انواع ورق استیل و کاربردهای آن: بخش اول

مقدمه

ورق های استیل آلیاژهای فولادی هستند که حاوی بیش از 10.5 درصد کروم با مقاومت در برابر خوردگی عالی می باشند. کروم به شدت با اکسیژن واکنش می دهد تا یک لایه اکسیدی بسیار نازک، نامرئی و پایدار بر روی سطح ورق استیل تشکیل دهد. این لایه، یک پوشش غیرفعال نامیده شده و در جوهای معمولی به سرعت تشکیل می شود. اگر این لایه آسیب ببیند، فیلم معمولاً خود به خود بهبود می یابد. این لایه غیرفعال است که به ورق استیل مقاومت در برابر خوردگی می دهد.
ورق های استیل بسیار مختلفی وجود دارد که مقادیر متفاوتی از عناصر آلیاژی به آن اضافه شده است تا بهترین تعادل را از نظر مقاومت در برابر خوردگی، خواص مکانیکی و هزینه ایجاد کند. اگرچه برای اکثر کاربردها ساده است، اما انتخاب گرید بهینه ورق استیل گاهی می‌تواند پیچیده باشد و مهندسان و صنعتگران را دچار چالش کند.

طبقه بندی ورق استیل

ورق های استیل را می توان به پنج گروه آستنیتی، فریتی، دوبلکس، مارتنزیتی و رسوب سخت شده تقسیم کرد. هر گروه دارای ویژگی های غالب متفاوتی است و در هر گروه چندین گرید وجود دارد.

گریدهای آستنیتی ورق استیل

ورق های استیل آستنیتی به راحتی قابل کار و جوش هستند و دارای شکل پذیری، چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی با استحکام خوبی می باشند. آنها حاوی 17 تا 25 درصد کروم و 8 تا 20 درصد نیکل هستند و ممکن است حاوی عناصر دیگری برای رسیدن به خواص مطلوب باشند. رایج ترین عنصر اضافی مولیبدن است که مقاومت در برابر خوردگی را تا حد زیادی بهبود می بخشد. ورق های استیل آستنیتی معمولاً در شرایط آنیل استفاده می شوند، یعنی زمانی که دارای طیف گسترده ای از خواص مکانیکی و فیزیکی هستند. استحکام را می توان با کار سرد افزایش داد، اما نه با عملیات حرارتی. جوشکاری این گرید ورق استیل ساده است، اگرچه روش‌های جوشکاری کمی متفاوت از آنهایی است که برای فولاد کربنی استفاده می‌شود. ورق های استیل آستنیتی در شرایط آنیل شده غیر مغناطیسی هستند، اما هنگام کار سرد کمی مغناطیسی می شوند.

گرید 304

گرید 304 پرکاربردترین ورق استیل با مقاومت خوب در برابر خوردگی جوی و بسیاری از مواد شیمیایی آلی و معدنی است. این گرید کارایی، جوش پذیری و استحکام ضربه ای عالی دارد. گاهی اوقات به عنوان ورق استیل 8/18 شناخته می شود، زیرا حاوی 18٪ کروم و 8٪ نیکل است. برای استفاده در کاربردهای مختلف مناسب است، در واقع رایج ترین ورق استیل است و حدود 60 درصد از کل ورق استیل مورد استفاده در جهان گرید 304 است.

گرید 304L

گرید 304L یک نوع کم کربن (<0.030٪) از 304 با همان مقاومت در برابر خوردگی است، اما دارای حساسیت کمتر در هنگام جوشکاری و در ضخامت های 4 میلی متر یا بیشتر، یا پس از عملیات حرارتی می باشد. حساس شدن می تواند باعث ایجاد خوردگی بین دانه ای شود. گرید 304L در قسمت هایی با ضخامت 4 میلی متر و بیشتر استفاده می شود که جوش داده شده اما پس از جوشکاری آنیل نمی شوند. قطعات ساخته شده از این گرید عموماً برای سرویس دهی تا دمای 425 درجه سانتیگراد محدود می شوند. خواص فیزیکی و عملیات حرارتی مشابه با گرید 304 است.

گرید 316

ورق استیل 316 یا گرید 316 به عنوان آلیاژ دریایی شناخته می شود. مقاومت در برابر خوردگی با افزودن 2 تا 3 درصد مولیبدن و همچنین 18 درصد کروم و 10 درصد نیکل بهبود می یابد. گرید 316 در بسیاری از مواد شیمیایی و همچنین در اتمسفرهای دریایی مقاومت به خوردگی بهتری نسبت به گرید 304 دارد. گرید 316 در صنایع شیمیایی، نساجی و کاغذ نیز کاربرد داشته و دارای استحکامی مشابه با گرید 304 و عملکرد بهتر در طراحی عمیق است.

گرید 316L

گرید 316L یک نوع کم کربن (<0.030٪) از 316 با همان مقاومت در برابر خوردگی است، اما دارای حساسیت کمتر در هنگام جوشکاری در ضخامت های 4 میلی متر یا بیشتر، یا پس از عملیات حرارتی می باشد. حساس شدن می تواند باعث ایجاد خوردگی بین دانه ای شود. گرید 316L در قطعات 4 میلی‌متری و ضخیم‌تر استفاده می‌شود که جوش داده می‌شوند اما پس از جوشکاری آنیل نمی‌شوند. قطعات ساخته شده از این نوع عموماً به سرویس دهی تا دمای 425 درجه سانتیگراد محدود می شوند. خواص فیزیکی و عملیات حرارتی مشابه با گرید 316 است.

گرید 303

گرید 303 برای بهبود قابلیت ماشینکاری گرید 304 ساخته شده است. در جایی استفاده می شود که تولید شامل ماشینکاری گسترده در ماشین های پیچ اتوماتیک باشد. حاوی 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل است. گوگرد یا سلنیوم به آن اضافه می شود تا خاصیت ماشینکاری عالی و بدون گیر کردن را بدهد. افزودن گوگرد یا سلنیوم مقاومت در برابر خوردگی را کاهش می دهد و گرید 303 نباید در آب استفاده شود. گرید 303 غیر قابل سخت شدن است و برای جوشکاری توصیه نمی شود. 

گرید 253

گرید 253 در دماهای بالا استفاده می شود. مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و استحکام عالی در دماهای بالا دارد. این گرید در اکثر محیط ها مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی و فرسایش در دمای بالا دارد. همچنین خاصیت شکل پذیری و جوش پذیری خوبی دارد. مناسب ترین محدوده دما 850 تا 1100 درجه سانتیگراد است (گرید استاندارد 304 برای اعمال فشار تا 800 درجه سانتیگراد واجد شرایط است). 253 حاوی حدود 22 درصد کروم، 11 درصد نیکل و 0.09 درصد کربن است که حدود 0.05 درصد از فلز خاکی کمیاب سریم برای بهبود توانایی محافظتی اکسید اضافه شده است.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی