مقدمه
ورق های استیل معمولاً به پنج گروه تقسیم می شوند: ورق های استیل مارتنزیتی، ورق های استیل فریتی، ورق های استیل آستنیتی، ورق های استیل دوبلکس (فریتی-آستنیتی) و ورق های استیل رسوب سخت شده. ورق های استیل به شکل صفحه، ورق، نوار، فویل، میله، سیم، محصولات نیمه تمام، لوله و غیره در دسترس هستند. در صنایع مختلف ممکن است بر اساس ترکیب شیمیایی ورق استیل نیز اقدام به طبقه بندی آن نمایند. در این نوع طبقه بندی بدون توجه به شکل محصول، طبقه بندی آلیاژ انجام می گیرد.
ورق استیل
ورق های استیل آلیاژهای مبتنی بر آهن هستند که حداقل 10.5٪ کروم دارند. تعداد کمی از ورق های استیل حاوی بیش از 30٪ کروم یا کمتر از 50٪ آهن هستند. آنها ویژگی های ضد زنگ خود را از طریق تشکیل یک فیلم سطح اکسید غنی از کروم نامرئی و چسبنده به دست می آورند. این اکسید در حضور اکسیژن تشکیل و برروی سطح ورق رسوب می نماید.
سایر عناصر اضافه شده برای بهبود ویژگی ها عبارتند از: نیکل، مولیبدن، مس، تیتانیوم، آلومینیوم، سیلیکون، نیوبیم، نیتروژن، گوگرد و سلنیوم. کربن معمولاً در مقادیری کمتر از 0.03٪ تا بیش از 1.0٪ در گریدهای مارتنزیتی خاص وجود دارد.
انتخاب ورق های استیل ممکن است بر اساس مقاومت در برابر خوردگی، ویژگی های ساخت، در دسترس بودن، خواص مکانیکی در محدوده دمایی خاص و هزینه محصول باشد. با این حال، مقاومت در برابر خوردگی و خواص مکانیکی معمولاً مهمترین فاکتورها در انتخاب گرید ورق استیل برای یک کاربرد معین هستند.
تاریخچه ورق استیل
توسعه ورق های استیل قابل سخت شدن با فرآیند رسوب سختی با تولید موفقیت آمیز ورق استیل W توسط شرکت فولاد ایالات متحده در سال 1945 آغاز شد. مشکل به دست آوردن مواد خام، به ویژه در رابطه با نیکل در طول دهه 1950، زمانی که جنگ های داخلی در آفریقا و آسیا بیداد می کرد، یک مشکل واقعی بوده است که منابع اصلی نیکل و سیاست جنگ سرد در این مساله نقش داشتند، زیرا کشورهای بلوک شرق نیز منابع اصلی این عنصر بودند. این منجر به توسعه یک سری از آلیاژها (نوع AISI 200) شد که در آن منگنز و نیتروژن تا حدی جایگزین نیکل می شوند. این ورق های استیل هنوز هم تولید می گردند.
در طول سال‌ها، ورق های استیل به‌عنوان موادی برای ظروف پخت و پز، بست، کارد و چنگال، ظروف تخت، سخت‌افزار معماری تزئینی و تجهیزات برای استفاده در کارخانه‌های شیمیایی، کارخانه‌های لبنی و فرآوری مواد غذایی، کاربردهای بهداشتی و زیستی، کارخانه‌های نفت و پتروشیمی، کارخانه های نساجی و صنایع دارویی و حمل و نقل تثبیت شده‌اند. برخی از این کاربردها شامل قرار گرفتن در معرض دماهای بالا یا برودتی است. ورق های استیل آستنیتی برای هر دو نوع خدمات مناسب هستند.
تقسیم بندی ورق استیل
همانطورکه درمقدمه ذکر شد، ورق های استیل معمولاً به پنج گروه تقسیم می شوند: ورق های استیل مارتنزیتی، ورق استیل فریتی، ورق استیل آستنیتی، ورق های استیل دوبلکس (فریتی-آستنیتی) و ورق های استیل رسوب سخت شده.
گاهی اوقات تغییراتی در ترکیب برای تسهیل تولید انجام می شود. به عنوان مثال، ترکیبات اساسی تغییر می‌کنند تا تولید لوله‌های فولادی ضد زنگ و ریخته‌گری آنها آسان‌تر شود. اصلاحات مشابهی برای ساخت الکترودهای جوشکاری ورق استیل انجام شده است. در اینجا ترکیبی از پوشش الکترود و ترکیب سیم برای تولید ترکیبات مورد نظر فلز جوش رسوب داده شده استفاده می شود.
ورق استیل مارتنزیتی اساساً آلیاژهای کروم و کربن هستند که دارای ساختار کریستالی مکعبی (bcc) در مرکز بدنه (مارتنزیتی) در شرایط سخت شده هستند. آنها فرومغناطیسی هستند، با عملیات حرارتی سخت می شوند و به طور کلی فقط در محیط های نسبتاً ملایم در برابر خوردگی مقاوم هستند. محتوای کروم به طور کلی در محدوده 10.5 تا 18٪ است و محتوای کربن ممکن است از 1.2٪ تجاوز کند. محتویات کروم و کربن برای اطمینان از ساختار مارتنزیتی پس از سخت شدن متعادل هستند.
خوردگی انواع ورق استیل
خوردگی عمومی اغلب بسیار کمتر از اشکال موضعی مانند ترک خوردگی ناشی از تنش، خوردگی شکافی در فضاهای تنگ یا زیر رسوبات، حمله حفره ای و حمله بین دانه ای در مواد حساس مانند مناطق متاثر از حرارت جوش (HAZ) است. چنین خوردگی موضعی می تواند باعث شکست غیرمنتظره و گاه فاجعه آمیز شود، در حالی که بیشتر سازه بدون تأثیر باقی می ماند و بنابراین باید در طراحی و انتخاب گرید مناسب ورق استیل به دقت مورد توجه قرار گیرد.
حمله خورنده همچنین می تواند به طور چشمگیری توسط ناخالصی های به ظاهر جزئی در محیط افزایش یابد که ممکن است پیش بینی آن دشوار باشد، اما می تواند دارای اثرات عمده ای بوده و حتی زمانی که فقط در غلظت های جزئی در میلیون وجود داشته باشد. با انتقال حرارت از طریق فولاد ایجاد رسوبات زیر یا درشت در ان افزایش می یابد که می توانند به طور چشمیگیری بر روی رفتار خوردگی ورق استیل تاثیرگذار باشند.
گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی