صنعت خودرو گرفته تا صنایع هوایی و غذایی بیابید. آن اما همه انواع ورق استیل یکسان و مساوی ساخته نشده‌اند. گریدهای مختلفی از استیل وجود دارد که بعضی از آنها در برابر مواد غذایی ایمن و سلامت اند و برخی دیگر خیر. ما اغلب به وسیله رستوران داران و کارکنان آنها مورد سوال قرار می‌گیریم بدین صورت که: "کدام گرید استیل برای کار آنها مناسب ترین است؟"
ما در این مقاله قصد داریم با تجزیه و تقسیم بندی ویژگی های مختلف دو نوع از رایج ترین گریدهای استنلس استیل مورد مصرف در صنایع غذایی یعنی 8-18 (ورق استیل 304) و 0-18، با این سوال به چالش برخیزیم.

ورق استیل 8-18

این گرید که برای مواد غذایی ایمن است، محبوب ترین نوع استیل مورد مصرف در رستوران ها و آشپزخانه های تجاری و صنعتی می باشد. انطباق پذیری آن نقاط قوتی را برایش ایجاد کرده است هم در خرده ریزهای منزل مثل لوازم روی میز و ظروف توخالی (نظیر پارچ، کوزه یا گلدان، ظروف سس خوری، آبگوشت خوری و غیره) و لوازم و وسایل پخت و پز. چنین کاربردهای گسترده ای حقیقتاً حاکی از تطبیق پذیری و سازگاری این نوع استیل می باشد.
استیل گرید 8-18 دارای ۱۸ درصد کروم و 8 درصد نیکل می باشد که به آن حدود 0.8 درصد کربن و تقریباً ۵۰ درصد آهن افزوده شده است. اصطلاح یا عبارت 8-18 بدین معنی است که عدد اول (۱۸) بیانگر میزان کروم و عدد دوم نشانگر میزان نیکل می باشند. این فرمول به طور کلی برای این است که شما بتوانید مقدار کروم و مقدار نیکل موجود در انواع مختلف استیل را بیان کنید.
کروم نقش مهمی در ترکیب این آلیاژ ایفا می‌کند. این عنصر به طور طبیعی با اکسیژن پیوند می یابد، یعنی یک تحول شیمیایی صورت می گیرد تا لایه ای ایجاد نماید که دیگر اکسیژن به سختی بتوانند به خودی خود در این لایه نفوذ کند. زنگ زدگی هنگامی تشکیل می‌شود که اکسیژن و آب با کربن ترکیب شوند. لایه‌ای که با افزودن کروم ایجاد شده، اکسیژن را دور نگه می‌دارد و این یعنی حذف یکی از سه عنصر ضروری برای تشکیل زنگ. این کیفیت، باعث می شود استیل 8-18 مقاوم به خوردگی شود.
نیکل به طور کلی به دوام و پایداری سرتاسری این گرید کمک می‌کند. هر قدر نیکل موجود در استیل بیشتر باشد، استیل یا فولادم محکمتر خواهد بود. مثلا گرید 8-18 از گرید 0-18 که در بخش بعدی به آن می‌پردازیم- محکم تر است. همچنین نیکل در آلیاژ درخشش و تلالو ایجاد می‌کند.

ورق استیل 0-18

ورق استیل 0-18 که حاوی ۱۸ درصد کروم و صفر درصد نیکل می‌باشد، عموماً برای ساخت ظروف مسطح گرید متوسط و وسایل توخالی با گنجایش کم تر مانند قوری و کتری به کار می‌رود. این آلیاژ اساساً ارزان‌تر از گرید 8-18 است و همین موضوع یکی از دلایلی است که آن را برای ساخت ظروف نقره‌ای گزینه ای مطلوب می‌سازد. ظروفی با گردش مالی زیاد که اغلب در طول فرآیند به طور تصادفی بیرون انداخته می‌شوند.
از آنجا که این گرید فاقد نیکل است، مانند ورق استیل 8-18 دارای درخشندگی و جلا نیست. همچنین عدم وجود نیکل بدان معناست که استنلس استیل 0-18 همانند گرید 8-18 دارای خواص ضد خوردگی مشابه نمی باشد.

وجوه مشترک و شباهت های ورق استیل 8-18 و 0-18

اکنون که به تفاوت های این دو گرید پی بردید، بیاید درباره اینکه این دو آلیاژ چه کارهایی در رستوران و آشپزخانه تجاری شما می توانند انجام دهند، تفحص کنیم.

 

 

 

ماندگاری و دوام ورق استیل 8-18 و 0-18

مقوله ماندگاری و دوام احتمالاً یکی از مورد توجه ترین خواص استیل بی خطر غذایی (ایمن از نظر غذایی) است و یکی از عللی می باشد که این آلیاژ تا این حد گسترده در صنایع و خدمات غذایی کاربرد دارد. این فلز چه در محل غذاخوری به کار رفته باشد چه در آشپزخانه، گریدهای استیل 8-18 و 0-18 می‌توانند کارها و خدمات سخت زیادی انجام دهند. گرید 8-18 مثل گرید 0-18 به راحتی ترک بر نمی دارد، پوسته پوسته نمی‌شود، دچار خوردگی حفره ای نمی شود، تاب برنمی‌دارد و یا زنگ نمی زند. اما می تواند از عهده شلوغی و تکافوی امور آشپزخانه‌ها برآمده در ساخت وسایل روی میز (کارد و چنگال و غیره) به کار رود، در حالی که هنوز ظاهر و رویت عالی خود را حفظ نموده است.
واکنش ورق استیل 8-18 و 0-18 در برابر اسیدها و بازهای طبیعی موجود در مواد غذایی
تقریباً تمامی غذاها به طور طبیعی اسیدی یا قلیایی اند. برخی فلزات مانند چدن وجود دارد که این کیفیت‌ها را تحمل نمی‌کنند و در طول زمان اگر به درستی از آنها مراقبت نشود، دچار خوردگی خواهند شد. هر دو گرید استیل فوق الذکر عاری از این مشکل هستند.
استیل بی خطر غذایی هیچ گونه واکنشی نسبت به هر یک از این دو ترکیب شیمیایی (اسید و قلیا) ندارد و این موضوعی برد-برد محسوب می‌شود. متصدیان امر و کاربران برنده اند، زیرا اسیدها و بازها لوازم و ظروف آشپزی را آنها را نمی خورند و همین موضوع سبب طولانی شدن زمان کار یا اصطلاحا طول عمر این گونه وسایل می‌شود. مهمانان و همچنین میزبانان و دست اندرکاران، در خصوص طعم و مزه، ظاهر و رنگ، یا بوی غذاها که احیاناً به وسیله فلزاتی که غذاها در آن ها پخته می شوند ایجاد شده باشد، نگرانی ندارند.

بهسازی یا مراعات اصول بهداشتی ورق استیل 8-18 و 0-18

یکی از مهم ترین ویژگی های هر یک از عملیات خدمات غذایی، ایجاد و حفظ شرایط و محیط بهداشتی است. هر دو گری استیل 8-18 و 0-18 بنا به چند دلیل، در این زمینه به طور استثنایی مطلوب عمل می کنند.
آیا لایه محافظ ایجاد شده به وسیله پیوند اکسیژن و کروم را که قبلاً ذکر کردیم به خاطر دارید؟ این لایه نه تنها اکسیژن را بیرون از فلز نگه می دارد، بلکه سطحی غیر متخلخل و بدون خلل و فرج ایجاد می کند. این بدان معناست که ذرات غذا نمی توانند به درون فلز رسوخ پیدا کنند و شرایط غیربهداشتی فراهم سازند. ذرات غذا در تماس با این گرید های استنلس استیل، روی سطح باقی می‌ماند و خیلی آسان تمیز می شوند.
مضافاً اینکه قابلیت استیل برای ساخت سطوح بسیار نرم و لطیف، مزیت بهداشتی دیگری برای این آلیاژ است. سطوح زبر و ناهموار می توانند ذرات غذا را پنهان سازند، از این رو پاکسازی آنها دشوارتر است. اما در خصوص استیل های گرید غذایی هیچ جا و محلی برای پنهان شدن ذرات مواد غذایی وجود ندارد.

استحکام ورق استیل 8-18 و 0-18

ورق استیل بی‌خطر گرید غذایی، به سنگینی چدن نیست و به سبکی آلومینیوم هم نمی باشد. از نظر وزنی درست مابین این دو فلز قرار دارد که این خود مزیتی است. این فلز آنقدر سنگین نیست که مانند ظروف چدنی نتوان آنها را بر روی یک سینی در داخل یا حوالی آشپزخانه حمل کرد و به حرکت درآورد. همچنین مانند آلومینیومِ سبک وزن هم به راحتی نمی‌شود آن را بالا گرفت.
گریدهای 8-18 و 0-18 برای وسایل و خرده ریزهای روی میز، قابل اطمینان و محکم و زیبا هستند. به طوری که مهمانان شما آنها را دوست خواهند داشت و کارکنانتان به راحتی می‌توانند در رستوران و آشپزخانه رستوران تان با آنها حرکت و کار کنند.
 
 

نقش مولیبدن در ورق استیل

 

 

مولیبدن موجب افزایش مقاومت خوردگی و استحکام در دمای زیاد می‌شود. مولیبدن در درجه اول مقاومت خوردگی ورق استیل را بالا می‌برد. به طور کلی ورق استیل های مولیبدن دار نسبت به گریدهای بدون مولیبدن در خصوص خوردگی مقاوم ترند. این نوع آلیاژها در محیط های خورنده تر به کار می‌روند، نظیر کارخانه‌های فرآوری شیمیایی یا در زمینه امور دریایی. گرید‌های بسیاری از ورق استیل وجود دارند که محتوای مولیبدن و همچنین کروم، نیکل، نیتروژن و غیره در آنها متفاوت است. انتخاب بهترین گزینه جهت کاربردی خاص و مورد نظر، بر اساس میزان و شدت خورندگی محیط کاری آن گرید، انجام می پذیرد.

مولیبدن به عنوان یک عنصر، سبب افزایش استحکام ورق استیل در دماهای بالا از طریق سخت کردن محلول جامد می‌شود. از این اثر در مبدل های حرارتی و تجهیزات دیگرِ مختص دماهای بالا، نظیر سیستم های اگزوز خودروها استفاده می شود.

مولیبدن عنصری فریت ساز است

جهت بحث و بررسی تاثیر متالورژیکی مولیبدن بر روی ورق استیل خوب است نگاهی کلی داشته باشیم بر متالورژی ورق استیل. انواع ورق استیل به لحاظ ریزساختارشان به خانواده هایی به شرح ذیل تقسیم می شوند:

• آستنیتی
• فریتی
• مارتنزیتی
• دوپلکس
• رسوب سختی

تقسیم بندی بر اساس ریز ساختار امر سودمندی است، زیرا اعضای یک خانواده از نظر خواص و ویژگی های مکانیکی و فیزیکی میل دارند یکسان باشند، اگرچه خواص اعضای یک خانواده می‌تواند با خواص اعضای خانواده دیگر خیلی متفاوت باشد. مثلاً ورق استیل آستنیتی غیرمغناطیسی می باشد، حال آنکه ورق استیل فریتی و دوپلکس، مغناطیسی یا اصطلاحاً بگیر هستند.

تفاوت میان خانواده‌ها اساساً ناشی و مرتبط با سطح اتمی آنها است. چیدمان و آرایش اتمی کریستال فریت با آرایش اتمی کریستال آستنیت به کلی فرق دارد. در استیل فریتی اتم های آهن و کروم در گوشه‌ها و در مرکز یک مکعب در کریستال مربوطه قرار دارند. اتم ها در ورق استیل آستنیتی، آهن، کروم و نیکل در گوشه های مکعب و در مرکز هر یک از وجوه همان مکعب قرار گرفته اند.

این اختلاف به ظاهر جزئی و کوچک تاثیرات عمیقی بر خواص ورق استیل می‌گذارند.

 

شکل 1- استیل فریتی سمت چپ یک ساختار کریستالی مرکز مکعب پر یابی c دارد با افزودن نیکل به این استیل ساختار کریستالی آن از بی سی به اف سی سی یعنی مرکز وجود پر تغییر می‌یابد که گرید جدید را آستنیتی می نامند

 

جدول- خواص ورق استیل آستنیتی و فریتی به تفکیک

خواص و ویژگی ها	ورق استیل آستنیتی	ورق استیل فریتی
چقرمگی	خیلی بالا	متوسط
شکل پذیری	خیلی بالا	متوسط
جوش پذیری	خوب	محدود
انبساط حرارتی	بالا	متوسط
مقاومت در برابر ترک تنشی	پایین	خیلی بالا
خواص مغناطیسی	غیرمغناطیسی (نگیر)	مغناطیسی (بگیر)

 

 

ورق استیل استنیتی به خاطر ویژگی های مکانیکی خوب و سهولت در ساخت شان (قطعات مختلف از آنها) نسبت به ورق استیل های فریتی خیلی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. حدود ۷۵ درصد همه انواع ورق استیل در سراسر جهان آستنیتی و حدود ۲۵ درصد آنها فریتی اند. خانواده‌های دیگر ورق استیل یعنی مارتنزیتی، دوبلکس و رسوب سختی هر یک سهمشان از کل بازار دنیا کمتر از یک درصد است.

به غیر از نیکل عناصر دیگری نیز هستند که به سمت تشکیل ساختار آستنیتی گرایش دارند. این عناصر به نام عناصر آستنیت ساز موسوم اند. عناصر آلیاژی که در ساخت و تشکیل ساختار فریتی دخیل اند عناصر فرید ساز نامیده می شوند.

جدول- عناصر فریت ساز و آستنیت ساز

فریت زا	آستنیت زا
آهن	نیکل
کروم	نیتروژن
مولیبدن	کربن
سیلیسیوم	منگنز
	مس

 

مولیبدن یک فریت ساز است. بدین معنا که وقتی مولیبدن جهت ارتقاء مقاومت خوردگی یک ورق استیل آستنیتی به آن افزوده می شود، می بایست یک آستنیت ساز همچون نیکل یا نیتروژن با هدف حفظ ساختار آستنیتی هم افزوده گردد.

استیل دوبلکس ترکیبی است از دانه های فریتی و آستنیتی در ریزساختارشان. از این رو ساختار دوپلکس یا دوتایی دارند. این پدیده با افزودن مقدار نیکل کمتر از حد لزوم برای تولید یک ورق استیل کاملا آستنیتی حاصل می‌شود.

مولیبدن اساساً جهت افزایش مقاومت خوردگی در ورق استیل های آستنیتی و دوپلکس مورد استفاده قرار می گیرد. در ورق استیل آستنیتی بین ۲ تا ۷ درصد افزوده می‌شود و در ورق استیل دوپلکس بین ۳ تا ۵ درصد به آلیاژهای مربوطه اضافه می گردد. افزودن یک تا 2 درصد مولیبدن به ورق استیل فریتی نیز به طور قابل ملاحظه‌ای مقاومت خوردگی و استحکام در دماهای بالا را در این نوع ورق استیل ها افزایش می دهد.

معرفی ورق استیل 321

 

 

مقدمه

ورق استیل 321 (استیل ضد سایش) در گروه استنلس استیل های (فولاد زنگ نزن) آستنیتی قرار داشته و همچون دیگر فولادهای این خانواده آلیاژی فاقد خاصیت مغناطیسی است. این گرید نیز مانند دیگر فولادهای آستنیتی دارای ویژگی هایی نظیر جوش پذیری و شکل پذیری است. همچنین چقرمگی بسیار خوبی حتی در دماهای زیر صفر درجه سانتی گراد (کاربردهای برودتی) نیز از خود نشان می دهد. ورق استیل 321 ترکیب شیمیایی نزدیکی به فولاد زنگ نزن 304 دارد. عمده ترین تفاوت این گرید با ورق استیل 304 مربوط به حضور تیتانیم در ساختار استنلس استیل 321 است. حضور تیتانیم از رسوب زایی کاربیدها و خوردگی بین دانه ای حین بکارگیری و جوشکاری در محدوده دمایی C ֯ 860 – 425 ممانعت می کند. در حالی که یکی از معضلات ورق استیل 304، رسوب زایی کاربیدها و وقوع خوردگی بین دانه ای حین بکارگیری و جوشکاری در محدوده دمایی اشاره شده می باشد. ورق استیل 321 برای کاربرد تا دمای C ֯ 900 مناسب بوده و ترکیب بهینه ای از استحکام در دمای بالا، مقاومت در برابر پوسته شدن، پایداری فازی و مقاومت به خوردگی را ارائه می دهد.   

