مقدمه – معرفی ورق استیل نسوز 310
ورق استیل 310 یک رده آلیاژی از استنلس استیل (فولاد زنگ نزن) های آستنیتی سری 300 بوده که برای بکارگیری در دماهای بالا توسعه یافته است. این گرید همانند دیگر استیل های آستنیتی سری 300 فاقد خاصیت مغناطیسی بوده و در اصطلاح عرف بازار نگیر (فاقد خاصیت مغناطیسی) است. استیل 310 در ترکیب شیمیایی خود دارای دارای 22 الی 24 درصد کروم و 19 الی 22 نیکل می باشد. حضور این میزان از کروم و نیکل سبب افزایش مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون این فولاد زنگ نزن در دمای بالا شده است. همچنین این آلیاژ دارای استحکام و مقاومت به خزش بالایی در دمای بالا می باشد. از این رو به خاطر ویژگی های فوق العاده ای که این گرید از استنلس استیل ها در دماهای بالا از خود نشان می دهد به آن لقب فولاد مقاوم به حرارت (Heat resistance steel) یا نسوز داده شده است. ورق استیل نسوز 310 از آنجایی که کروم و نیکل بالایی داشته از قیمت بالایی نیز در بین استنلس استیل های آستنیتی سری 300 برخوردار بوده و یکی از گران ترین رده آلیاژی در بین این فولادها می باشد. به همین خاطر قیمت ورق استیل 310 از گریدهایی همچون 304، 309، 316 و 321 بالاتر است. عمده ترین مشتری و مصرف کننده های ورق استیل نسوز 310 نیز صنایعی همچون پالایشی، پتروشیمی، نیروگاهی، حرارتی و.... بوده که با حرارت سروکار داشته و نیازمند متریالی هستند که بتواند تحت دماهای بالا دوام بیاورد. اگر چه این رده آلیاژی جهت استفاده در صنایع حرارتی توسعه یافته اما در دماهای زیر صفر درجه سانتی گراد (کاربردهای برودتی) به خاطر چقرمگی و نفوذ ناپذیری مغناطیسی بکارگیری می شود. در ادامه با ویژگی های بیشتری از ورق استیل نسوز 310 آشنا می شویم.
ترکیب شیمیایی ورق استیل نسوز 310
| عنصر آلیاژی (%) | استیل 310 | استیل (S) 310 | استیل (H) 310 |
| کربن (C) | 0.25 | 0.08 | 0.04-0.1 |
| منگنز (Mn) | 2 | 2 | 2 |
| سیسلسیم (Si) – بیشترین مقدار | 1.5 | 1.5 | 0.75 |
| فسفر (P) | 0.045 | 0.045 | 0.045 |
| گوگرد (S) | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
| کروم (Cr) | 24-26 | 24-26 | 24-26 |
| نیکل (Ni) | 19-22 | 19-22 | 19-22 |
| آهن (Fe) | عنصر پایه | عنصر پایه | عنصر پایه |
در جدول 1 آنالیز ترکیب شیمیایی انواع ورق استیل 310 ارائه شده است. همانطورکه ملاحظه می شود عمده ترین تفاوت این سه گرید مربوط به میزان کربن در ترکیب آنهاست. ورق استیل نسوز (S) 310 در مقایسه با گرید 310 کربن کمتری داشته و استیل (H) 310 نیز حاوی کربن بیشتری می باشد. گرید (S) 310 به خاطر کرین کمتر در معرض شکنندگی و پدیده sensitization یا همان رسوب زایی کاربیدها حین جوشکاری و سرویس دهی می باشد. کربن بالاتر مقاومت به خزش را افزایش داده ولی بر مقاومت به خوردگی در محیط های مرطوب تاثیر منفی می گذارد. البته این نکته را نیز باید اشاره نمود که ورق استیل 310 و (S) 310 دارای حداکثر 1.5 درصد سیلسیم بوده در حالی که گرید (H) 310 دارای حداکثر 0.75 سیلسیم است.
