شناخت متریال

به طور کلی استیل یا فولاد، به صورت زیر تعریف می‌ شود:

به آلیاژهایی که پایه آن ها از آهن تشکیل شده و کمتر از 2 درصد کربن دارند، استیل یا فولاد می گویند

دسته بندی فولاد (استیل) به شکل زیر است:

فولادها به دو دسته کلی تقسیم می شوند که بر اساس آلیاژهای موجود در کنار آهن است

دسته اول فولاد ساده کربنی نام دارد که عنصر اصلی و تاثیر گذار در آن کربن است. این دسته از استیل، تنها کربن را به عنوان عنصر تاثیر گذار در آلیاژ خود کنار آهن دارد

دسته دوم فولاد آلیاژی است که با اضافه نمودن برخی از عناصر مانند کروم به آهن تشکیل می شود، که به آن استیل زنگ نزن یا استنلس استیل می گویند که در برابر انواع خوردگی های مختلف مقاومت بالایی دارند و هم اکنون در بازار ایران در زمینه اجرای نرده استیل از این نوع استیل استفاده می شود

مهم ترین ویژگی های استیل (فولاد)

استفاده از فولاد به دلیل همین ویژگی های استحکام کشش نهایی زیاد و قیمت نسبتاً پایین آن در ساخت صنایع مختلفی از قبیل ساختمان سازی، سازه‌های زیرساختی، ابزارها، کشتی‌ها، قطارها، خودروها و اکثر ماشین آلات و تجهیزات صنعتی، کاربرد گسترده دارد.

درباره استحکام استیل ها و فولاد زنگ نزن، توجه به این نکته ضروری است:

استحکام فولاد با میزان کربن محلول در آلیاژ به شدت افزایش می‌یابد اما از طرفی این افزایش استحکام باعث کاهش قابلیت جوشکاری و   افزایش احتمال شکست  (ترد شدن استیل) می‌شود

استنلس استیل یا فولاد زنگ نزن چیست؟

استنلس استیل (فولاد زنگ نزن) در واقع آلیاژی از فولاد است که اصلی‌ترین عناصر تشکیل دهنده آن آهن، کروم و نیکل است و در آن حداقل درصد جرمی کروم ۱۰٫۵ درصد و حداکثر درصد جرمی کربن ۱٫۲ درصد است.

فولادهای زنگ ‌نزن (استنلس استیل) به دلیل خاصیت غیرفعال شدن خود توانایی مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی از خود نشان می دهند.  فولادهای زنگ نزن به دلیل شکل گرفتن یک لایه غیر فعال بر روی سطحشان که به شدت به ماده زیرین پیوند خورده ‌است و از تماس بیشتر ماده به محیط اطراف جلوگیری می‌کند چنین خاصیتی دارند. برای اینکه این پدیده غیرفعال سازی به‌طور پایدار در فولاد اتفاق بیفتد نیاز است که حداقل ۱۰٫۵ درصد از ماده را کروم تشکیل دهد

استنلس استیل ها به چند دسته تقسیم بندی می شوند:

آستنیتیک (Austenitic)
فریتیک (Ferrite )
مارتنزیتیک (Martensitic)
داپلکس (Duplex)

آستنیتیک

بزرگترین گروه خانواده استینلس استیل ها هستند.این گروه به سبب خواصی نظیر داکتیلیتی و مقاومت بالا در برابر خوردگی از محبوب ترین و پر استفاده ترین فولادهای ضد زنگ هستند.نورد سرد انجام شده روی این گروه مقاومت خوبی به آن ها می دهد.معروفترین عضو این گروه آلیاژ 304 است که حدود 60% تولیدات استنلس استیل جهان از این نوع می باشد.از دیگر قابلیت های این گروه امکان جوشکاری آن به سبب میزان پایین کربن و سولفور موجود در آنهاست به واقع افزودن عناصر جدید در راستای بهبود کیفیت مد نظر و تامین خواص مورد نیاز آلیاژ صورت می گیرد

گرید 304 :

گرید 304 (8-18) یک فولاد آستنیتی با حداقل 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل است، که حداکثر 0.08 درصد نیز کربن دارد این گرید غیر مغناطیسی (نگیر) است و با عملیات حرارتی نمی توان آنرا سخت کرد.برای بدست آوردن استحکام کششی های بالاتر باید از کارسرد استفاده کرد.18 درصد کروم موجود در این آلیاژ مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون آنرا فراهم می آورد و خواص متالورژیکی این آلیاژ بر پایه نیکل آن استوار است (8 درصد) که سبب افزایش مقاومت به خوردگی در برابر مواد شیمیایی می شود

این گرید بدلیل توانایی مقاومت در برابر اسید های موجود در میوه ها، گوشت، شیر و سبزیجات جهت تولید انواع سینک ظرفشویی، میز، سماور، قهوه ساز، اجاق گاز، یخچال، بخار پز و غیره کاربرد دارد و همچنین از آن برای تولید لوازم قنادی، آشپزی، فنجان، قابلمه و ظروف استفاده می شود.گرید 304 برای تجهیزات لبنی بسیار مناسب است دستگاه های شیردوشی، منبع ها، دستگاه های هموژنیزه کننده، استرلیزه کننده و تانکرها همه از این آلیاژ ساخته می شوند