ترکیب شیمیایی ورق استیل 321

جدول 1: آنالیز ترکیب شیمیایی ورق استیل 321

عنصر آلیاژی (%)			استیل 321	استیل H 321
کربن (C)	حداقل مقدار		-	04/0
	حداکثر مقدار		08/0	10/0
منگنز (Mn)			2	2
سیلسیم (Si)			75/0	75/0
فسفر (P)			045/0	045/0
گوگرد (S)			03/0	03/0
کروم (Cr)		حداقل مقدار	17	17
		حداکثر مقدار	19	19
نیکل (Ni)		حداقل مقدار	9	9
		حداکثر مقدار	12	12
نیتروژن (N)			1/0	-
تیتانیم		حداقل مقدار	( N + C ) × 5	( N + C ) × 4
		حداکثر مقدار	7/0	7/0
آهن (Fe)			عنصر پایه	عنصر پایه

همانطورکه در جدول 1 ملاحظه می شود گرید H 321 نسبت به استیل 321 کربن بیشتری دارد. ورق استیل H 321 عمدتاً برای افزایش مقاومت به خزش و استحکام در دماهای بالاتر C ֯ 537 توسعه یافته است.

خواص مکانیکی ورق استیل 321

جدول 2: خواص مکانیکی ورق استیل 321

رده آلیاژی	استحکام کششی نهایی (MPa) (حداقل مقدار)	استحکام تسلیم (MPa) (حداقل مقدار)	الانگیشن (%)	سختی
	UTS (MPa)-min	YS (%2 proof stress) (MPa-min	E ( % in 50 mm)-min	راکول (HR B) حداکثر مقدار	برینل (HB) حداکثر مقدار
321	515	205	40	95	217
H 321	515	205	40	95	217

 

خواص فیزیکی ورق استیل 321

جدول 3: خواص فیزیکی ورق استیل 321

خواص فیزیکی استیل 321
چگالی (g/cm3)		92/7
دمای ذوب (C֯)		1446 - 1398
مدول الاسیسیته (GPa)		193
مقاومت الکتریکی (m.Ωn)		720
رسانایی حرارتی (m.k / W)	C ֯ 100	1/16
	C ֯ 500	2/22
انبساط حرارتی (C ֯ / m / mµ)	C ֯ 100 - 0	6/16
	C ֯ 315 - 0	2/17
	C ֯ 538 - 0	6/18

 

 

 

مقاومت به خوردگی ورق استیل 321

رفتار مقاومت به خوردگی ورق استیل 321 مشابه با گرید 304 است به جز زمانی که در معرض خوردگی بین دانه ای (بازه دمایی C ֯ 860 – 425) قرار می گیرد. به عنوان مثال این گرید نیز مانند استیل 304 در بسیاری از محیط ها مقاومت به خوردگی خوبی از خود نشان می دهد اما در محیط های کلریدی در معرض خوردگی های حفره ای، شکافی و تنشی (SCC) قرار دارد. ورق استیل 321 نیز همچون گرید 304 در برابر آشامیدنی حاوی کلر در دمای محیط و C ֯ 60 به ترتیب تا میزان lit / mg 200 و lit / 150 کلر مقاوم است. اما همانطور که پیش تر نیز اشاره شد یکی از معضلات و مشکلات ورق استیل 304 هنگام بکارگیری و جوشکاری در محدوده دمایی C ֯ 860 – 425، رسوب زایی کاربیدها و به تبع آن وقوع خوردگی بین دانه ای می باشد. اما تیتانیم موجود در ورق استیل 321 از رسوب زایی کاربیدها و مصرف کروم آلیاژ جلوگیری می کند. به این ترتیب همچون گرید 304 در معرض خوردگی بین دانه ای قرار نمی گیرد. البته ورق استیل L 304 به دلیل کربن کمتر مقاومت بیشتری در مقایسه با استیل 304 در برابر رسوب زایی کاربیدها دارد و می توان از این گرید جهت بکارگیری در محدوده دمایی C ֯ 860 – 425 در صورتی که فقط مقاومت به خوردگی مهم باشد استفاده کرد. زیرا این گرید در مقایسه با ورق استیل 321 قیمت پایین تری دارد. اما زمانی که علاوه بر مقاومت به خوردگی، استحکام نیز در بازه دمایی C ֯ 860 – 425 مد نظر باشد و گرید L 304 نتواند استحکام مورد نیاز را تامین کند اولیت با ورق استیل 321 است.

مقاومت به اکسیداسیون ورق استیل 321

ورق استیل 321 در سرویس دهی های پیوسته تا دمای 925 درجه سانتی گراد و در سرویس دهی های متناوب تا دمای 900 درجه سانتی گراد مقاومت به اکسیداسیون خوبی از خود نشان می دهد. بر خلاف دیگر استنلس استیل های آستنیتی سری 300 بنا بر دلایلی که در قسمت قبلی اشاره در محدوده دمایی C ֯ 860 – 425 عملکرد خوبی دارد.

عملیات حراتی استیل 321

استنلس استیل 321 بواسطه عملیات حرارتی سخت نمی شود. سیکل عملیات آنیل این فولاد شامل حرارت دهی C ֯ 1120 – 920 و سرمایش سریع به منظور دست یابی به حداکثر مقاومت به خوردگی می باشد.

 

 

 

شکل پذیری ورق استیل 321

ورق استیل 321 نیز همچون دیگر گریدهای آستنیتی سری 300 به راحتی تحت فرایندهای شکل دهی قرار می گیرد.

جوش پذیری ورق استیل 321

استنلس استیل 321 قابلیت جوش پذیری بسیار بالایی بوسیله روش های ذوبی و مقاومتی دارد. همچنین پس از جوشکاری نیز به عملیات آنیل نیاز ندارد.

کاربردهای ورق استیل 321

ساخت قطعات کوره، مبدل های حرارتی، قطعات موتورهای هوایی، مخازن تحت فشاز، سیستم اگزوز خوردو و تجهیزات مورد استفاده در صنایع شیمیایی.

تهیه ورق استیل 321

جهت تهیه ورق استیل می بایست به مجموعه های بازرگانی که در امر واردات استنلس استیل ها مشغول به فعالیت هستند مراجعه نمود. زیرا این فولادها در کشور تولید نمی شوند. در این بین شرکت فلزپایا نمونه های از مجموعه های بازرگانی فعال در امر واردات استنلس استیل ها همچون ورق استیل 321 بوده و توانسته نیاز واحدهای صنعتی در این زمینه را تامین کند.

ورق استیل در ساخت تجهیزات پزشکی

 

 

همه ما به پزشک یا دندان پزشک مراجعه­ کرده­ایم و تجهیزات پزشکی آن­ها را دیده­ایم. اما آیا می­دانید چرا وسایلی که روی مریض ها استفاده می کنند از جنس ورق استیل (ورق استنلس استیل) هستند؟

مزایای بکارگیری ورق استیل در صنایع پزشکی

در ساخت تجهیزات و دستگاه های پزشکی به دلایل بیشماری از استنلس استیل (فولاد زنگ نزن) استفاده می شود. این فولادها به علت مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر آتش و نگهداری آسان ماده بسیار بادوامی است. سهولت در تمیزی و بهداشتی کردن وسایل ورق استیل در صنعت پزشکی اهمیت بسیار بالایی دارد. و در نتیجه به هیچ وجه احتمال پخش عفونت ها و باکتری ها وجود ندارد. احتمال بروز این مشکلات در وسایلی که از مواد با مقاومت کمتر ساخته شده اند وجود دارد.

در تجهیزات پزشکی ساخته شده از جنس ورق استیل هیچ نگرانی درباره خوردگی وجود ندارد

 

 

ورق استیل با فولاد گالوانیزه فرق دارد و بسیاری از مردم بدون آن که تفاوت های ذاتی این دو نوع فولاد را بدانند، از این اسامی به جای یکدیگر استفاده می کنند. مقاومت فولاد گالوانیزه در برابر خوردگی به علت هات دیپ و پوشاندن آن با زینک (روی) است. این ویژگی می تواند برای مدت محدودی خواص فوق العاده ای را ارائه دهد. اما به تدریج این پوشش خراشیده یا فرسوده شده و فولاد زیر آن کاملا آسیب­پذیر می شود. در بیمارستان ها و سایر محیط های عفونی و خورنده این مشکل به سادگی ایجاد می شود. اما در ورق استیل این مقاومت به علت اثر رویینگی ایجاد می شود. این اثر به فولاد این قابلیت را می­دهد هنگام آسیب­دیدگی بتواند خودش را ترمیم کند.

