کاربردهای تکنیکی ورق استیل: بخش دوم

کاربردهای تکنیکی ورق استیل: بخش دوم

مقاومت در برابر خوردگی خوب از ویژگی های تمام ورق های استیل است. گریدهای کم آلیاژ می توانند در شرایط عادی در برابر خوردگی مقاومت کنند. آلیاژهای بالاتر در برابر خوردگی توسط اکثر اسیدها، محلول های قلیایی و محیط های کلرید مقاومت می کنند.

مشخصات ورق استیل:

ترکیبات گریدها، خواص مکانیکی و مشخصات تولید توسط طیف وسیعی از استانداردهای بین المللی و ملی برای ورق استیل کنترل می شود. در حالی که سیستم شماره گذاری سه رقمی ورق استیل قدیمی AISI (به عنوان مثال ورق استیل 304 و ورق استیل 316) هنوز معمولاً برای طبقه بندی گریدهای ورق استیل استفاده می شود، سیستم های طبقه بندی جدیدی توسعه یافته اند. این سیستم ها شامل یک عددUNS  حرفی با اعداد 5 رقمی مانند S30400 هستند که توسط SAE و ASTM تعریف شده است. کشورهای اروپایی استانداردهای یکپارچه Euronorm را اتخاذ می کنند. این کشورها در حال جایگزینی یا تطبیق استانداردهای خاص کشور خود با استانداردهای یورونرم هستند. نام‌های دیگری که جایگزین می‌شوند عبارتند از شماره‌های قدیمی BS و EN مانند 304S31 و 58E.

برخی از گریدها توسط اعداد استاندارد پوشش داده نمی شوند و می توانند درجه های اختصاصی باشند یا با استفاده از استانداردهای محصولات تخصصی مانند سیم جوش نامگذاری شوند. استانداردهای ورق استیل به طور مفصل در انجمن ورق استیل بریتانیا "راهنمای مشخصات ورق استیل"، همچنین به عنوان "راهنمای آبی" BSSA توضیح داده شده است. ASTM عناوین داخل پرانتز را تشخیص نمی دهد. بسیاری از نمرات و مشخصات دیگر در دسترس هستند. مواد عرضه شده توسط Aalco مطابق با تعدادی از استانداردها بسته به محصول تولید شده است. استانداردها همچنین پوشش مواد را نیز معرفی می کنند.

خواص مکانیکی ورق استیل:

خواص مکانیکی مورد نیاز معمولاً در مشخصات خرید ورق استیل ذکر شده است. حداقل خواص مکانیکی نیز توسط استانداردهای مختلف مربوط به مواد و فرم محصول داده شده است. رعایت این خواص مکانیکی استاندارد نشان می دهد که مواد به درستی با یک سیستم کیفیت مناسب ساخته شده اند. سپس مهندسان می توانند با اطمینان از مواد در سازه هایی استفاده کنند که بارها و فشارهای کاری ایمن را برآورده می کنند. خواص مکانیکی مشخص شده برای محصولات نورد تخت معمولاً مقاومت کششی، تنش تسلیم، ازدیاد طول و سختی برینل یا راکول است. الزامات ویژگی برای میله، لوله و اتصالات معمولاً استحکام کششی و تنش تسلیم را بیان می کند.

قدرت عملکرد ورق استیل:

برخلاف فولادهای ملایم، استحکام تسلیم ورق استیل آستنیتی آنیل شده نسبت بسیار پایینی از استحکام کششی است. استحکام تسلیم فولاد ملایم معمولاً 70-65 درصد استحکام کششی است. این رقم در خانواده ورق استیل آستنیتی تنها 40 تا 45 درصد است. کار سرد به سرعت و تا حد زیادی قدرت تسلیم را افزایش می دهد. برخی از اشکال ورق استیل، مانند سیم فنری، می توانند به صورت سرد کار شوند تا استحکام تسلیم را از 80 تا 95 درصد استحکام کششی افزایش دهند.

شکل پذیری ورق استیل:

ترکیبی از نرخ سخت کاری بالا، ازدیاد طول و شکل پذیری بالا ساخت ورق استیل را بسیار آسان می کند. با این ترکیب ویژگی، ورق استیل می تواند به شدت در عملیات هایی مانند کشش عمیق تغییر شکل دهد. شکل پذیری معمولاً به عنوان درصد کشیدگی قبل از شکست در طول آزمایش کشش اندازه گیری می شود. ورق های استیل آستنیتی آنیل شده دارای کشیدگی فوق العاده بالایی هستند. ارقام معمولی 60 تا 70٪ هستند.

سختی ورق استیل:

سختی، مقاومت در برابر نفوذ سطح مواد است. سختی سنج ها عمقی را اندازه می گیرند که یک فرورفتگی بسیار سخت می تواند به سطح یک ماده فشار داده شود. از ماشین های برینل، راکول و ویکرز استفاده می شود. هر یک از اینها دارای یک فرورفتگی شکل متفاوت و روش اعمال نیروی شناخته شده است. بنابراین تبدیل بین مقیاس های مختلف فقط تقریبی است. گریدهای رسوب سخت شده و مارتنزیتی را می توان با عملیات حرارتی سخت کرد. سایر گریدها را می توان از طریق کار سرد سخت نمود.

استحکام کششی ورق استیل:

استحکام کششی به طور کلی تنها ویژگی مکانیکی مورد نیاز برای تعریف محصولات میله و سیم است. نمرات مواد یکسان ممکن است در استحکام کششی مختلف برای کاربردهای کاملاً متفاوت استفاده شود. استحکام کششی عرضه شده محصولات میله و سیم مستقیماً به استفاده نهایی پس از ساخت مربوط می شود. سیم فنری پس از ساخت دارای بالاترین مقاومت کششی است. 

چنین استحکام کششی بالایی برای استفاده از سیم در فرآیندهای شکل دهی یا بافندگی لازم نیست. سیم یا میله ای که به عنوان ماده اولیه برای اتصال دهنده ها، مانند بولت و مهره ها و پیچ ها استفاده می شود، باید به اندازه کافی نرم باشد تا سر و رزوه تشکیل شود، اما همچنان به اندازه کافی قوی باشد تا بتواند به خوبی در سرویس کار کند.

خواص فیزیکی ورق استیل:

دلیل انتخاب ورق استیل معمولاً به دلیل مزایایی است که توسط خواص فیزیکی مانند مقاومت در برابر خوردگی ارائه می شود.

علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی، خواص فیزیکی مفید ورق استیل عبارتند از:

• مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و پایین
• سهولت ساخت
• استحکام بالا
• جاذبه زیبایی شناسی
• بهداشت و سهولت در نظافت
• چرخه عمر طولانی
• قابل بازیافت
• نفوذپذیری مغناطیسی کم
• مقاومت در برابر خوردگی ورق استیل

 

مقاومت در برابر خوردگی خوب از ویژگی های تمام ورق های استیل است. گریدهای کم آلیاژ می توانند در شرایط عادی در برابر خوردگی مقاومت کنند. آلیاژهای بالاتر در برابر خوردگی توسط اکثر اسیدها، محلول های قلیایی و محیط های کلرید مقاومت می کنند.

مقاومت در برابر خوردگی ورق استیل به دلیل محتوای کروم آنها است. به طور کلی، ورق استیل حاوی حداقل حدود 10.5٪ کروم است. کروم موجود در آلیاژ یک لایه اکسید شفاف محافظ خود ترمیم شونده را تشکیل می دهد که به طور خود به خود در هوا تشکیل می شود. ماهیت خود ترمیمی لایه اکسید به این معنی است که مقاومت در برابر خوردگی بدون توجه به روش های ساخت دست نخورده باقی می ماند. حتی اگر سطح مواد بریده شود یا آسیب ببیند، خود به خود ترمیم می شود و مقاومت در برابر خوردگی حفظ می گردد.

 

 

 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

.

انتخاب ورق استیل برای کاربردهای هوافضا، نظامی و سایر کاربردهای حیاتی: بخش دوم

انتخاب ورق استیل برای کاربردهای هوافضا، نظامی و سایر کاربردهای حیاتی: بخش دوم

 

 

ورق های استیل با استحکام بالا و سوپرآلیاژهای مقاوم در برابر پیر شدن، به سرعت مورد توجه طراحان صنایع هوافضا، نظامی و سایر صنایع قرار می‌گیرند که برای برآورده کردن انتظارات عملکرد بالاتر و الزامات نظارتی دقیق با کمترین هزینه چرخه عمر به چالش کشیده می‌شوند.