خواص مکانیکی ورق استیل 310
| رده آلیاژی | استحکام کششی نهایی (MPa) (حداقل مقدار) |
استحکام تسلیم (MPa) (حداقل مقدار) |
الانگیشن (%) | سختی | |
| UTS (MPa)-min | YS (%2 proof stress) (Mpa) | E ( % in 50 mm)-min | راکول (HR B) حداکثر مقدار |
برینل (HB) حداکثر مقدار |
|
| 310 | 520 | 205 | 40 | 95 | 217 |
| 310S | 520 | 205 | 40 | 95 | 217 |
| (H)310 | 515 | 205 | 40 | 95 | 217 |
خواص فیزیکی ورق استیل 310
| خواص فیزیکی استیل 310 | ||
| چگالی ( g/cm3 ) | 8 | |
| دمای ذوب ( C֯ ) | 1455 | |
| مدول الاسیسیته (GPa) | 200 | |
| مقاومت الکتریکی ( m.Ωµ ) | 78 | |
| رسانایی حرارتی ( m.k / W) | 14.2 | |
| میانگین ضریب انبساط حرارتی ( C ֯ / m / mµ ) | ( C ֯ ) 100 - 0 | 15.2 |
| ( C ֯ ) 315 - 0 | 16.9 | |
| ( C ֯ ) 540 - 0 | 17 | |
مقاومت به خوردگی ورق استیل نسوز 310
همانطورکه در قسمت مقدمه نیز اشاره شد ورق استیل نسوز 310 با توجه به اینکه کروم و نیکل بالایی داشته بیشتر در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد بنابراین زمانی که صحبت از بررسی مقاومت به خوردگی این آلیاژ می شود رفتار آن در برابر خوردگی در دمای بالا مد نظر می باشد. این آلیاژ به خاطر میزان کروم و نیکلی که دارد معمولا در برابر سولفیداسیون و محیط های کربوره کننده متوسط همچون محیط های پتروشیمی مقاومت خوبی دارد. به طورکلی رفتار ورق استیل نسوز 310 در دما و شرایط مختلف به شرح زیر است.
• شرایط اکسیدی محیط ( حاوی حداکثر ( m3 / g ) 2 گاز سولفور)
در سرویس دهی های پیوسته تا ( C ֯ ) 1050
حد دمایی: ( C ֯ ) 1100
• شرایط اکسیدی محیط ( بیشتر از ( m3 / g ) 2 گاز سولفور)
حد دمایی: ( C ֯ ) 950
• در شرایطی اکسیژن جو کم باشد ( حاوی حداکثر ( m3 / g ) 2 گاز سولفور)
حد دمایی: ( C ֯ ) 1000
• اتمسفرهای نیترید کننده یا کربوره کننده
حد دمایی: ( C ֯ ) 950 - 850
ورق استیل نسوز 310 در محیط های مرطوب نیز به خاطر دارا بودن کروم بالا مقاومت به خوردگی بالایی از خود نشان می دهد. همچون دیگر استیل های آستنیتی سری 300 در محیط های کلریدی در معرض خوردگی های شیاری و حفره ای قرار دارد. در بین این فولادها تنها گرید 316 به خاطر دارا بودن مولیبدن در برابر این قبیل خوردگی ها در محیط های کلردار مقاوم تر است.
یکی دیگر از معضلات استیل های سری 300 وقوع خوردگی تنشی (SCC) در محیط های کلریدی است. معمولا این پدیده برای فولادها در محیط های حاوی کلر و در دمای بالاتر از ( C ֯ ) 60 به وقوع می پیوندد. ورق استیل نسوز 310 نیز از این قاعده مستثنی نبوده اما این نوع خوردگی در این رده آلیاژی در دمای بالاتر از ( C ֯ ) 100 اتفاق می افتد.