مقاومت در برابر آتش و حرارت

ورق استیل در برابر تاثیرات خطرناک شعله و آتش تقریبا مصون است. این ویژگی اهمیت بسیار بالایی دارد زیرا باید مطمئن شد که احتمال خرابی ابزار و تجهیزات وجود ندارد. خرابی تجهیزات می تواند برای بیماران و کادر پزشکی خطرناک باشد. برای جلوگیری از این مسئله، آزمایشات آتش در شرایط مشخصی انجام می شوند. پس از انجام آزمایشات به فولاد امتیازی داده می شود که میزان مقاومت آن را مشخص می کند. ورق استیل به طور ذاتی در برابر اکسیداسیون مقاوم است و استحکام دمایی بالایی دارد و این ویژگی ها به مقاومت آن در برابر آتش کمک می کند.

نیازی به نگهداری ندارد و تمیز کردن آن راحت است

ورق استیل بر خلاف برخی فلزات (مس) به طور ذاتی خاصیت ضدمیکروبی ندارد. اما می­توان آن را به سادگی با محلول­ های بهداشتی تمیز کرد. و در نتیجه کارکنان بیمارستان می­توانند آلودگی­های رو سطوح و ابزار را به راحتی از بین ببرند. امروزه، تولیدکنندگان تجهیزات پزشکی از یک پوشش مدرن میسل (micelle) بر روی ورق استیل استفاده می کنند. این فرآیند به ورق استیل قابلیت مقاومت عالی در برابر باکتری ها را می دهد و به کمک آن فولاد می تواند خودش را تمیز کند. در آینده ای نزدیک شاهد استفاده از این نوآوری در طیف وسیعی از ابزارها و دستگاه های پزشکی خواهیم بود.

نتیجه ­گیری

 

 

گزینه ­های بسیاری برای ساخت ابزار و تجهیزات پزشکی وجود دارد. اما در اکثر زمینه­ ها ورق استیل به خاطر ویژگی­هایی که در بالا بیان شد، رایج­ترین گزینه محسوب می شود. ورق استیل 316 ، 304 و برخی از فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی نمونه ای از استنلس استیل های مورد استفاده در صنعت ساخت تجهیزات پزشکی هستند.

 

ورق استیل : بررسی مقاومت به حرارت

مقاومت به خوردگی عمده ترین دلیل توسعه و استفاده از استنلس استیل ها (فولادهای زنگ نزن) در شاخه های مختلف صنعتی است. دومین دلیل استفاده از این فولادها به خاطر خواص و ویژگی های آنها در دمای بالاست؛ به همین دلیل از این فولادها در کاربردهایی که مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا ضروری باشد و کاربردهایی که به مقاومت در دمای بالا نیاز است، استفاده می شود. کروم اصلی ترین عنصر آلیاژی در ترکیب شیمیایی انواع ورق استیل (ورق استنلس استیل) است. افزایش میزان کروم افزایش مقاومت به خوردگی در ورق استیل در محیط های مرطوب را به همراه دارد. اما علاوه بر مقاومت به خوردگی عنصر همانطورکه در شکل 1 نشان داده شده است با افزایش میزان این عنصر استحکام و مقاومت در برابر پوسته شدن (سایش) در دمای بالا نیز افزایش می یابد.

مقاومت ورق استیل در برابر پوسته شدن

همانطور که در گراف زیر نشان داده شد است، مقاومت ورق استیل در برابر اکسیداسیون یا پوسته شدن (scalling) درست مانند مقاومت در برابر خوردگی، به مقدار کروم فولاد بستگی دارد. از اکثر فولادهای زنگ نزن آستنیتی که حداقل 18% کروم دارند، می­توان تا دمای 870  ͦC و از ورق استیل 309، 310 و گرید  2111HTR(UNS S30815) می توان در دماهای بالاتر از این دما نیز استفاده کرد. اکثر فولادهای مارتنزیتی (همچون ورق استیل 410) و فریتی (ورق استیل 430) در برابر اکسیداسیون مقاومت کمتری دارند و در دماهای پایین مفید ترند. ورق استیل 446 که در گروه استنلس استیل های فریتی قرار داشته و 24% کروم دارد از این قاعده مستثناست و تا دمای C֯ 1100 نیز در برابر پوسته شدن مقاوم است.

 

در جدول 1  حداکثر دمای عملیاتی که انواع ورق استیل می­توانند در برابر اکسیداسیون در هوای خشک مقاومت کنند، نشان داده شده است. بخاطر داشته باشید که این دماها به شرایط واقعی محیط عملیات بستگی دارند و در برخی موارد حتی در دماهایی بسیار پایین تر از موارد گزارش شده نیز پوسته شدن در حد بسیار مخربی رخ می­دهد.

جدول 1. حداکثر دمای عملیاتی انواع ورق استیل در هوای خشک، مبتنی بر مقاومت در برابر پوسته شدن (مرجع: کتاب ASM Metals Handbook)

مداوم (ͦC  )	متناوب (ͦC  )	گرید
925	870	304
1095	980	309
1150	1035	310
925	870	316
925	870	321
705	815	410
675	760	416
620	735	420
815	870	430
1150	1150	2111HTR

 

بررسی رفتار خزشی ورق استیل

استحکام مواد در دمای بالا به صورت «استحکام خزشی (creep strength) » بیان می­شود – استحکام خزشی یعنی توانایی مواد برای مقاومت در برابر تغییر شکل زمانی که به مدت طولانی در معرض حرارت بالا قرار بگیرند. ورق استیل آستنیتی مقاومت خزشی بسیار خوبی دارند.

در قوانین طراحی مانند استانداردهای AS1210 (Australian Standard) برای «مخازن تحت فشار» و AS4041 برای «لوله های تحت فشار» در استرالیا (و همچنین قوانین مشابه در انجمن مهندسان آمریکا و سایر ارگان­ها) مقدار تنش کاری مجاز برای هر یک از گریدها در محدوده­های دمایی مختلف، مشخص شده است. استحکام استنلس استیل های آستنیتی  کم کربن (ورق استیل L 304 و L 316) در دمای بالا کاهش می یابد و به همین دلیل برای ورق استیل 304H) کربن بیشتری دارند و در نتیجه استحکام خزشی آنها نیز به طرز چشمگیری بیشتر است. از گریدهای  “H”برای برخی کاربردها در دمای بالا استفاده می­شود.

استنلس استیل های داپلکس علی رغم اینکه به علت دارا بودن مقدار کروم بالا، مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون دارند اما در صورتی که در معرض دمای بیش از 350  ͦC قرار بگیرند شکننده می شوند و به همین دلیل از آنها فقط در کاربردهای کمتر از 350  ͦC استفاده می شود.

فولادهای زنگ نزن رسوب سختی و مارتنزیتی به علت عملیات های حرارتی که روی آنها صورت گرفته، استحکام بالایی دارند؛ اما اگر این گریدها در معرض دمایی بیش از دمای عملیات حرارتی که روی آنها انجام شده قرار بگیرند برای همیشه نرم می شوند و در نتیجه از این گریدها به ندرت در دماهای بالا استفاده می شود.

پایداری ساختاری

مشکل رسوب زایی کاربیدها همیشه همراه با خوردگی بین دانه ای مطرح می شود. این پدیده هنگامی که ورق استیل در محدوده دمایی 425 الی C֯ 815 قرار می گیرد نیز رخ می دهد که منجر به کاهش مقاومت آن در برابر خوردگی می شود و ممکن این است کاهش بسیار زیاد باشد. برای حل این مشکل می توان از گریدهای پایدارشده مانند ورق استیل 321 یا گریدهای کم کربن (گریدهای L) استفاده کرد. به عنوان مثال ورق استیل L 304 در مقایسه با گریدهای 304 و H 304 کمتر در معرض رسوی زایی کاربیدها و خوردگی بین دانه ای قرار دارند. ورق استیل 321 ترکیبی نزدیک به استیل 304 دارد. اما تفاوت این دو رده آلیاژی مربوط به حضور تیتانیم به میزان پنج برابر مقدار کربن است. تیتانیم موجود در این فولاد از رسوب زایی کاربیدها و مصرف کروم ساختار جلوگیری می کند.

 

 

 

یکی دیگر از مشکلاتی که در برخی فولادهای ضدزنگ در دمای بالا رخ می­دهد تشکیل فاز سیگما است. تشکیل فاز سیگما در فولادهای آستنیتی به زمان و دما بستگی دارد و برای هر فولاد ضدزنگ متفاوت است. به طور کلی ورق استیل 304 عملا در برابر تشکیل فاز سیگما مصون است اما گریدهایی که مقدار بیشتری کروم (ورق استیل 310) و مولیبدن (ورق استیل 316 و 317) یا سیلسیم بیشتری (ورق استیل 314) دارند اینگونه نیستند. در تمام این گرید­ها در صورتی که به مدت طولانی در معرض دمای 590 تا C֯ 870 قرار گیرند احتمال تشکیل فاز سیگما وجود دارد. شکنندگی فاز سیگما به تشکیل رسوب در میکروساختار فولادی که به مدت طولانی در این محدوده دمایی قرار گرفته است اشاره دارد. تشکیل این فاز فولاد را به شدت شکننده (تُرد) کرده و منجر به از کار افتادگی قطعات فولادی در اثر شکست ترد می گردد. پس از آنکه فولاد به علت تشکیل فاز سیگما شکننده (تُرد) شد می­توان با گرم کردن فولاد تا دمای بالاتر از محدوده تشکیل فاز سیگما آن را احیا کرد (حذف تردی ناشی از فاز سیگما) اما این کار همیشه عملی نیست. از آنجایی که شکنندگی فاز سیگما در ورق استیل 314 (که مقدار سیلیکون آن بالاست) یک مشکل جدی است، اکنون این مسئله محبوبیتی ندارد و معمولا به جای آن از آلیاژهای نیکل بالا یا فولادهای ضدزنگ مقاوم در برابر شکنندگی فاز سیگما، به ویژه 2111HTR (UNS S30815) استفاده می شود. ورق استیل 310 نیز در محدوده دمای 590 تا C֯ 870 در برابر تشکیل فاز سیگما آسیب پذیر است و این گرید «مقاوم در برابر حرارت» برای استفاده در این محدوده دمایی نسبتا پایین چندان مناسب نیست و معمولا ورق استیل 321 برای این محدوده دمایی گزینه بهتری به حساب می­آید.

شرایط محیطی

مقاومت در برابر کربوریزاسیون و سولفیداسیون نیز از عواملی هستند که ممکن است در کاربردهای دما بالا بسیار مهم باشند. حملات گازهای سولفوردار به آلیاژهای فولاد ضدزنگ نیکل بالا در فرآیند احیا، با شدت بیشتری انجام می شود. در برخی کاربردها ورق استیل 310 عملکرد قابل قبولی دارد و در برخی دیگر گرید S30815 که نیکل کمتری دارد بهتر عمل کرده می کند اما در سایر موارد آلیاژهای عاری از نیکل از همه بهتر هستند. در صورتی که گازهای سولفور تحت شرایط محیطی کاهش یابد. پیشنهاد می­شود که ابتدا انواع گریدها در شرایطی مشابه شرایط عملیاتی در آزمایشگاه تست شوند تا بهترین نوع آلیاژ مشخص شود.

انبساط حرارتی

یکی دیگر از خواصی که ممکن است در کاربردهای دما بالا مهم باشد انبساط حرارتی مواد است. ضریب انبساط حرارتی به صورت نسبت افزایش طول جسم در ازای یک درجه افزایش دما تعریف می­شود و به صورت       x10^-6/  ͦC, μm/m/  ͦC یا x10^-6 cm/cm/  ͦC نمایش داده می­شود که البته تفاوتی بین آ­ن­ها نیست. این افزایش طول (یا قطر، ضخامت و ...) را می­توان با ضرب بعد اصلی در تغییرات دما در ضریب انبساط حرارتی محاسبه کرد. به عنوان مثال، اگر دمای یک میله سه متری از جنس فولاد گرید 304 (ضریب انبساط حرارتی 17.2 μm/m/  ͦC) از 20  ͦC به 200  ͦC افزایش یابد، افزایش طول آن برابر است با:

3.00 x 180 x 17.2 = 9288 μm = 9.3 mm

ضریب انبساط حرارتی فولادهای ضدزنگ آستنیتی از اکثر گریدهای دیگر بیشتر است و در جدول زیر نیز ارائه شده است.

جدول 2. ضریب انبساط حرارتی – مقدار میانگین در محدوده 1 – 100  ͦC

ضریب انبساط حرارتی (x10-6/  ͦC)
12	فولادهای کربن
17	فولادهای آستنیتی
14	فولادهای داپلکس
10	فولادهای فریتی
10	فولادهای مارتنزیتی
	*یا  μm/m/  ͦC

 

ضریب انبساط حرارتی نه تنها بین گریدهای مختلف، بلکه با تغییر دما نیز اندکی تغییر می­کند. ضریب انبساطی گرید 304 در محدوده 0 – 100  ͦC برابر 17.2 x 10^-6/  ͦC است و با افزایش دما این ضریب نیز افزایش می­یابد.

تاثیر انبساط حرارتی بیشتر در قطعات غیرمتحرک و ثابت دیده می­شود زیرا این انبساط ممکن است باعث تغییر شکل و خم شدن آن­ها بشود. در صورتی که دو فلز متفاوت به یکدیگر متصل شوند و در معرض گرما قرار بگیرند ممکن است مشکلاتی پیش بیاید؛ تفاوت در ضرایب انبساط حرارتی باعث تغییرشکل و خمیدگی می­شود. به طور کلی، بزرگ بودن ضریب انبساط حرارتی فولادهای ضدزنگ آستنیتی به این معناست که احتمال بروز مشکلات حاصل از انبساط در قطعات آستنیتی در مقایسه با قطعاتی از جنس فولادهای کربنی یا کم آلیاژ، فریتی، مارتنزیتی یا داپلکس بیشتر است.

رسانایی گرمایی فولادهای ضدزنگ غیرآستنیتی از گریدهای آستنیتی بیشتر است که ممکن است در برخی کاربردها مفید باشد.

تنش­های موضعی حاصل از انبساط در مراحل گرمایش و سرمایش ممکن است در مناطقی از فولاد باعث ترک­ ناشی از خوردگی تنشی شود که در شرایط نرمال رخ نمی­دهد. در این کاربردها طراح باید تاثیرات تغییر دما را به حداقل برساند مثلا از درزهای انبساطی استفاده کند تا قطعات بتوانند بدون تعییرشکل حرکت کنند و هیچ دندانه یا تغییرشکل ناگهانی در مسیر حرکت قطعه نباشد.

 

 

ورق استیل در صنعت کاغذ

صنایع بسیاری جهت افزایش بهره وری و عمر تجهیزات و وسایل از استنلس استیل استفاده می کنند. صنعت کاغذ سازی و خمیر کاغذ نیز از این قاعده مستثنی نیست.

یکی از کاربردهای فولادهای زنگ نزن (استنلس استیل) بکارگیری در ساخت ماشین آلات و تجهیزات مورد استفاده در صنعت کاغذ سازی و خمیر کاغذ می باشد. ورق استیل 304، 316 و استنلس استیل های داپلکس نمونه از رده های آلیاژی مورد استفاده از فولادهای زنگ نزن در این صنعت هستند. در ادامه اطلاعات بیشتری در مورد شرایط کاری کاغذ سازی و بکارگیری ورق استیل در این صنعت اطلاعاتی ارائه می شود.

ورق استیل و محیط چالش برانگیز صنعت کاغذ و خمیرکاغذ

 

مراحل و تجهیزات متعددی در تولید کاغذ و خمیرکاغذ وجود دارد. در هر یک از این مراحل، شرایط ویژه ای وجود دارد که طراحان و برنامه ریزان پروسه پروسه کاغذ سازی باید بهترین متریال را برای ساخت این تجهیزات در نظر بگیرند زیرا در هر مرحله نوع ماشین آلات، دما، فشار، میزان تحرک و مواد شیمیایی استفاده شده متفاوت هستند. در بخش زیر فهرستی از برخی مراحل و شرایط آن ها ارائه شده است.

• دیگ پخت (digester) ماشینی است که روی قطعه چوب های ورودی به آن عملیاتی انجام می دهد. این عملیات در دما و فشار بالا و به منظور جداسازی چسبی که قطعات چوب را به یکدیگر متصل کرده انجام می شود.
• خمیر حاصل از مرحله قبل چند بار شسته می شود. در این مرحله مایع پخت جداسازی و بازیافت می شود.
• در محله بعد خمیر تصفیه شده سفیدسازی می شود. این مرحله میزان روشنایی محصول کاغذ نهایی را تعیین می کند.
• خمیرکاغذ پس از پایان سفید­سازی به خمیری نرم و مایع تبدیل می شود. سپس این خمیر به آسیاب کاغذ فرستاده می شود.
• این خمیر از یک سری تجهیزات پایانه تر و پایانه خشک عبور می کند تا آب آن جدا و فیبرهای آن فشرده شده و به کاغذ تبدیل شود.