 

ورق استیل نظامی:

ورق استیل سفارشی 455 استحکام و سختی بالاتری (حدود 50HRC) نسبت به Custom 450 Stainless ارائه می دهد. مقاومت در برابر خوردگی خوب همراه با سهولت ساخت دارد. Custom 465 Stainless یک آلیاژ مذاب، مارتنزیتی و مقاوم در برابر پیرشدن است که قادر به ایجاد استحکام نهایی ksi250 در دمای 950 درجه فارنهایت است که 20٪ استحکام بالاتری نسبت به ورق های استیل سنتی دارد و در حال حاضر تحت پوشش MMPDS است. این آلیاژ همچنین دارای استحکام کششی بریدگی عالی و چقرمگی شکست در این شرایط است. ترکیبی برتر از استحکام، چقرمگی و مقاومت SCC را در مقایسه با سایر ورق های استیل با PH با استحکام بالا مانند ورق استیل Custom 455 و ورق استیل 13-8 فراهم می کند.

 

Custom 475 Stainless جدیدترین ورق استیل ذوب شده، با استحکام بالا، مارتنزیتی و مقاوم در برابر رسوب است. مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد و برای دستیابی به ksi290 همراه با چقرمگی و شکل‌پذیری خوب در صورت رسوبات کاربیدی در دمای 975 درجه فارنهایت طراحی شده است. ترکیبات دیگری از استحکام، چقرمگی و شکل پذیری با اعمال دمای پیری تا 1100 درجه فارنهایت امکان پذیر است. این آلیاژ در حال حاضر به صورت نوار، سیم و میله با قطر کوچک موجود است.

 

ملاحظات عمده:

برای بسیاری از کاربردهای حیاتی، تعادل مناسب بین چقرمگی شکست آلیاژ و استحکام خاص مهم است، که شامل آلیاژهای AerMet® 100 و AerMet 310 با استحکام فوق‌العاده کارپنتر و یک درجه تیتانیوم است. این شرایط نشان می‌دهد که ترکیبی از استحکام و چقرمگی برای ورق استیل سفارشی 465 فاصله بین فولادهای با استحکام بالا و ورق های استیل معمولی را پر می‌کند. ورق استیل Custom 465 43 چقرمگی شکست بالاتری نسبت به ورق استیل Custom 455 نشان می دهد.

 

ارتش و هوافضا، در میان سایر بخش‌ها، مایل هستند از مزایای سبک وزن فلزاتی مانند آلومینیوم و تیتانیوم، تا حدی که توسط الزامات استحکام مجاز است، سرمایه‌گذاری کنند. یک ورق استیل با استحکام بالا، مخصوصاً ورق استیل سفارشی 465، نیاز به وزن سبک را برطرف می کند. این نسبت استحکام به وزن نزدیک به تیتانیوم دارد و می تواند به نحو احسن جایگزین آن شود. علاوه بر این، قابلیت نسبت بالاتری را در نوار نورد، سیم و میله با قطر کوچک ارائه می دهد.

 

ورق استیل سفارشی 465 در تحمل آسیب عالی است که این ویژگی مورد علاقه ارتش و هوافضا می باشد. این خاصیت در واقع معیاری از توانایی آلیاژ برای جذب انرژی و قابلیت دوام در حین عملکرد در صورت شکست است. مهندسان متالورژی و افرادی که خواص مواد را تعیین می کنند در برخی موارد مایل بوده‌اند که قدرت را برای تحمل آسیب و مقاومت در برابر خوردگی بیشتر کاهش دهند.

 

 

تحمل آسیب آلیاژهای مختلف در تحقیقات مختلف مقایسه شده است. آلیاژها بر اساس نتایج آزمون های KIc (چقرمگی شکست) و شکل پذیری بریدگی رتبه بندی شده اند. ورق استیل سفارشی 465 در شرایط H950 در رتبه دوم بالاترین تحمل آسیب قرار دارد و ورق استیل سفارشی 455 در شرایط H950 رتبه ششم را دارد. آلیاژ AerMet 100 که یک ورق استیل نیست، در یکی از مطالعات رتبه اول را کسب کرده است.

 

ورق های استیل PH در نظر گرفته شده در این بحث، همگی دارای ترکیبات برتری از استحکام کششی، چقرمگی شکست، مقاومت در برابر خوردگی عمومی و مقاومت در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش هستند. ورق استیل 17Cr-4Ni PH) S17400) یک آلیاژ پایه خوب برای مقایسه است.

 

ورق استیل سفارشی 465، جدیدترین آلیاژ در این گروه است که از استحکام بیشتری نسبت به ورق های استیل PH برخوردار است. در واقع، می تواند بیش از 20٪ استحکام بیشتری نسبت به سایر آلیاژهای ضد زنگ نشان داده شده با PH بدست آورد. علاوه بر این، Custom 465 Stainless دارای مقاومت در برابر خوردگی به وضوح بهتر از Custom 455 Stainless است و برابر با سایر درجات این سری است.

 

انتخاب آلیاژ:

کارپنتر یک تکنیک انتخاب ساده را برای انتخاب ورق های استیل ایجاد کرده است که به روش Selectaloy® معروف است. این یک رویکرد ساده برای انتخاب مناسب ترین آلیاژ برای یک کاربرد بر اساس دو معیار مقاومت در برابر خوردگی و استحکام است. توضیح مختصری درباره این روش انتخاب ممکن است به درک نحوه کارکرد آن کمک کند.

 

فرآیند انتخاب پس از در نظر گرفتن هزینه‌های چرخه عمر به جای کمترین هزینه اولیه آغاز می‌شود. به عنوان مثال، چه چیزی مهم‌تر است، هزینه اولیه آلیاژ یا هزینه تولید و شکست فرآیند یا عملکرد ضعیف اگر انتخاب آلیاژ اشتباه باشد؟

سپس مشخص کننده مواد باید تعیین کند که چه مقدار مقاومت در برابر خوردگی و چه مقدار مقاومت برای کاربرد خاص مورد نیاز است. مقاومت در برابر خوردگی از پایین به بالا محور عمودی در نمودار اصلی افزایش می یابد و استحکام نیز از چپ به راست در امتداد محور افقی افزایش می یابد.

 

 

 

 

 

گرداورنده: سید رحیم کیاحسینی

 

ورق استیل: تعریف، ترکیب، انواع، درجه ها، ویژگی ها و کاربردها: بخش دوم

ورق استیل: تعریف، ترکیب، انواع، درجه ها، ویژگی ها و کاربردها: بخش دوم

هنگامی که ورق استیل ذوب و تصفیه شد، عموماً به صورت خشن به شکل بیلت ریخته می شود. سپس این بیلت ها با استفاده از طیف وسیعی از فرآیندهای تولیدی، از جمله ریخته‌گری ورق استیل شامل ریختن فلز مذاب در یک حفره ریخته‌گری می‌شود.

تولید نهایی ورق استیل:

هنگامی که ورق استیل ذوب و تصفیه شد، عموماً به صورت خشن به شکل بیلت ریخته می شود. سپس این بیلت ها با استفاده از طیف وسیعی از فرآیندهای تولیدی، از جمله ریخته‌گری ورق استیل شامل ریختن فلز مذاب در یک حفره ریخته‌گری می‌شود.

نورد ورق استیل باعث می شود که شمش های خام از یک سری غلتک های دقیق گیره عبور کنند تا ضخامت آنها کاهش یابد و فولاد به ورق یا اشکال دیگر شکل بگیرد. این فرآیند را می توان به صورت گرم یا سرد انجام داد تا مواد نهایی متنوعی با استحکام و ساختارهای کریستالی متفاوت تولید شود. آهنگری ورق استیل نیاز دارد که حرارت داده شود و سپس با چکش کاری یا فشار دادن آن به شکل دلخواه شکل داده شود. ماشینکاری ورق استیل این امکان را به آن می دهد تا با استفاده از ماشین های مختلف مانند تراش و آسیاب، برش و شکل داده شود. پس از اینکه ورق استیل به شکل نهایی خود در آمد، ممکن است برای بهبود خواص آن، پردازش های اضافی مانند عملیات حرارتی، پرداخت، یا پوشش انجام شود.

 

ویژگی های ورق استیل چیست؟

برخی از ویژگی های ورق استیل عبارتند از:

• به طور کلی در برابر خوردگی بسیار مقاوم است.
• قوی و بادوام، مقاوم در برابر خم شدن، ترک خوردن و شکستن.
• غیر متخلخل و غیر واکنشی و به راحتی تمیز می شود و اتوکلاو می گردد.
• می تواند به طیف وسیعی از پرداخت های با کیفیت دست یابد.
• می تواند دمای بالا را بدون تخریب تحمل کند.
• مناسب برای استفاده در دماهای برودتی
• مواد پایدار، به این دلیل که 100٪ قابل بازیافت بدون از دست دادن یا تخریب هستند.

 

رنگ ورق استیل چیست؟

ورق های استیل به طور طبیعی دارای رنگ نقره ای یکنواخت هستند، اگرچه شرکت های مختلف فرآیندهای "رنگ آمیزی ضد زنگ" اختصاصی را ارائه می دهند که مشابه آندایزینگ است. طیف وسیعی از رنگ‌های برنزی تا طلایی را می‌توان با حرارت دادن ورق استیل در اجاق تا دمای حدود 700 درجه سانتی‌گراد در فضای اکسیژن به دست آورد. این منجر به تشکیل اکسیدهای آهن در لایه سطحی می شود که بسته به دما و زمان با لایه های زرد، طلایی و قهوه ای رنگ می شود. ورق استیل همچنین با فرآیند اکسیداسیون، هنگامی که در دمای 250 درجه سانتیگراد در هوا گرم می شود، رنگ های آبی ایجاد می کند.

 

ورق استیل چگونه به نظر می رسد؟

قطعات فولادی ضد زنگ اغلب با پرداخت الکتریکی به صورت آینه ای پرداخت می شوند. این منجر به یک رنگ بازتابنده و به طور کلی نقره ای می شود، اما می تواند همانطور که در بالا توضیح داده شد رنگ آمیزی شود. قطعات فولادی ضد زنگ همچنین می توانند انواع و سطوح مختلف بافت از سندبلاست تا لایه برداری شات، برسکاری نهایی تا اچ کردن را اضافه کنند. برای کاهش تخریب ظاهری که در اثر خراش ایجاد می‌شود، اغلب برای روی مبلمان خیابان و روکش‌های ساختمان از سطوح برس‌کاری شده یا روکش شده استفاده می‌شود. 

 

 

انواع مختلف ورق استیل چیست؟

نامگذاری اساسی برای گریدهای گسترده ورق استیل به شرح زیر است:

1. ورق استیل آستنیتی:

ورق استیل آستنیتی رایج ترین طبقه بندی است که مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری و چقرمگی بالایی را ارائه می دهد. این آلیاژ با حداقل 16٪ کروم و 6٪ نیکل، با سایر فلزات یا غیر فلزات مانند منگنز، نیتروژن و گاهی اوقات مولیبدن آلیاژ می شود. این فولادها می توانند در معرض نمک قرار بگیرند، اگرچه ممکن است لکه های قهوه ای وجود داشته باشد.

 

2. ورق استیل مارتنزیتی:

این نوع ورق استیل به طور کلی قوی تر و سخت تر است اما مقاومت خوردگی کمتری دارد. آنها حاوی 12 تا 18٪ کروم هستند و ممکن است شامل نیکل یا مولیبدن نیز باشند.

 

3. ورق استیل فریتی:

ورق های استیل فریتی می توانند طیف وسیعی از محتوای کروم (10.5 تا 27٪) داشته باشند و از فولادهای حاوی کربن بالاتر نسبت به انواع آستنیتی استفاده کنند. این گروه دارای انعطاف پذیری کمتر و سخت تر است، اما همچنان مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد و اغلب برای کاربردهای خودرو استفاده می شود. این فولادها نسبت به نمک کمتر واکنش نشان می دهند و عموماً در محیط های دریایی استفاده نمی شوند.

 

4. ورق استیل دوبلکس:

ورق های استیل دوبلکس ورق های استیل آستنیتی و فریتی را با نسبت دقیق تنظیم شده هر دو نوع ساختار کریستالی ترکیب می کنند. آنها دارای استحکام بالاتر همراه با مقاومت در برابر خوردگی زیاد هستند و اغلب در پردازش های شیمیایی و کاربردهای نفت و گاز استفاده می شوند.

 

5. ورق استیل رسوب سخت شده:

ورق استیل رسوب سخت شده با تشکیل ذرات کوچکی که در داخل مواد رسوب می‌کنند، به دست می‌آید که با القای تنش شبکه، استحکام و سختی آن را افزایش می‌دهد. این معمولاً می تواند 3 تا 4 برابر استحکام ورق استیل آستنیتی اولیه را ارائه دهد.

 

 

 

 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

 

.

بررسی سختی انواع ورق استیل

بررسی سختی انواع ورق استیل

ورق های استیل مارتنزیتی که بر پایه کروم ساخته شده اند، این ورق های استیل حاوی 12 تا 14 درصد کروم، 0.2 تا 1 درصد مولیبدن بوده که مقادیر بیشتر کربن به آنها اجازه می دهد تا مانند فولادهای کربنی و کم آلیاژ سخت شوند.

مقدمه:
در متالورژی، ورق استیل یک آلیاژ فولادی با حداقل 10.5 درصد کروم و سایر عناصر آلیاژی و حداکثر 1.2 درصد کربن بر حسب جرم است. ورق های استیل، همچنین به عنوان فولادهای inox از واژه فرانسوی inoxydable (غیر اکسید شونده) شناخته می شوند. این فلزات آلیاژهای فولادی هستند که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی خود بسیار شناخته شده هستند، که با افزایش محتوای کروم مقاومت به خوردگی آنها افزایش می یابد. مقاومت در برابر خوردگی نیز ممکن است با افزودن نیکل و مولیبدن افزایش یابد. مقاومت این آلیاژهای فلزی در برابر اثرات شیمیایی عوامل خورنده و بر اساس غیرفعال سازی است. برای اینکه غیرفعال شدن اتفاق بیفتد و پایدار بماند، آلیاژ Fe-Cr باید دارای حداقل مقدار کروم حدود 10.5 درصد وزنی باشد تا فعل و انفعال شیمیایی جهت تشکیل لایه اکسیدکروم رخ دهد و در کمتر از آن غیرممکن است. کروم می تواند به عنوان یک عنصر سخت کننده استفاده شود و اغلب با یک عنصر سخت کننده مانند نیکل برای ایجاد خواص مکانیکی برتر استفاده می شود.

 

ورق های استیل سخت شده:

1- ورق های استیل مارتنزیتی:

ورق های استیل مارتنزیتی شبیه به فولادهای فریتی هستند که بر پایه کروم ساخته شده اند، اما سطح کربن بالاتری تا 1٪ دارند. آنها گاهی اوقات به عنوان ورق های استیل مارتنزیتی کم کربن و با کربن بالا طبقه بندی می شوند. این ورق های استیل حاوی 12 تا 14 درصد کروم، 0.2 تا 1 درصد مولیبدن بوده ولی نیکل موجود در آن بسیار محدود است. مقادیر بیشتر کربن به آنها اجازه می دهد تا مانند فولادهای کربنی و کم آلیاژ سخت شوند. آنها مقاومت به خوردگی متوسطی دارند، اما سخت، قوی و کمی شکننده در نظر گرفته می شوند. آنها مغناطیسی هستند و برخلاف ورق استیل آستنیتی می توانند با استفاده از روش بازرسی ذرات مغناطیسی به طور غیرمخرب آزمایش شوند. یک ورق استیل مارتنزیتی معمولی AISI 440C است که حاوی 16 تا 18 درصد کروم و 0.95 تا 1.2 درصد کربن است.

ورق استیل درجه 440C در موارد زیر مورد استفاده قرار می گیرد: 

بلوک گیج، کارد و چنگال، بلبرینگ، قالب و چاقو. 

همانطور که ذکر شد، ورق های استیل مارتنزیتی را می‌توان از طریق روش‌های مختلف پیری عملیات حرارتی کرد و آنرا سخت یا نرم نمود. 

 

2- ورق های استیل رسوب سخت شده (PH):

ورق های استیل PH (رسوبی-سختی) حاوی حدود 17 درصد کروم و 4 درصد نیکل هستند. این فولادها می توانند از طریق افزودن آلومینیوم، تیتانیوم، نیوبیم، وانادیم و یا نیتروژن استحکام بسیار بالایی داشته باشند که در طی فرآیند عملیات حرارتی که پیری حرارتی نامیده می شود، رسوبات بین فلزی منسجم را تشکیل می دهند. همانطور که رسوبات منسجم در سراسر ریزساختار تشکیل می شوند، شبکه کریستالی را تحت فشار قرار می دهند و مانع حرکت نابجایی ها یا نقص در شبکه کریستالی می گردند. از آنجایی که نابجایی ها اغلب حامل های غالب پلاستیسیته هستند، این امر باعث سخت شدن مواد می شود. به عنوان مثال، ورق استیل سخت شده با روش رسوب سختی 17-4 PH (AISI 630) دارای ریزساختار اولیه آستنیت یا مارتنزیت است.

گریدهای آستنیتی از طریق عملیات حرارتی (مثلاً از طریق عملیات حرارتی در حدود 1040 درجه سانتیگراد و به دنبال آن سرد کردن) قبل از انجام رسوب سختی به گریدهای مارتنزیتی تبدیل می شوند. عملیات پیری بعدی در حدود 475 درجه سانتی گراد، فازهای Nb و غنی از مس را رسوب می دهد که استحکام را تا بالاتر از 1000 مگاپاسکال افزایش می دهد. با این حال، برخلاف آلیاژهای آستنیتی، عملیات حرارتی فولادهای PH را تا سطوح بالاتر از آلیاژهای مارتنزیتی تقویت می کند. ورق های استیل رسوب سخت شده توسط سری 600 AISI مشخص شده اند.

از بین تمام گریدهای ورق استیل موجود، آنها به طور کلی بیشترین ترکیبی از استحکام بالا را همراه با چقرمگی عالی و مقاومت در برابر خوردگی ارائه می دهند. آنها به اندازه گریدهای آستنیتی در برابر خوردگی مقاوم هستند. کاربردهای متداول آنها در هوافضا و برخی دیگر از صنایع با تکنولوژی بالا است.

 

 

سختی ورق های استیل:

در علم مواد، سختی توانایی مقاومت در برابر فرورفتگی سطح (تغییر شکل پلاستیک موضعی) و خراش است. سختی احتمالاً بدترین ویژگی ماده است زیرا ممکن است نشان دهنده مقاومت در برابر خراش، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر فرورفتگی یا حتی مقاومت در برابر شکل دادن یا تغییر شکل موضعی پلاستیک باشد. سختی از نقطه نظر مهندسی مهم است زیرا مقاومت در برابر سایش ناشی از اصطکاک یا فرسایش بخار، روغن و آب به طور کلی با سختی افزایش می یابد.

 

در ذیل به بیان سختی برخی از انواع ورق استیل پرداخته شده است:

• سختی برینل ورق استیل 304 تقریبا 201 مگاپاسکال است.
• سختی برینل ورق استیل فریتی گرید 430 تقریباً 180 مگاپاسکال است.
• سختی برینل ورق استیل مارتنزیتی گرید 440C تقریباً 270 مگاپاسکال است.
• سختی برینل ورق های استیل دوبلکس SAF 2205 تقریباً 217 مگاپاسکال است.
• سختی برینل فولادهای رسوب سخت شده 17-4PH تقریباً 353 مگاپاسکال است.

 

 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی
 .

 

کاربردهای تکنیکی ورق استیل: بخش اول

کاربردهای تکنیکی ورق استیل: بخش اول

تغییر محتوای کروم و افزودن عناصر دیگر مانند نیکل، مولیبدن، تیتانیوم و نیوبیم، خواص مکانیکی و فیزیکی ورق استیل را تغییر می‌دهد. این منجر به صدها گرید مختلف ورق استیل می شود که توسط طیف وسیعی از استانداردهای ملی و بین المللی پوشش داده شده است.

مقدمه:

نام ورق استیل انواع فولادهای مقاوم در برابر خوردگی که حاوی عناصر آلیاژی مربوط جهت افزایش مقاومت به خوردگی هستند را پوشش می دهد. تغییر محتوای کروم و افزودن عناصر دیگر مانند نیکل، مولیبدن، تیتانیوم و نیوبیم، خواص مکانیکی و فیزیکی فولاد را تغییر می‌دهد. این منجر به صدها گرید مختلف ورق استیل می شود که توسط طیف وسیعی از استانداردهای ملی و بین المللی پوشش داده شده است.

 

خانواده گریدهای ورق استیل:

هر یک از گریدها در یکی از پنج خانواده ورق استیل گروه بندی می شوند. این خانواده ها به دلیل ریزساختار متالورژیکی آنها نامگذاری شده اند که شامل پنج گروه آستنیتی، فریتی، دوبلکس، مارتنزیتی و رسوب سخت شده هستند.

 

ورق های استیل فریتی:

عدم وجود عناصر آلیاژی دیگر به این معنی است که ورق استیل فریتی به عنوان فولادهای کروم ساده شناخته می شود. آنها دارای محتوای کروم بین 12 تا 18 درصد هستند. محتوای کربن در ورق استیل فریتی بسیار کم است، همین امر باعث گردیده تا دارای خواص زیر باشد:

 

• مقاومت خوردگی متوسطی داشته باشد
• در برابر خوردگی تنشی حساس نیستند
• مغناطیسی هستند
• با عملیات حرارتی سخت نمی شود
• همیشه در شرایط آنیل شده استفاده می شوند
• دارای جوش پذیری ضعیف برای اکثر گریدها باشند

 

گریدهای فریتی متداول شامل ورق استیل اختصاصی 430 و ارزان ترین ورق استیل، ورق استیل درجه 409 است. ورق استیل 409 به دلیل ترکیبی از قیمت پایین، مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری عالی، ماده انتخابی برای اگزوزهای خودرو است.

 

ورق های استیل آستنیتی:

افزودن نیکل به ورق استیل به مقدار کافی، ریزساختار را به "آستنیت" تغییر می دهد. 70 درصد ورق استیل تولیدی تجاری از نوع آستنیتی است. رایج ترین گرید ورق استیل 304 (1.4301) است. در سطح جهان، 304 بیش از 50 درصد از ورق استیل مصرفی را تشکیل می دهد. نام رایج 304 ورق استیل 8-18 است. این نام به ترکیب متوسط 18٪ کروم و 8٪ نیکل اشاره دارد. گاهی اوقات به طور کلی برای ورق استیل آستنیتی غیر از 304 استفاده می شود، حتی اگر ترکیب واقعی آن بسیار متفاوت باشد.

 

برخی از ویژگی های ورق استیل آستنیتی عبارتند از:

 

• مقاومت در برابر خوردگی عالی
• غیر مغناطیسی در هنگام بازپخت
• با کار سرد سریع مستحکم می شود
• با عملیات حرارتی سخت نمی شود
• شکل پذیر است و به راحتی تغییر شکل داده می شود
• جوش پذیری عالی
• بهداشتی با قابلیت تمیزکاری عالی
• عملکرد خوب در دماهای بالا
• عملکرد عالی در دماهای پایین

 

به غیر از ورق استیل 304، سایر گریدهای آستنیتی رایج عبارتند از گرید محبوب دریایی، ورق استیل 316 و درجه میله ماشینکاری، ورق استیل 303.

 

 

ورق های استیل مارتنزیتی:

اولین ورق استیلی که برای کاربردهای تجاری ساخته شد، ورق استیل مارتنزیتی بود. از این فولادها برای کارد و چنگال استفاده می شد. در مقایسه با سایر ورق های استیل، گروه ضد زنگ مارتنزیتی دارای محتوای کربن نسبتاً بالایی است (0.1 تا 1.2٪). مانند ورق استیل فریتی، آنها فولادهای کرومی ساده هستند که بین 12 تا 18 درصد کروم دارند.

 

ویژگی های ورق استیل مارتنزیتی عبارتند از:

 

• مقاومت در برابر خوردگی متوسط
• قابل عملیات حرارتی
• مغناطیسی
• عدم توانایی در سرد شدن
• جوش پذیری ضعیف

 

گریدهای مارتنزیتی شامل ورق استیل 420 است که در کاربردهای مهندسی مانند شفت استفاده می شود.  ورق استیل 440 سخت ترین و مقاوم ترین ورق استیل در برابر سایش است.

 

ورق های استیل دوبلکس:

ورق استیل دوبلکس نام خود را از این واقعیت گرفته است که دارای هر دو ساختار فریتی و آستنیتی هستند. آنها دارای محتوای کروم نسبتاً بالایی بین 18 تا 28٪ می باشند. میزان نیکل در حد متوسط 4.5 تا 8 درصد است. در این سطح، محتوای نیکل برای ایجاد یک ساختار کاملاً آستنیتی بسیار کم است. این منجر به یک ریزساختار دوبلکس حاوی هر دو فاز فریتی و آستنیتی می شود. ورق استیل دوبلکس همچنین دارای 2.5 تا 4٪ مولیبدن است. مزیت اصلی ضد زنگ دوبلکس ترکیبی از خواص به دست آمده از ورق استیل آستنیتی و فریتی است.

 

ورق استیل دوبلکس دارای خواص زیر است:

 

• مقاومت در برابر خوردگی عالی
• افزایش مقاومت در برابر حمله کلرید
• مقاومت خوب در برابر ترک خوردگی تنشی
• استحکام کششی و تسلیم بالاتر از درجه آستنیتی یا فریتی
• جوش پذیری خوب
• شکل پذیری خوب

 

ورق استیل 2205 با مقاومت در برابر خوردگی عالی، در مبدل های حرارتی، مخازن شیمیایی و پالایشگاه ها استفاده می شود.

 

ورق استیل رسوب سخت شده:

ورق استیل رسوب سخت شده می تواند مارتنزیتی، نیمه آستنیتی یا آستنیتی باشد. آنها خواص ترکیبی مقاومت به خوردگی از گریدهای آستنیتی را با قابلیت عملیات حرارتی درجه های مارتنزیتی ارائه می دهند. گریدهای رسوب سخت شده مانند PH 17-4 (همچنین به عنوان ورق استیل 630 نیز شناخته می شود)، به عنوان میله های تصفیه شده با محلول عرضه می شوند. سپس می توان آنها را قبل از سخت شدن ماشینکاری کرد. فرآیند سخت شدن این ورق یک مرحله ای با دمای پایین پیری است.

 

ویژگی های ورق استیل رسوب سخت شده عبارتند از:

 

• مقاومت در برابر خوردگی خوب تا متوسط
• جوش پذیری خوب
• استحکام بسیار بالا
• مغناطیسی

 

 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی
 .