یکی دیگر از خوردگی رایج در بین فولادهای زنگ نزن سری 300 وقوع رسب زایی کاربیدها و به تبع آن خوردگی بین دانه ای در محدوده دمایی ( C ֯ ) 860 – 425 حین جوشکاری و سرویس دهی می باشد. این پدیده در ورق استیل استیل 310 در محدوده دمایی ( C ֯ ) 800 – 550 به وقوع می پیوندد. البته گرید (S) 310 به خاطر اینکه کربن کمتری دارد از مقاومت بالاتری در برابر این پدیده برخوردار است.
مقاومت در برابر حرارت ورق استیل نسوز 310
ورق استیل نسوز 310 در سرویس دهی های پیوسته تا دمای ( C ֯ ) 1150 و در سرویس دهی های متناوب تا دمای ( C ֯ ) 1038 مقاومت به اکسیداسیون خوبی از خود نشان می دهد. این فولاد زنگ نزن در برابر چرخه های حرارتی و خستگی حرارتی نیز مقاومت خوبی ارائه می دهد. همچنین از استحکام و مقاومت به خزش خوبی نیز در دماهای بالا برخوردار می باشد. در محیط های سولفیدی و کربوره کننده نیز مقاوم بوده که در قسمت قبل توضیح داده شد.
عملیات حرارتی ورق استیل نسوز 310
ورق استیل 310 همچون دیگر استنلس استیل های آستنیتی سری 300 فاقد قابلیت سخت شوندگی بواسطه عملیات حرارتی است. معمولا با اعمال کار سرد روی آن سختی و استحکامش افزایش می یابد. سیکل عملیات آنیل استیل نسوز 310 شامل حراتی دهی ( C ֯ ) 1121 – 1038 و سرمایش در هوا یا آب می باشد.
جوش پذیری ورق استیل نسوز 310
از نظر جوش پذیری معمولا جوش پذیری ورق استیل نسوز 310 همچون گریدهای 304 و (L) 304 در نظر گرفته می شود. اما الزامات و توجهات ویژه ای برای جبران ضریب انبساط حرارتی بالاتر جهت حلوگیری از اعوجاج و تاب برداشتن قطعه باید در نظر گرفته شود. جوشکاری ورق استیل نسوز 310 معمولا به روش های ذوبی و مقاومتی انجام می شود. البته استفاده از روش اکسی استیلن توصیه نمی شود. عموما جهت جوشکاری ورق استیل نسوز 310 قبل و بعد از جوشکاری به عملیات حرارتی نیاز نیست. اما در مواردی که امکان خوردگی شدید در محیط های مرطوب وجود داشته باشد. انجام عملیات آنیل انحلالی پس از جوشکاری ضروری است. تمیزکاری سطح و حذف اکسیدها نیز بر مقاومت به خوردگی در محیط های می افزاید. البته این عملیات برای سرویس دهی در دماهای بالا نیاز نیست. همانطورکه پیش تر نیز اشاره شد امکان خوردگی بین دانه ای در گرید 310 وجود دارد که در این شرایط ورق استیل (S) 310 به خاطر دارا بودن کربن کمتر جوش پذیری بهتری داشته و در برابر این پدیده مقاوم تر است.
شکل پذیری ورق استیل نسوز 310
ورق استیل 310 با توجه به اینکه نرخ کارسختی بالایی دارد قاببلیت کارپذیری خوبی در حالت سرد بوسیله فرایندهای شکل دهی همچون کشش و پرس داشته و شکل های پیچیده قطعات صنعتی را به خود می گیرد. معمولا پس از اعمال کار سرد به منظور کاهش تنش های داخلی عملیات آنیل روی آن انجام می شود.