کارخانجات کاغذ و خمیرکاغذ مدرن از سیستم لوپ بسته (closed loop system) استفاده می کنند. از آنجایی که آب استفاده شده را نمی­توان به محیط زیست باز گرداند، این آب بازیافت شده و چندین بار از آن استفاده می شود. پس از آن که این فرآیند پایان یافت، مطابق با استانداردهای کنونی حفاظت از محیط زیست، این آب ایمن محسوب می شود و می­توان آن را به طبیعت بازگرداند. در سیستم­های لوپ بسته ممکن است خوردگی شدیدی رخ دهد. به همین دلیل است که اکنون در این سیستم ها از ورق استیل (ورق استنلس استیل) در ساخت تجهیزات استفاده می شود. ورق استیل در مقایسه با تمام محصولات فولاد، بیشترین مقاومت را در برابر خوردگی دارد.

چه گریدهایی از ورق استیل در صنعت کاغذسازی مورد استفاده قرار می گیرد؟

ورق استیل داپلکس ترکیبی از فولادهای ضدزنگ فریتی و آستنیتی است. گریدهای 2205 و 2507 متداول­ترین گریدهای داپلکس هستند. فولادهای داپلکس خواص فوق العاده­ ای دارند که برای استفاده در آسیاب های جدید و ارتقاء یافته کاغذ و خمیرکاغذ مناسب هستند. فولاد داپلکس خواص ویژه­ای دارد که در مقایسه با سایر فولادها آن را به گزینه بهتری برای استفاده در صنایع کاغذ و خمیرکاغذ تبدیل می کند.

این ویژگی ها عبارتند از: مقاومت در برابر خوردگی – استحکام بالا – انعطاف در طراحی – صرفه­جویی در هزینه ها

• مقاومت در برابر خوردگی: همانطور که در بالا به آن اشاره شد، ورق استیل داپلکس مقاومت فوق العاده ای در برابر خوردگی دارد. این فولاد در برابر ترک های تنشی، حفره و یا ساییدگی به آسانی آسیب نمی بیند.
• استحکام بالا: استحکام فولادهای دوپلکس دوبرابر استحکام ورق استیل آستنیتی است و این ویژگی به دلیل کاهش وزن مواد مورد استفاده، باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود.
• انعطاف در طراحی: ماشین­کاری و جوش­کاری استنلس استیل تقریبا راحت است.
• صرفه جویی در هزینه ها: استفاده از ورق استیل داپکلس در ابتدا به خاطر قیمت بیشتر آن در مقایسه با فولاد کربنی گران­تر تمام می شود اما مقاومت آن در برابر خوردگی در طول زمان باعث صرفه جویی بسیاری در هزینه­ ها می گردد. به همین دلیل هزینه ­های نگه­داری، بازرسی و تعمیرات بسیار کم تر خواهد بود.

علاوه بر استنلس استیل های داپلکس، از فولادهای زنگ نزن آستنیتی نیز همچون ورق استیل 304 و 316 نیز در صنعت کاغذ سازی استفاده می شود.

 

 

 

جوش لیزری ورق استیل داپلکس

تجهیزات فرآیند کاغذ و خمیرکاغذ در معرض تنش­های شدید مانند خوردگی، دمای بالا، فشار و مواد شیمیایی قوی قرار دارند. جوش فولاد کربن در این شرایط بسیار سریع­تر تضعیف می شود. به همین دلیل یک از روش های جوشکاری ورق استیل داپلکس بکارگیری جوش لیزری است. به همین دلیل احتمال آسیب به جوش­های لیزری دقیق و محکم در این شرایط بسیار کمتر است..

یکی از مزایای این روش ایجاد برش های بسیار دقیق است. همچنین می­توانیم با کمک این تکنولوژی قطعات را با خط جوش های بسیار کوچک و بدون استفاده از مواد فیلر جوش دهیم. با کمک این تکنولوژی پیشرفته می توان بدون هیچ تاثیر منفی بر مقاومت فولاد در برابر خوردگی، بر پروسه خنک سازی نظارت دقیق تری داشت. تجهیزاتی که در تماس مستقیم با دمای بالا هستند از ورق استیل 309 یا 310 استفاده می شود.

آیا ورق استیل ۳۱۶ نسبت به ۳۰۴ ارزنده تر است؟

برای یک فرد عادی تفاوت های میان یک گرید استنلس استیل با گریدی دیگر، اهمیتی ندارد. اما در نظر یک سازنده یا فرد تولید کننده، تفاوت میان آلیاژ هایی مثل ورق استیل گرید ۳۰۴ و گرید ۳۱۶ بسیار بزرگ و حائز اهمیت است.
یکی از سوال هایی که معمولاً با آن روبرو هستیم این است که آیا استنلس استیل ۳۱۶ بیشتر از استنلس استیل ۳۰۴ می ارزد؟ پاسخ به این سوال به کاربرد و نوع استفاده و نیاز های شما بستگی دارد.

 

 

 

ورق استیل ۳۱۶ چیست؟

ورق استیل ۳۱۶ باداشتن محدوده ذوب ۱۳۷۱ تا ۱۳۹۹ درجه سانتیگراد آلیاژ استنلس استیل محبوب و رایجی است. به عنوان یک آلیاژ استنلس استیل آستنیتی، دارای کیفیت و خصوصیاتی است مانند استحکام زیاد، مقاومت نسبت به خوردگی و تجمع و تمرکز زیاد کروم و نیکل. این آلیاژ حداکثر دمای کاربردی اش حدود ۸۰۰ درجه سانتیگراد و استحکام کششی آن برابر است با ۵۷۹ مگاپاسکال.
علاوه بر این، گرید ۳۱۶ در فرمولاسیون خود مولیبدن هم دارد (به جز نیکل و کروم). که همین امر سبب می شود مقاومت آلیاژ در برابر اسیدها، قلیاها و خوردگی های حفره ای کلریدی ارتقا یابد.

کاربردها و خواص استنلس استیل ۳۱۶

از منظر اشتراک و عمومیت، گرید فولاد 316 درست در رتبه بعد از ۳۰۴ می باشد. با وجود خواص فیزیکی و مکانیکی مشابه با گرید ۳۰۴ تقریباً غیر ممکن است که با چشم غیرمسلح تفاوت میان این دو گرید را بیان کنیم. اولین متمایز کننده، در ترکیب مواد گرید ۳۱۶ هست به طوری که:
•    ۱۶ درصد کروم
•    ۱۰ درصد نیکل
•    2 درصد مولیبدن
برخورداری از محتوای نیکل افزوده و مولیبدن، استنلس استیل گرید ۳۱۶ را قدری گرانتر از گرید ۳۰۴ در هر اونس این ماده می سازد. اما چیزی که استیل 316 را برتر می سازد، مقاومت خوردگی بالای آن است، به خصوص در برابر کلریدها و محلولهای کلردار. این امر استنلس گرید ۳۱۶ را در مواردی کاربردی که در آن وجود و حضور نمک یا خورنده های قوی دیگر یک معضل می‌باشد، به طور ویژه محبوب و مطلوب می سازد.
برخی کاربردهای عمومی و متداول تر استنلس استیل ۳۱۶ عبارتند از:
•    سبدهای استنلس استیل
•    قطعات دریایی
•    محفظه های الکتریکی بیرون از ساختمان
•    لوازم و ابزارآلات پزشکی-جراحی
•    تجهیزات داروسازی
•    تجهیزات شیمیایی

 

 

 

ورق استیل ۳۰۴ چیست؟

از نظر استحکام کششی، طول عمر و دوام، مقاومت خوردگی و مقاومت در برابر اکسیداسیون، ورق استیل ۳۰۴ آلیاژ محبوب دیگری است با عملکرد و طول عمر زیاد. نقطه ذوب استنلس استیل ۳۰۴ در محدوده ۱۳۹۹ تا ۱۴۵۴ درجه سانتیگراد قرار دارد. با این توصیف، ورق استیل گرید ۳۰۴ هر چه به نقطه ذوب خود نزدیک‌تر شود، استحکام کششی بیشتری از دست می‌دهد (از استحکام آن کاسته می‌شود) استیل ۳۰۴ به لحاظ استحکام کششی بالاتر آن -که تقریباً ۶۲۱ مگاپاسکال می‌باشد- آلیاژی استثنایی و خاص است. بیشینه دمای عملیاتی و کاربرد این آلیاژ حدود ۸۷۰ درجه سانتیگراد می باشد.

کاربردها و خواص ورق استیل ۳۰۴

یکی از متداول‌ترین گریدهای استنلس استیل مورد استفاده به لحاظ در سال بالای کروم آن، از مقاومت خوردگی عالی برخوردار است. آرایش شیمیایی این گرید عبارت است از: ۱۸ درصد کروم و 8 درصد نیکل
مقادیر جزئی کربن و منگنز نیز در ترکیب آن وجود دارد. عناصر یاد شده، آلیاژ ۳۰۴ را در برابر اکسیداسیون مقاوم و پاکسازی و ضدعفونی آن را آسان می سازند. برخی موارد استفاده متداولترین گرید عبارتند از:
•    قالب های خودرو و تزئینات آن
•    روکش یا پوشش چرخ
•    مخازن انبارش
•    محفظه‌های برق
•    تجهیزات و وسایل آشپزخانه ها
یکی از ضعف‌های استنلس استیل ۳۰۴، استعداد به خوردگی حفره ای موضعی است، البته در معرض محلولهای کلریدی قوی یا در محیط های شور و نمکی. کلریدها حتی به مقدار بسیار ناچیز ۲۵ ppm می‌توانند باعث شروع خوردگی حفره ای شوند.

تفاوت میان دو گرید استنلس استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ چیست؟

اساسی‌ترین فرق میان دو گرید ۳۰۴ و ۳۱۶ این است که گرید ۳۱۶ میل به داشتن نیکل بیشتر و کمی مولیبدن در ترکیب خود دارد. خواص مکانیکی عمومی این دو فلز اغلب قابل قیاس هستند. استیل ۳۱۶ با برخورداری از محتوای نیکل افزوده و بیشتر و همچنین مولیدن، مقاومت شیمیایی بهتر و بیشتری نسبت به گرید ۳۰۴ دارد. قدرت مقاومت این آلیاژ در برابر اسیدها و کلرید ها، از جمله نمک، آن را برای استفاده در امور دریایی و همچنین در خطوط تولید و فرآوری مواد شیمیایی ایده آل می سازد.
اگرچه افزودن نیکل و مولیبدن باعث می گردد آلیاژ ۳۱۶، گریدی گران‌تر از استنلس استیل گرید ۳۰۴ در در هر اونس از این ماده شود. مضافاً اینکه نقطه ذوب استنلس استیل گرید ۳۰۴ کمی بیشتر از نقطه ذوب گرید ۳۱۶ است. محدوده دمای ذوب گرید ۳۱۶ عبارت است از ۱۳۷۱ تا ۱۳۹۹ درجه سانتیگراد را که تقریباً ۵۰ تا ۱۰۰ درجه فارنهایت کمتر از نقطه ذوب استنلس استیل گرید ۳۰۴ می باشد.
اگرچه آلیاژ استیل ۳۰۴ نقطه ذوب بالا تر است، اما گرید ۳۱۶ نسبت به استنلس استیل گرید ۳۰۴ مقاومت بهتری در برابر کلریدهایی چون نمک و مواد شیمیایی دارد. تفوق استنلس استیل گرید ۳۰۴ زمانی آشکار می شود که در محیط هایی چون محلول های کلردار یا در معرض نمک قرار گیرند.

3 امتیاز استفاده از استنلس استیل ۳۱۶

1-ویژگی ها و خواص مقاومت در برابر خوردگی

استنلس استیل گرید ۳۱۶ به علت افزودن مولیبدن به آن نسبت به آلیاژهای مشابه نظیر ورق استیل ۳۰۴ در برابر خوردگی مقاوم تر است. این امر باعث می‌شود خوردگی حفره ای نیز در محیط های شیمیایی کاهش یابد و بتوان این گرید را در محیط‌های اسیدی قوی و سوزاننده بکار برد، که در غیر اینصورت، فلز به شدت خورده خواهد شد. به عنوان مثال، استنلس استیل گرید ۳۱۶ در محیط های خورنده و محلول های تند و سوزاننده نظیر بخار چربی زداها یا بسیاری فرآیندها و عملیات دیگر جهت پاکسازی قطعات، می‌تواند پایدار و مقاوم بماند.
این خصوصیات همچنین سبب می گردد این آلیاژ برای کاربردها و مصرف خطوط داروسازی و پزشکی ایده‌آل گردد. از آنجا که عملیات استریل نمودن تجهیزات در صنایع مذکور مرکب است از بکار بردن ضدعفونی کننده های قوی و یا درجه حرارت زیاد، به منظور پیشگیری از آلودگی، بنابراین یک آلیاژ مقاوم مثل گرید ۳۱۶ ایده‌آل است.

 

 

 

2-کاربردهای دریایی

آب دریا و نمک هوا به طور خاص به فلزات آسیب وارد می کنند. علاوه بر شرایط خشن و ناهنجار دریا و کاربردهای دریایی، کلریدهایی همچون نمک، حتی سخت ترین و محکم ترین فلزات را می توانند بخورند. نمک حتی برای لایه اکسیدی محافظ ورق استیل ۳۰۴ هم خطر ساز است که نتیجه اش زنگ زدگی می باشد. جهت امور دریایی یا عملیاتی که با کلریدها سر و کار دارند، استیل ۳۱۶ مطلوب و ایده‌آل است.
گرید ۳۱۶ مشخصات مقاومت بهتری در برابر نمک و خوردگی حفره ای ناشی از کلرید دارد. خوردگی حفره ای زمانی حادث می‌شود که آلیاژهایی نظیر ورق استیل ۳۰۴ در معرض آب دریا و نسیم های غنی از نمک  در دریا، قرار گیرند. استفاده از فلزات مقاوم به کلریدها مثل ورق استیل ۳۱۶ جهت مصارف و امور دریایی و کشتی‌ها یا هرچیزی که با کلرید سر و کار دارد، امری لازم و اساسی است.

3-پایداری و دوام زیاد

ورق استیل ۳۱۶ هم سفت و سخت است هم تطبیق پذیر و اصطلاح همه کاره، که برای ساخت سبدهای سیمی مرسوم جهت سال ها استفاده ایده آل می باشد. این گرید استیل می‌تواند برای ساخت سبدهای بادوامی به کار رود که برای تحمل ضربات شدید حتی به طور مکرر طراحی شده اند. به عنوان مثال برخی سبد های سفارشی طراحی شده اند از جنس استنلس استیل گرید ۳۱۶ جهت عملیات پاکسازی قطعات سقف و قطعات ساچمه زنی.

آیا به هزینه اضافی اش می ارزد؟

اگر مورد کاربرد شما دارای خورنده های بسیار قوی است یا حاوی کلریدها می باشد، آنگاه پرداختن پول اضافی برای ورق استیل ۳۱۶ قطعاً ارزش دارد. استیل ۳۱۶ در چنین موارد کاربردی، چندین برابر استنلس استیل گرید ۳۰۴ دوام داشته و پایدار خواهد ماند که این یعنی سال های بسیار زیادی عمر مفید.
مع ذالک، برای کاربردهایی که از اسیدهای ملایم تر استفاده می شود یا وجود نمک در آنها موجب نگرانی نمی باشد، آلیاژ استیل ۳۰۴ می تواند به خوبی در آنجا کار کند.
فقط مطمئن شوید که هنگام انتخاب یک متریال برای سبدهای قطعات صنعتی تان، تمام فرآیندها و عملیات و عوامل محیطی را محاسبه نموده و مد نظر قرار داده باشد. مثلا اگر کارخانه یا تاسیساتی که میخواهید بسازید در ساحل دریا و یا نزدیک به آن قرار دارد، هوای آغشته به نمک دریا می‌تواند فلزی را که در برابر کلریدها مقاوم نیست، بخورد.
من حیث المجموع، اگر به مقاومت خوردگی بالاتر نیاز دارید، گرید 316 ارزش قیمت و هزینه اش را دارد. در بسیاری موارد کاربردی دیگر، ورق استیل ۳۰۴ کاملا مطلوب و عالی کار خواهد کرد.
 