انتخاب ورق استیل برای کاربردهای هوافضا، نظامی و سایر کاربردهای حیاتی: بخش اول

انتخاب ورق استیل برای کاربردهای هوافضا، نظامی و سایر کاربردهای حیاتی: بخش اول

ورق های استیل با استحکام بالا و سوپرآلیاژهای مقاوم در برابر پیر شدن، به سرعت مورد توجه طراحان صنایع هوافضا، نظامی و سایر صنایع قرار می‌گیرند که برای برآورده کردن انتظارات عملکرد بالاتر و الزامات نظارتی دقیق با کمترین هزینه چرخه عمر به چالش کشیده می‌شوند.

 

مقدمه: 

ورق های استیل با استحکام بالا و سوپرآلیاژهای مقاوم در برابر پیر شدن به سرعت مورد توجه طراحان صنایع هوافضا، نظامی و سایر صنایع قرار می‌گیرند که برای برآورده کردن انتظارات عملکرد بالاتر و الزامات نظارتی دقیق با کمترین هزینه چرخه عمر به چالش کشیده می‌شوند. این آلیاژهای ویژه عمدتاً ارتقاء ورق های استیل معمولی و فولادهای آلیاژی با استحکام بالا هستند که دیگر قادر به برآورده کردن نیازهای بیشتر در کاربردهای حیاتی نبوده و تعداد و تنوع آنها در حال افزایش است. در این مقاله به بررسی انواع ورق استیل قابل استفاده در صنایع نظامی و استراتژیک و کاربرد آنها پرداخته شده است.

 

خوردگی:

مقاومت در برابر خوردگی یکی از نگرانی‌های اساسی است زیرا هزینه‌های خوردگی، با تخریب مواد، بیش از آنچه که می توان تصور کرد، همچنان افزایش می‌یابد. طبق یک مطالعه اخیر که توسطCC Technologies Laboratories, Inc برای اداره بزرگراه فدرال (FHWA) انجام شده است، هزینه مستقیم خوردگی در ایالات متحده 279 میلیارد دلار در سال یا 3.2٪ از تولید ناخالص داخلی این کشور است که رقم بسیار درشتی را به خود اختصاص داده است.. اگر هزینه های غیرمستقیم را به مصرف کننده اضافه کنیم، هزینه از نظر دلار و تولید ناخالص داخلی دو برابر می شود.

ورق های استیل معمولی می توانند مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز برای بسیاری از کاربردهای سخت را فراهم کنند، اما به طور فزاینده ای ترکیبی از استحکام، چقرمگی، قابلیت ساخت و تحمل آسیب را ندارند. فولادهای کم آلیاژ استاندارد با استحکام بالا (HSLA) ممکن است استحکام بالایی را برای برخی از کاربردهای دشوار ارائه دهند، اما فاقد مقاومت در برابر خوردگی هستند. 

به نظر می رسد تلاش ها برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی فولادهای آلیاژی با استحکام بالا با آبکاری کادمیوم یا سایر ابزارهای محافظت از سطح در حال کاهش است. این ممکن است به دلیل اعتراضات رو به رشد و گسترده نسبت به آبکاری کادمیوم به دلایل زیست محیطی و هزینه های بالای دفع حمام آبکاری باشد. علاوه بر این، بسیاری تشخیص می‌دهند که عملیات سطحی راه‌حلی مناسب و بلند مدت برای ایجاد مقاومت در برابر خوردگی و دستیابی به کمترین هزینه‌های چرخه عمر ممکن نیست.

در هنگام بررسی نیازهای دو صنعت مرتبط، هوافضا و نظامی، می‌توان از ریسک‌های بالا در مواد قدردانی کرد. صنعت هوافضا با داشتن سخت افزار ارابه فرود، مجموعه های بال و سایر اجزای بدنه هواپیما که از ورق های استیل با استحکام بالا ساخته شده اند، باید به عملکرد عالی، ایمنی طولانی مدت، قابلیت اطمینان، دوام و هزینه های کم چرخه عمر دست یابد. 

برای نیروهای مسلح جدیدتر، ارتش جهان به دنبال آلیاژهایی با کارایی بالا است که با تمرکز بر کاهش وزن، به بهبود مقاومت در برابر خوردگی، استحکام بالاتر و در عین حال دستیابی به کمترین هزینه‌های چرخه عمر ممکن، برای هر پلتفرم اصلی در آینده کمک کند. اهداف اصلی در اینجا قابلیت اطمینان و آمادگی همیشگی (به معنی عدم زنگ زدگی فلج کننده ناشی از خوردگی و توانایی حفظ حداکثر عملکرد مکانیکی) است.

 

 

ورق های استیل با استحکام بالا:

یک آلیاژ به طور کلی یک ورق استیل با استحکام بالا در نظر گرفته می شود که چندین الزام کلیدی را برآورده کند. اول، باید استحکام کششی نهایی  UTS) 225 ksi1550مگاپاسکال) یا بیشتر و حداقل استحکام تسلیمYS) 200 ksi  1387 مگاپاسکال) داشته باشد. انعطاف پذیری کششی باید خوب باشد و حداقل 10 درصد ازدیاد طول ترجیح داده شود.

برای واجد شرایط بودن بیشتر به عنوان یک ورق استیل با استحکام بالا، این آلیاژ معمولاً چقرمگی شکست را به همان اندازه ضد زنگ نشان می‌دهد. همچنین باید مقاومت خوردگی عمومی مشابه ورق استیل 304، با مقاومت خوب در برابر ترک خوردگی تنشی (SCC) داشته باشد.

شش ورق استیل مارتنزیتی و رسوب سخت شده (PH) تمام الزامات تعریف شده را برآورده می کند. آنها ضد زنگ 15-5 PH، ضد زنگ سفارشی 450، ضد زنگ سفارشی، ضد زنگ معمولی 465 و جدیدترین افزوده، ضد زنگ Custom 475 هستند.

ضد زنگ 15Cr-5Ni دارای استحکام و سختی بالا، مقاومت در برابر خوردگی عالی با قابلیت فورجینگ خوب و چقرمگی عرضی است. یک نوع کاهشی از این آلیاژ (ورق استیل 15Cr-5Ni Project 70) که تمام مشخصات 15Cr-5Ni را برآورده می کند و قابلیت ماشینکاری بهبود یافته ای را ارائه می دهد، برای تولید اقتصادی اجزای ساختاری هواپیما استفاده شده است.

ورق استیل سفارشی 450 مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی ورق استیل 304 را با استحکام متوسط 410 ترکیب می کند و ساخت آن نسبتاً آسان است.

ورق استیل 13Cr-8Ni استحکام و سختی بالا را با سطوح خوبی از مقاومت در برابر خوردگی عمومی و ترک خوردگی ناشی از استرس ترکیب می کند. به طور کلی، این آلیاژ باید در مواردی در نظر گرفته شود که استحکام، چقرمگی، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر SCC در فولادی با حداقل جهت از نظر خواص مورد نیاز است.

 

 

 

 

 

گرداورنده: سید رحیم کیاحسینی

 . 

 

ورق استیل: تعریف، ترکیب، انواع، درجه ها، ویژگی ها و کاربردها: بخش اول

ورق استیل: تعریف، ترکیب، انواع، درجه ها، ویژگی ها و کاربردها: بخش اول

ورق استیل در درجه اول از فولاد متوسط و کم کربن ساخته شده است. آنها با طیف وسیعی از فلزات آلیاژ می شوند تا خواص حاصل را تغییر دهند. به عنوان مثال، کروم و نیکل مقاومت در برابر خوردگی و سختی بالایی دارند. سایر فلزات چکش خواری، چقرمگی، شکل پذیری، استحکام کششی و برشی و سایر خواص را افزایش می دهند.

مقدمه:

ورق استیل نام عمومی خانواده فولادهایی است که در برابر خوردگی مقاوم هستند و حداقل 10.5 درصد کروم دارند. در اثر این حداقل کروم، یک لایه اکسید کروم روی سطح ایجاد می شود که یک مانع اکسیژن بوده و خود ترمیم شونده است و اکسیداسیون بیشتر را متوقف می کند. زیر 10.5٪ کروم، فیلم اکسید دوام کافی برای خود ترمیم شدن ندارد. ورق های استیل به طور گسترده در اکثر صنایع از جمله ساختمان سازی، دریایی، هوافضا، خودروسازی و کالاهای مصرفی استفاده می شود. این ماده استحکام، دوام و مقاومت بالایی در برابر خوردگی ارائه می دهد و آن را برای بسیاری از اجزای آرایشی و محیطی ایده آل می کند.

ورق استیل در گریدهای طبقه بندی شده بر اساس محتوای آلیاژ آنها عرضه می شود. درجه انتخاب شده برای یک کاربرد به عواملی مانند محیطی که در آن استفاده خواهد شد، استحکام و دوام مورد نیاز و استاندارد زیبایی شناسی مورد نظر بستگی دارد. در این مقاله تعریف ورق استیل، ترکیب، انواع، درجه ها، خواص و کاربردهای آن مورد ارزیابی قرار گرفته است.

ورق استیل چیست؟

ورق استیل در درجه اول از فولاد متوسط و کم کربن ساخته شده است. آنها با طیف وسیعی از فلزات آلیاژ می شوند تا خواص حاصل را تغییر دهند. به عنوان مثال، کروم و نیکل مقاومت در برابر خوردگی و سختی بالایی دارند. سایر فلزات چکش خواری، چقرمگی، شکل پذیری، استحکام کششی و برشی و سایر خواص را افزایش می دهند. ورق های استیل عموماً دارای استحکام بالایی هستند و برخی از نمونه‌ها در میان تمام فلزات دارای بالاترین مقاومت کششی و تسلیم هستند. آنها همچنین به طور کلی مقاوم در برابر خوردگی بوده و با عملکرد استثنایی در محیط های خاص با توجه به نوع درجه آلیاژ، مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این، ورق های استیل بسته به درجه، قادر به عملکرد در دمای بالا و پایین، از دمای برودتی تا 2000 درجه سانتیگراد هستند.

بسته به تعریف، حداقل 60 و احتمالاً بیش از 100 گرید متمایز از ورق استیل وجود دارد که همچنان برای اهداف عمومی و خاص توسعه می یابد. مطالعه ورق استیل یکی از فعال ترین زمینه ها در تحقیقات متالورژی است. این گریدها تحت پوشش استانداردهای ملی و بین المللی مختلفی قرار می گیرند که به تدریج یکپارچه می شوند و به طور کلی آلیاژهای با خواص نزدیک یا یکسان را تعریف می کنند.

تاریخچه ورق استیل چیست؟

تاریخچه ورق استیل در سال 1912 آغاز شد، زمانی که هری برلی، متالورژیست انگلیسی که آزمایشگاه براون فرث در شفیلد را رهبری می کرد، در حال تحقیق بر روی فولادهای مقاوم برای بهبود لوله تفنگ بود. مشاهده شد که برخی از آلیاژهای آزمایشی او در برابر خوردگی بسیار مقاوم بودند و او پیامدهای گسترده تری از کار خود را دید و درک کرد. او شروع به آزمایش با ترکیبات مختلف فولاد کرد و دریافت که این افزودن کروم به آلیاژ است که بیشترین تأثیر را بر مقاومت حاصله در برابر خوردگی دارد.

برلی آلیاژ جدید خود را تحت نام "ورق استیل" در سال 1915 ثبت اختراع کرد. صاحبان آزمایشگاه تحقیقاتی فولادسازان شفیلد بودند که شهرت اصلی آنها در سلاح ها و کارد و چنگال های رومیزی بود. در این بازار بود که اولین کاربرد ورق استیل توسعه یافت و از نقاط قوت آلیاژهای جدید به خوبی استفاده شد. در طول جنگ جهانی اول، ورق استیل در کاربردهای نظامی مانند موتور هواپیما و قطعات تفنگ نیز مورد استفاده قرار گرفت.

ورق استیل در حال حاضر یک ماده اولیه در بیشتر بخش‌های صنعتی از جمله لوازم خانگی، تجهیزات پزشکی، قطعات خودرو و مصالح ساختمانی است. مقاومت آن در برابر خوردگی و همچنین استحکام و دوام آن، به طور فزاینده ای آن را به گزینه ای محبوب برای بسیاری از صنایع تبدیل کرده است.

ورق استیل از چه ساخته شده است؟

ورق های استیل از عناصر آلیاژی مانند کروم، نیکل، مولیبدن و تیتانیوم برای دستیابی به خواص خاصی مانند بهبود مقاومت در برابر خوردگی، استحکام کششی بالاتر، یا بهبود شکل پذیری و چکش خواری ساخته می شوند. ترکیب دقیق ورق استیل یک موضوع گسترده است. با تغییرات کوچک در فلزات تشکیل دهنده به طور بالقوه تنظیمات قابل توجهی در خواص ایجاد می کند.

ورق استیل چگونه ساخته می شود؟

ورق استیل با طیف وسیعی از روش‌های ذوب تولید می‌شود که نمونه‌ای از فرآیندهای متالورژیکی است. سه مورد از فرآیندهای رایج در زیر ذکر شده است:
یک کوره قوس الکتریکی از جریان بالایی که بین دو الکترود کربن جریان دارد برای گرم کردن مواد خام استفاده می کند. عناصر آلیاژی از ضایعات و فولاد پیش ساخته، کروم و غیره به بوته کوره به همراه سنگ آهن و اضافات لازم برای تصفیه این جزء اضافه می شود تا آلیاژ ورق استیل ایجاد شود. ذوب و تصفیه در کوره اتفاق می افتد و ناخالصی ها به صورت سرباره یا کلینکر شناور می شوند.

کوره های بلند سنگ آهن مخلوط شده با کک را در بوته ذوب می کنند و اکسیژن را در آهن مذاب می دمند تا ناخالصی هایی را که به صورت سرباره شناور می شوند حذف کند. هنگامی که سنگ معدن خالص شد، کروم و سایر عناصر آلیاژی به فلز مذاب اضافه می شود تا آلیاژ ورق استیل ایجاد شود.
ذوب القایی خلاء و ذوب قوس خلاء فلزات با خلوص بسیار بالا را از مواد اولیه تصفیه شده تولید می کنند (یعنی هیچ سنگ معدنی اضافه نمی شود). این فرآیند امکان دقت بیشتر در کنترل ترکیب آلیاژهای ورق استیل را فراهم می کند.

 

 

 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

 .

 

انواع مختلف فولاد و ورق استیل چیست؟

 

فولاد عمدتاً از آهن (Fe) و کربن (C) تشکیل شده است، ویژگی‌ها و استحکام فولاد تحت‌تاثیر غلظت کربن و آهن یا گنجاندن عناصر دیگر قرار می‌گیرد که به فولاد اجازه می‌دهد در تعداد نامحدودی از سناریوها استفاده شود.

مقدمه:

فولاد یکی از همه کاره ترین و مفیدترین مواد روی کره زمین است. فولاد عمدتاً از آهن (Fe) و کربن (C) تشکیل شده است، اما فولاد مدرن پیچیده تر از آن است. ویژگی‌ها و استحکام فولاد تحت‌تاثیر غلظت کربن و آهن یا گنجاندن عناصر دیگر قرار می‌گیرد که به فولاد اجازه می‌دهد در تعداد نامحدودی از سناریوها استفاده شود. اکثر مردم بر این باورند که فولاد فقط ترکیبی از آهن و کربن است. اما در واقع بیش از 3500 درجه مختلف فولاد وجود دارد. شما می توانید عیار فولاد را با تجزیه و تحلیل مقدار کربن موجود در آن، سایر عناصر آلیاژی آن و همچنین نحوه پردازش آن تعیین کنید. 

در این مقاله، چهار نوع مختلف فولاد را به همراه نحوه طبقه بندی آنها، انواع مختلف فولاد و روش های عملیات حرارتی مورد استفاده برای بهبود خواص مکانیکی فولاد مورد بحث قرار خواهیم داد.

چهار نوع فولاد:

فولاد در انواع مختلف درجه بندی و به چهار گروه طبقه بندی می شود:

• فولادهای کربنی
• فولادهای آلیاژی
• ورق های استیل
• فولادهای ابزار

 

فولادهای کربنی:

جدا از کربن و آهن، فولادهای کربنی تنها حاوی مقادیر کمی از اجزای دیگر هستند. فولادهای کربنی رایج ترین فولاد در بین چهار گرید فولادی هستند که 90 درصد کل تولید فولاد را تشکیل می دهند. فولاد کربنی بر اساس میزان کربن موجود در فلز به سه زیر گروه طبقه بندی می شود:

• فولادهای کم کربن / فولادهای ملایم (تا 0.3٪ کربن)
• فولادهای کربن متوسط (0.3-0.6٪ کربن)
• فولادهای پرکربن (بیش از 0.6 درصد کربن)

شرکت ها اغلب این فولادها را در مقادیر زیاد تولید می کنند زیرا نسبتاً ارزان هستند و به اندازه کافی قوی هستند که در ساختمان سازی در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار گیرند.

 

فولادهای آلیاژی:

فولادهای آلیاژی از ترکیب فولاد با عناصر آلیاژی اضافی مانند نیکل، مس، کروم و یا آلومینیوم ساخته می شوند. ترکیب این عناصر استحکام، شکل پذیری، مقاومت در برابر خوردگی و ماشینکاری فولاد را بهبود می بخشد.