کاربردهای ورق استیل نسوز 310
ورق استیل نسوز 310 با توجه به خواص و ویژگی های فوق العاده ای که در دماهای بالا ارائه می دهد در ساخت تجهیزات و ماشین آلاتی که تحت دمای بالا کار می کنند مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال از این آلیاژ در ساخت فن، درب، رکوپراتور و مشعل کوره های صنعتی استفاده می شود. همچنین از آن در ساخت تجهیزات کوره های عملیات حرارتی نیز بکارگیری می شود.
بسیاری از فعل و انفعالات و فرایندهایی که در صنایع شیمیایی، غذایی، دارویی و صنعت سیمان انجام می گیرد تحت دمای بالا است به همین خاطر از ورق استیل نسوز 310 در این صنعت ها استفاده می شود. علاوه بر این موارد واحدهای پالایشی و پتروشیمی یکی دیگر از مصرف کننده های ورق استیل 310 هستند که در ساخت تجهیزات خود از این فولاد زنگ نزن استفاده می کنند. استفاده از این آلیاژ به صنعت برق نیز گسترش یافته است. معمولا ورق استیل نسوز 310 همچون مشعل و کوره های زغال سنگ بکارگیری می شود.
قیمت ورق استیل نسوز 310
مهم ترین و تاثیرگذار ترین پارامتری که موجب تفاوت قیمت در بین استنلس استیل های آستنیتی سری 300 می شود، میزان عناصر آلیاژی به ویژه نیکل در ترکیب شیمیایی این گریدهاست. نوع و میزان عناصر آلیاژی علاوه بر تغییر خواص تغییر قیمت ورق استیل را نیز به همراه دارد. معمولا هر گریدی که کروم و نیکل بیشتری داشته باشد قیمت بالاتری نیز دارد. از این رو ورق استیل نسوز 310 از آنجایی که حاوی بیشترین مقدار از کروم و نیکل در بین فولادهای زنگ نزن سری 300 بوده بالاترین قیمت را دارد. در این راستا قیمت ورق استیل نسوز 310 از گریدهایی همچون 304، 309، 316 و 321 بالاتر است. البته قیمت ورق استیل 310 در مقایسه استنلس استیل نسوز 4841 پایین تر است. زیرا گرید 4841 حاوی سلسیم بالاتری می باشد.
خرید ورق استیل نسوز 310
معمولا ورق استیل نسوز 310 در بازار با دو سطح مات دو پولیش (2b) و مات تک پولیش (No.1) ارائه می شود. عموما ورق استیل نسوز 2b در ضخامت های کمتر از 3 میلی متر تولید شده و محصول فرایند نورد سرد می باشد. در حالی ورق استیل نسوز 310 با سطح No.1 در ضخامت های بیشتر از 3 میلی متر تولید و نورد گرم شده هستند. جهت خرید ورق استیل نسوز می بایست به تامین کنندگان استنلس استیل مراجعه نمود زیرا این فولادها کالایی وارداتی می باشند. بسیاری از فروشندگان و تامین کنندگان استیل در داخل ایران این گرید را در بین محصولات خود موجود ندارند. اما مجموعه بازرگانی فلرات رنگین جزء معدود شرکت بازرگانی فعال در امر ورق های استنلس استیل بوده که همواره انواع ورق استیل نسوز را در بین محصولات خود موجود دارد. محصولات این شرکت شامل انواع رده های آلیاژی از استنلس استیل های سری 300 و 400 می باشد. لازم به ذکر است که انواع ورق استیل نسوز در این شرکت از کمپانی آسرینوکس، اتوکمپو و کلمبوس که برندهای تولید کننده استنلس استیل در دنیا هستند، تامین می گردد. فروش ورق استیل در این شرکت همراه با ارائه سرتیفیکیت می باشد که توسط کارخانه تولید کننده صادر گردیده است. جهت کسب اطلاعات در مورد قیمت ورق استیل و یا سفارش خرید می توانید با کارشناسان بخش فروش در مجموعه بازرگانی فلرات رنگین تماس حاصل نمایید.