نیکل یک ضرورت برای استنلس استیل

 

 

Ni کلمه اختصاری نیکل است. نیکل یکی از اجزای اصلی تشکیل دهنده ی ورق استیل است که به تنهایی موجب پدید آمدن استحکام و سختی در آلیاژ مادر (پایه) می شود. بیش از دو سوم کل نیکل تولید شده در جهان در ساخت و تولید ورق استیل به کار می رود. اگرچه نیکل در تمام انواع ورق استیل همچون استیل دوپلکس و رسوب سختی به میزان کم یا زیاد وجود دارد، اما این عنصر نقش حیاتی در ورق استیل سری 300 ایفا می کند. زیرا فاز آستنیت را در ساختار هسته‌ای آن تثبیت می‌کند (مکعب مشبک وجوه پر). برخی گرید های مهم در میان آنها عبارتند از ۳۰۴ و ۳۱۶ که حدوداً به ترتیب ۸ تا ۱۰ درصد و ۱۰ تا ۱۳ درصد نیکل دارند. ۷۵ درصد تمام استنلس استیل های تولیدی موجود در سراسر جهان حاوی نیکل در ترکیب شان هستند.

نیکل برحسب ظاهرش فلزی سفیدِ نقره‌ای است و در شکل ساختار مکعبی کریستالی استنلس استیل حضوردارد. این فلز نرم و چکش خوار، داکتیل (شکل پذیر) است و استحکام مطلوبی دارد و در برابر خوردگی و گَرد شدن مقاوم است. نیکل همچنین به عنوان یک هادی خوب حرارت و الکتریسیته عمل می کند و دمای زیر ۳۴۵ درجه سانتیگراد خواص مغناطیسی بروز می‌دهد. بنا بر نقطه ذوب و نقطه جوش بالایی که دارد -به ترتیب ۱۵۵۵ و ۲۸۳۵ درجه سانتیگراد- در شرایط و محیط های برودتی نیز می تواند پایدار بماند.

پس از این مطالعه ی مختصر در خصوص خواص فیزیکی نیکل، اکنون این سوال مطرح است که: نیکل موجب چه چیزی می شود که به این گستردگی در صنعت ساخت ورق استیل کاربرد دارد؟ بیایید نگاهی دقیق به پاره ای خواص که توسط نیکل به ورق استیل منتقل می شود، نظیر قابلیت فرم پذیری، قابلیت جوش پذیری، گرم کاری، چقرمگی، پایداری و غیره بیاندازیم.

 

قابلیت فرم پذیری

این ویژگی به همراه خاصیت داکتیلیتی به وسیله ساختار فاز آستنیتی کنترل می‌شوند که به نوبه خود موجب افزایش مقدار زیادتر نیکل می گردد. این افزایش ورق استیل را جهت انجام عملیات کشش عمیق مورد استفاده سازندگان محصولاتی مثل سینک های آشپزخانه و ظروف پخت و پز مطلوب می سازد. همچنین افزودن مقدار صحیح و مناسب نیکل از خطر میل به ترک خوردگی ناشی از سرما و کارسختی را کاهش می‌دهد.

 

 

 

قابلیت جوشکاری

ورق استیل آستنیتی به خوبی تحت جوشکاری قرار می‌گیرند، چه جوشکاری برای مقاطع ضخیم و چه برای مقاطع باریک. این خاصیت به علت افزودن نیکل است که استحکام گرم کاری ماده را بالا می‌برد و اجازه نمی دهد رشد دانه‌ای در دمای بالا ایجاد و منجر به شکنندگی ورق استیل شود. جوش های بدین شکل می توانند از آزمون‌های ضربه و میل به خمش زیاد بیرون آیند.

 

چقرمگی و استحکام گرم

افزودن نیکل سبب محافظت از ورق استیل در برابر خزش می گردد. خزش عبارت است از تنش های مکانیکی وارد در دماهای بالا و در درازمدت. اکثر استنلس استیل ها در شرایط دمای اتاق، چقرمگی خوبی بروز می‌دهند، لیکن گریدهای آستنیتی این حد چقرمگی مطلوب را در شرایط دمایی هلیوم مایع که منفی ۲۷۰ درجه سانتیگراد است بروز می‌دهند. بدین علت است که گرید هایی مثل ورق استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ ترجیحاً در دماهای برودتی به کار می روند.

 

پایداری

نیکل نقشی محوری در جهت حفظ پایداری ورق استیل ایفا می کند، نه فقط به لحاظ جنبه های تکنیکی و اقتصادی در صنایع بلکه از نظر احترام به محیط زیست نیز کاملاً سازگار و دوستدار آن محسوب می‌شود. نیکل فلزی است به شدت قابل بازیافت. بدین سبب که کلیه محصولات آن پس از پایان طول عمرشان می‌توانند بازیابی شوند. سازندگان استنلس استیل با استفاده از فولاد ها و استیل های قراضه اقدام به تولید ورق استیل نموده و بدین صورت تقریباً یک سوم هزینه هایشان را صرفه جویی می کنند.

در مقابل چنانچه این محصول را با استفاده از مواد تشکیل دهنده ۱۰۰% خالص تولید نمایند، به موجب آن می بایست انرژی بسیار زیادی مصرف کنند. طول عمر و دوام نیکل باعث می‌شود ورق استیل با دوام تر و چقرمه تر شود، همچنین آن را متنوع و همه کاره و کاربر پسند می سازند.

حفاری و کاوش، تولید، استفاده مجدد و بازیافت نیکل در صنعت ثابت می کند که ۶۰ درصد کل استنلس استیل تولیدی جهان، از طریق ذوب مجدد قراضه های آن تولید می‌شود. این پدیده کشورها را بر آن می دارد که ضمن توسعه و رونق دادن به این امر (بازیافت و استفاده مجدد از قراضه استیل) عرصه ی پهناوری از تحقیقات درباره صنعت نیکل بگشایند. بنابراین چشم انداز وسیعی از تحقیق و توسعه در پیش رو قرار دارد.

تغییر وضعیت بازار استنلس استیل توسط کرونا

 

 

بازارهای جهانی استنلس استیل با اثرات ویروس کرونا تغییر شکل داده اند. با گسترش این همه گیری، برخی از تامین کنندگان به دلیل کمبود تقاضا در واحد های پایین دستی، در حال تعطیلی یا کاهش تولید هستند. برخی دیگر نیز با اقدامات دولت های متبوع خود برای مقابله با شیوع ویروس، تولید خود را متوقف کرده اند.

در برخی مناطق خاص، عمده ی خرید و فروش به صورت محلی انجام می شود، چون شرایط با توجه به شدت شیوع و اقدامات بعدی مقامات متفاوت می باشد. به عنوان مثال، در اروپا گزارش شده است که کارخانه های تولید فولاد اُتوکومپو، به شدت در حال فعالیت هستند تا مواد لازم را در شمال این قاره به مشتریان ارائه دهند. شدت این تولید به این دلیل است که کارخانه ها در ایتالیا و اسپانیا عملیات تولید فولاد خود را با توجه به مصوبه های دولتی متوقف کرده اند.

خریداران غربی چشم به عرضه فولاد در آسیا دارند

پیشرفت ویروس کرونا و تاثیر آن بر بازارهای استنلس استیل در خاور دور شدت بیشتری داشته است. در ماه های اخیر، در چین، که تولید فولاد با سرعت خوبی ادامه داشت، نسبت به میزان مصرف، موجودی انبارها بسیار بالاست. عرضه ی بیش از حد در بازارهای آسیا همچنان ادامه دارد. در این قاره، تقاضای خریداران تحت تاثیر ویروس کرونا، نسبت به بسیاری از کشورهای غربی به شدت تحت تاثیر قرار گرفته است. از آنجایی که محدودیت ها به تدریج در حال برداشته شدن است، تولید در حال حاضر روندی افزایشی به خود گرفته است.

استنلس استیل تولیدی در آسیا ممکن است در آن دسته مناطقی از جهان عرضه شود که در حال حاضر تولیدشان با کاهش مواجه بوده است. به عنوان مثال خریداران استنلس استیل در ایالات متحده و اتحادیه اروپا، تمایل خود را جهت سست کردن اقدامات تجاری به منظور افزایش خرید تجهیزات از سایر کشورها ابزار نموده اند.

 

 

 

چنین تغییری در زمان بندی، ممکن است اثرات طولانی تری در بازار جهانی ورق استیل داشته باشد. اگر تولیدکنندگان استیل آسیایی جایگاه مستحکم تری در بازارهای اروپا و آمریکای شمالی پیدا کنند، خریداران ممکن است به مواد فراوان و با قیمت های پایین عادت کنند و کارخانه های تولید فولاد محلی -که بسیاری از آنها همواره در تکاپو و تلاش هستند- ممکن است در بازپس گیری تجارت از دست رفته شان با مشکلات و دشواری های زیادی روبرو شوند.                                                                                  منبع: MEPS