 

ورق های استیل:

گریدهای ورق استیل با 10 تا 20 درصد کروم و همچنین نیکل، سیلیکون، منگنز و کربن آلیاژ می شوند. این فولادها به دلیل ظرفیت افزایش یافته خود برای سالم ماندن در آب و هوای نامساعد، مقاومت در برابر خوردگی فوق العاده بالایی دارند و برای استفاده در ساخت و ساز در فضای باز ایمن هستند. گریدهای ورق استیل نیز معمولاً در دستگاه های الکتریکی استفاده می شود. به عنوان مثال، ورق استیل 304 به دلیل توانایی آن در مقاومت در برابر محیط و در عین حال ایمن نگه داشتن مواد الکتریکی به طور گسترده ای مورد توجه قرار گرفته است.

در حالی که گریدهای مختلف ورق استیل، از جمله ورق استیل 304، جایگاهی در ساختمان ها دارند، ورق استیل بیشتر به دلیل ویژگی های بهداشتی آن مورد توجه قرار می گیرد. این فولادها به طور گسترده در دستگاه های پزشکی، لوله ها، مخازن تحت فشار، ابزارهای برش و ماشین آلات پردازش مواد غذایی یافت می شوند.

 

فولادهای ابزاری:

فولادهای ابزاری همانطور که از نامشان پیداست در تجهیزات برش و حفاری سرآمد هستند. وجود تنگستن، مولیبدن، کبالت و وانادیوم به بهبود مقاومت حرارتی و دوام عمومی کمک می کند. از آنجایی که حتی در صورت استفاده زیاد نیز شکل خود را حفظ می کنند، برای اکثر ابزارهای دستی، مواد ترجیحی هستند.

 

طبقه بندی فولاد:

فراتر از چهار گروه، فولاد را نیز می توان بر اساس متغیرهای مختلفی طبقه بندی کرد که عبارتند از:

• ترکیب: محدوده کربن، آلیاژ، ضد زنگ و غیره
• روش تکمیل: نورد گرم، نورد سرد، پایان سرد و غیره.
• روش تولید: کوره الکتریکی، ریخته گری پیوسته و غیره.
• ریزساختار: فریتی، پرلیتی، مارتنزیتی و غیره
• قدرت فیزیکی: طبق استانداردهای ASTM
• فرآیند اکسید زدایی: کشته یا نیمه کشته
• عملیات حرارتی: بازپخت، تمپر و غیره.
• نامگذاری کیفیت: کیفیت تجاری، کیفیت مخازن تحت فشار، کیفیت کشش و غیره.

 

سیستم های درجه بندی فولاد:

سیستم های درجه بندی فولاد به ما این امکان را می دهد که انواع فولاد را بر اساس موارد استفاده آنها دسته بندی کنیم. برای مثال، سرعت خنک شدن فولاد توسط سازندگان فولاد ممکن است بر استحکام مولکولی آن تأثیر بگذارد. مدت زمانی که آنها می توانند فولاد را در دمای بحرانی در طول فرآیند خنک سازی حفظ کنند نیز ضروری است. در واقع، دو ورق فولاد با محتوای آلیاژی یکسان بسته به روش عملیات حرارتی، می‌توانند گریدهای مختلفی داشته باشند.

سیستم درجه بندی ASTM به هر فلز یک پیشوند حرفی بر اساس دسته کلی آن ("A" برای آلیاژهای مبتنی بر آهن و مواد فولادی) و همچنین یک عدد اختصاص داده شده به ترتیب مربوط به ویژگی های منحصر به فرد آن فلز اختصاص می دهد. در مقابل، برای طبقه بندی، سیستم درجه بندی SAE از یک عدد چهار رقمی استفاده می کند. دو شکل اول نشان دهنده نوع فولاد و غلظت عنصر آلیاژی است، در حالی که دو رقم آخر نشان دهنده غلظت کربن فلز است.

استانداردهای درجه بندی فولاد اغلب برای اطمینان از کیفیت و سازگاری مواد توسط دانشمندان، مهندسان، معماران، مهندسان خودرو و ارگان های دولتی استفاده می شود. این استانداردها اصطلاحات منسجمی را برای بیان خصوصیات فولاد با جزئیات زیاد و همچنین هدایت تولیدکنندگان محصول به سمت تکنیک های پردازش و کاربرد مناسب ارائه می کنند.

 

 

 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

 .

ورق استیل 304 و کاربرد آن در صنایع مختلف

 

ورق استیل درجه 304 به عنوان پرکاربردترین و انعطاف پذیرترین فرم آستنیتی ورق استیل شناخته شده است. این آلیاژ حاوی 8 درصد نیکل و 18 درصد کروم است که آن را در برابر خوردگی و اکسیداسیون فوق العاده مقاوم می کند. 

مقدمه:

ورق استیل درجه 304 به عنوان پرکاربردترین و انعطاف پذیرترین فرم آستنیتی ورق استیل شناخته شده است. حاوی 8 درصد نیکل و 18 درصد کروم است که آن را در برابر خوردگی و اکسیداسیون فوق العاده مقاوم می کند. همچنین از دوام بالایی برخوردار است و می توان آن را به راحتی ساخت. تمیز کردن فلز نیز آسان است و در ظاهر و پوشش های مختلف موجود است.

 

نقش ورق استیل در صنایع:

ورق استیل درجه 304 یک فلز برجسته برای موارد زیر است:

 

• برش و قالب گیری خودکار
• لوازم آشپزخانه
• روکش چرخ
• بدنه کامیون
• منیفولدهای اگزوز
• مخازن ذخیره سازی
• لوله کشی و مخازن تحت فشار

 

درصد نیکل و کروم موجود در ورق استیل 304 این فلز را در برابر خوردگی، به ویژه در محلول های نسبتاً سوزاننده و اسیدی به خوبی مقاوم می کند. همچنین تقریباً در همه شرایط غیر شدید به جز در جوشکاری به روشی مشابه عمل می کند. در چنین مواردی، ورق استیل L304 ایده آل است، زیرا مقاومت بیشتری در برابر خوردگی بین دانه ای دارد.

کاربردهای خاص تر شامل تولید تجهیزات لبنی مانند استریل کننده ها، ماشین های شیردوشی، مخازن حمل و نقل، کامیون های شیر، شیرهای لوله کشی و غیره است. همچنین در کاربردهای خاصی مانند فرآوری مواد غذایی بسیار مفید است. بسته بندی خانه ها، نانوایی ها، آسیاب ها، کشتارگاه ها و سایر قسمت هایی که در معرض روغن های گیاهی یا حیوانی و همچنین اسیدها هستند معمولاً از ورق استیل 304 ساخته می شوند.

 

کاربردهای رایج ورق استیل 304:

فولاد در سراسر صنعت به ویژه در فرآوری مواد غذایی رایج است زیرا مواد در برابر خوردگی ناشی از اسیدهای موجود در مواد غذایی معمولی حساس نیستند. در نتیجه، چنین فولادی برای مواردی مانند سینک، سطوح کار، مناطق آماده سازی و یخچال ایده آل است. همچنین یک ماده عالی برای استفاده در صنعت داروسازی برای محیط هایی مانند اتاق های تمیز است.

درجه 304 را می توان در مبدل های حرارتی، ظروف شیمیایی، خطوط لوله و در سراسر صنعت تولید ماءالشعیر یافت. می توان از آن به عنوان یک ماده ساخته شده استفاده کرد که در آن گازهای نفتی با دمای بالا یا گازهای تولید بخار مانند مخازن تحت فشار ذخیره می شود. حتی می توان آن را به طور گسترده در صنعت ساخت و ساز یافت که در آن از مواد برای اهداف زیباسازی ساختمان استفاده می شود.

صفحات و لوله های 304 و L304 خواص مشابهی دارند و در موارد خاص دارای گواهینامه دوگانه می باشند که در آن نتیجه گیری می شود که هر مورد دارای خواص و ترکیبی است که با هر دو نوع فولاد مطابقت دارد. درجه H304 به دلیل محتوای کربن بالاتر فولاد که برای استفاده در کاربردهای دمای بالا در نظر گرفته شده است، نمی تواند در این معادله گنجانده شود.

 

ورق استیل 304 در بسیاری از کاربردها استفاده می شود، از جمله:

 

• تجهیزات آشپزخانه خانگی و تجاری
• عناصر سازه ای برای ساختمان های تجاری و صنعتی بزرگ
• تجهیزات تولید مواد غذایی و آشامیدنی
• تجهیزات پرورش و نگهداری دام
• تجهیزات هوافضا و خودرو
• تجهیزات آزمایشگاهی برای جابجایی مواد شیمیایی
• محفظه های الکتریکی برای تجهیزات حساس الکتریکی

 

این طیف از کاربردها، ورق استیل 304 را به یکی از مهم ترین مواد جهان مدرن تبدیل می کند. و هنگامی که خواص آن در محفظه های الکتریکی اعمال می شود، نتایج به ویژه چشمگیر است.

 

 

محفظه های ورق استیل 304 از پلی کیس:

محفظه های الکتریکی ورق استیل سری SA Polycase بسیار بیشتر از یک جعبه ورق استیل هستند. آنها استاندارد طلایی محفظه های فولادی ضد زنگ NEMA 4X را نشان می دهند. این محفظه های ضد آب و هوا در فضای باز به گونه ای طراحی شده اند که از تمام مزایای ورق استیل 304 بهره مند شوند. برای شروع، آنها دارای رتبه NEMA 4X برای مقاومت در برابر خوردگی هستند، که آنها را به گزینه ای ایده آل برای شرایطی تبدیل می کند که مقاومت در برابر خوردگی مهم است. 

محفظه های فولادی ضد زنگ سری SA 304 همچنین دارای یک واشر لاستیکی ضد آب برای محافظت در برابر آب و هوا در فضای باز هستند. برای آسان‌تر کردن استفاده از آن‌ها، سری SA همچنین مجهز به پایه‌های پیچ‌دار برای نصب سریع روی سطح است. مدل‌های محفظه ورق استیل سری SA در طیف وسیعی از اندازه‌های محفظه، از تقریباً 8 اینچ در 6 اینچ تا اندازه کامل 24 اینچ در 24 اینچ در دسترس هستند.

 

ورق استیل 304 چیست؟

ورق استیل 304 یکی از محبوب ترین انواع ورق استیل است. این یکی از اعضای خانواده آستنیتی ورق های استیل است، به این معنی که ضد زنگ 304 علاوه بر کروم، نیکل نیز دارد. ویژگی‌های بارز ورق استیل 304 شامل حداقل 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل است، به همین دلیل به آن فولاد 8-18 نیز می‌گویند. این یک ترکیب منحصربفرد و متعادل است که تعدادی کیفیت مواد مطلوب را تولید می کند.

 

برخی از ویژگی های مثبت ورق استیل 304 عبارتند از:

 

• نمونه ای از مقاومت در برابر خوردگی و جاذبه زیبایی است که ورق استیل به آن معروف است
• تمیز کردن و نگهداری بسیار آسان است
• نسبت به بسیاری از انواع دیگر ورق استیل جوش راحت تر است
• حتی نسبت به سایر انواع ورق استیل در برابر حرارت مقاوم تر است
• ظاهر جذاب و باکلاس

 

این ویژگی ها به ورق استیل 304 اجازه می دهد تا عملکرد عالی را در عین حفظ هزینه معقول ارائه دهد. 

 

 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

.

ورق استیل 304 یا فولاد گرید 1.4301

 

به دلیل کارآیی منحصر به فرد ورق استیل، در صنایع مختلف از این آلیاژ استفاده می گردد. نوع 304 همه کاره ترین و پرمصرف ترین ورق استیل است. ورق استیل 304 و ورق استیلL 304 نیز به ترتیب با نام های 1.4301 و 1.4307 شناخته می شوند. 

مقدمه:

به دلیل کارآیی منحصر به فرد ورق استیل، در صنایع مختلف از این آلیاژ استفاده می گردد. نوع 304 همه کاره ترین و پرمصرف ترین ورق استیل است. ورق استیل 304 و ورق استیلL 304 نیز به ترتیب با نام های 1.4301 و 1.4307 شناخته می شوند. هنوز هم گاهی اوقات با نام قدیمی خود 8-18 نامیده می شود که از ترکیب اسمی نوع 304 مشتق شده است که 18٪ کروم و 8٪ نیکل دارد. ورق استیل نوع 304 یک گرید آستنیتی است که می تواند به شدت تحت کار مکانیکی قرار گیرد و به صورت عمیق کشیده شود. این ویژگی باعث شده است که 304 درجه غالب مورد استفاده در کاربردهایی مانند سینک و قابلمه باشد. نوع L304 نسخه کم کربن 304 است و برای بهبود جوش پذیری در قطعات گیج سنگین استفاده می شود.

برخی از محصولات مانند صفحات و لوله‌ها ممکن است به عنوان مواد دارای گواهی دوگانه در دسترس باشند که معیارهای 304 و L 304 را برآورده می‌کنند. H 304، یک نوع محتوای کربن بالا، برای استفاده در دماهای بالا نیز موجود است. ویژگی های ارائه شده در این مقاله برای محصولات نورد تخت تحت نظارت ASTM A240/A240M معمول است. منطقی است که انتظار داشته باشیم مشخصات این استانداردها مشابه باشد، اما لزوماً با مشخصات ارائه شده در این برگه یکسان نباشد.

کاربرد ورق استیل 304:

ورق استیل در کاربردهای ساده تا پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرد. در ذیل به بیان برخی از کاربردهای ورق استیل 304 پرداخته شده است:

• قابلمه ها
• فنر، پیچ، مهره و بولت و مهره
• سینک و پشتی آب پاش
• تابلوسازی معماری
• لوله
• تجهیزات تولید ماءالشعیر، مواد غذایی، لبنیات و داروسازی
• لوازم بهداشتی و پزشکی

 

اشکال مختلف ورق استیل:

ورق استیل در اشکال مختلف تولید و مورد استفاده قرار می گیرند:

• ورق
• نوار
• بشقاب
• لوله
• کویل
• اتصالات

 

 

مقاومت در برابر خوردگی ورق استیل 304:

304 دارای مقاومت در برابر خوردگی عالی در محیط های ممکن و در تماس با عوامل خورنده مختلف است. خوردگی حفره ای و شکافی می تواند در محیط های حاوی کلرید رخ دهد. ترک خوردگی تنشی می تواند در دمای بالای 60 درجه سانتیگراد رخ دهد.

مقاومت در برابر حرارت:

304 در سرویس متناوب تا 870 درجه سانتی گراد و در سرویس مداوم تا 925 درجه سانتی گراد مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون دارد. با این حال، استفاده مداوم در دمای 425 تا 860 درجه سانتیگراد توصیه نمی شود. در این موردL 304 به دلیل مقاومت در برابر رسوب کاربید توصیه می شود. در مواردی که مقاومت بالا در دماهای بالاتر از 500 درجه سانتیگراد و تا 800 درجه سانتیگراد مورد نیاز است، درجه H304 توصیه می شود. این ماده مقاومت در برابر خوردگی آبی را حفظ خواهد کرد.

ساخت:

ساخت تمام ورق های استیل باید فقط با ابزارهای اختصاص داده شده به مواد فولادی ضد زنگ انجام شود. ابزار و سطوح کار باید قبل از استفاده کاملاً تمیز شوند. این اقدامات احتیاطی برای جلوگیری از آلودگی متقاطع ورق استیل توسط فلزاتی که به راحتی خورده می شوند و ممکن است سطح محصول ساخته شده را تغییر رنگ دهند، ضروری هستند.

کار سرد:

ورق استیل 304 به راحتی سخت می شود. روش‌های ساخت شامل کار سرد ممکن است نیاز به مرحله بازپخت میانی داشته باشد تا سختی کار را کاهش دهد و از پارگی یا ترک خوردن جلوگیری کند. در پایان ساخت باید از عملیات بازپخت کامل برای کاهش تنش های داخلی و بهینه سازی مقاومت در برابر خوردگی استفاده شود.

کار داغ:

روش های ساخت مانند آهنگری که شامل کار گرم می شود باید پس از حرارت دهی یکنواخت تا دمای 1149تا 1260 درجه سانتیگراد رخ دهد. سپس قطعات ساخته شده باید به سرعت خنک شوند تا از حداکثر مقاومت در برابر خوردگی اطمینان حاصل شود.

ماشین کاری:

304 ماشینکاری خوبی دارد. ماشینکاری را می توان با استفاده از قوانین زیر افزایش داد:
لبه های برش باید تیز نگه داشته شوند. لبه های مات باعث سخت شدن بیش از حد کار می شوند. برش ها باید سبک اما به اندازه کافی عمیق باشند تا از سخت شدن کار با سوار شدن بر روی سطح مواد جلوگیری کنند. تراشه‌شکن‌ها باید به کار گرفته شوند تا اطمینان حاصل شود که دسته‌ها از کار خارج نمی‌شوند. رسانایی حرارتی پایین آلیاژهای آستنیتی منجر به تمرکز گرما در لبه های برش می شود. این بدان معناست که خنک کننده ها و روان کننده ها ضروری هستند و باید در مقادیر زیاد استفاده شوند.

عملیات حرارتی:

ورق استیل 304 را نمی توان با عملیات حرارتی سخت کرد. عملیات محلولی یا بازپخت را می توان با خنک کردن سریع پس از حرارت دادن در محدوده دمایی 1010 تا 1120 درجه سانتیگراد انجام داد.

قابلیت جوشکاری:

عملکرد جوش فیوژن برای ورق استیل نوع 304 هم با پرکننده و هم بدون پرکننده عالی است. میله ها و الکترودهای پرکننده توصیه شده برای ورق استیل 304 ورق استیل درجه 308 است. برای L304 پرکننده توصیه شده L308 است. قطعات جوشی سنگین ممکن است به بازپخت پس از جوش نیاز داشته باشند. این مرحله برای L304 مورد نیاز نیست. در صورتی که عملیات حرارتی پس از جوش امکان پذیر نباشد می توان از درجه 321 استفاده کرد.

 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

.