گرید 316:

در محیط هایی که نیازمند مقاومت به خوردگی بیشتر از گرید 304 هستند از گرید 316 استفاده می شود و در آن عنصر کربن حداکثر 0.08 درصد باید باشد و نیکل مقداری بیشتر از 304 است. تفاوت شاخص میان 304 و 316 عنصر مولیبدن است که حداکثر 3% به 316 افزوده می شود مولیبدن مقاومت در برابر خوردگی این گرید را در برابر مواد خورنده شیمیایی، محلول ها و مخصوصاً در برابر کلرید ها بیشتر می کند و مولیبدن یکی از قویترین عناصر آلیاژی جهت جلوگیری از خوردگی است که با وجود مولیبدن، می توان این گرید را در محیط های در معرض نمک های سدیم و کلسیم، محلول های هیپوکلریتی، اسید های فسفری، و محلول و اسید های سولفیدی استفاده کرد

گرید 309:

کروم و نیکل بیشتری دارد تا خواص مقاومت به خوردگی و همچنین مقاومت در برابر پوسته شدن در دمای بالا را فراهم آورد.

گرید 310:

از 309 نیکل بیشتری دارد، در نتیجه مقاومت در برابر پوسته شدن در دمای بالای بهتری دارد.

گرید 321:

دارای تیتانیوم می باشد تا از تشکیل کاربید های کروم در جوشکاری جلوگیری کند.

فریتیک ها

تا سال 1980 فریتیک ها به دلیل داشتن درصد بالای کربن نسبت به سایر گروه های استنلس استیل دارای محبوبیت پائین تری بودند که میزان کربن بالاتر،میزان شکنندگی آلیاژ را بالا می برد و بعدها با استفاده از تکنیک کربن زدایی آرگون اکسیژن و اضافه کردن کربن،تیتانیوم و یا نیوبیوم،این گروه پا به عرصه بازار گذاشت.

گرید 430: گرید پایه گروه فریتی می باشد که این گرید چکش پذیری بسیار بالا و مقاومت به خوردگی اتمسفری عالی دارند .

مارتنزیتیک

نخستین گروه از استینلس استیل ها بودند که به دلیل ضعف در پذیرش درصد کربن پائین،مورد تفحص و بررسی قرار گرفتند این گروه از بالاترین میزان کربن در میان سایر گروه ها برخوردار است از طرفی این میزان کربن به استحکام این گروه منجر شد . اساسا” مارتنزیتیک ها به استینلس استیل ابزارآلات شهرت دارند که مقاومت در برابر خوردگی به نسبت پائین آن ها،مصرفشان را در موارد فرایندی کاهش داده است. این گروه در ساخت چاقوهای معمول خانگی تا تیغ های جراحی به کار برده می شوند. یکی از دلایل انتخاب آن ها در این راستا علاوه بر ضد زنگ بودن،بالا بودن سختی آن هاست و تحمل حرارتی و استحکام مارتنزیتیک ها به کمک افزودن مولیبدن تقویت می گردد ضمنا این گروه دارای قابلیت جوشکاری خوبی نیستند.

گرید 410: گرید پایه این نوع است و این گرید جهت استفاده عمومی مقاومت به خوردگی و حرارت استفاده می شود این گرید همواره مغناطیسی و اصطلاحاً بگیر است و می تواند آنیل شده، جهت نورد سرد و شکل دهی مورد استفاده قرار گیرد

داپلکس

داپلکس هر دو ریز ساختار آستینیتیک و فریتیک را دارد و در واقع ترکیبی از خواص مثبت آستینیتیک و فریتیک با هم است. ریز ساختار داپلکس از استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی تنشی برخوردار است و از دیگر خواص داپلکس ها میزان کروم بالا (20.1 تا 25/4 درصد) و نیکل پائین تر (1.4 تا 7 درصد) نسبت به آستینیتیک هاست. میزان نیکل پائین تر داپلکس ها،قیمت آن ها را متعادل تر می سازد جهت بالانس این گروه و افزایش مقاومت در برابر خوردگی به آن ها مولیبدن (0.4 تا 4 درصد) و نیتروژن افزوده می شود نیتروژن همچنین میزان استحکام را بالا می برد و ترکیب کروم و مولیبدن در کنار یکدیگر سبب افزایش مقاومت در برابر خوردگی حفره ای می گردد.

حرف L بعد از نام استیلس استیل مثل 316L  نشانه چیست ؟

حرف L که مخفف کلمه Low carbon  بوده بیانگر آن است که مقدار کربن آلیاژ به کمتر از 3/ % کاهش پیدا کرده است. این مقدار کمِ کربن باعث می‌شود بعد از عملیات جوشکاری همچنان لایه اکسید محافظتی روی سطح حضور داشته باشد.

آیا استینلس استیل می تواند در دماهای بالا و پایین کار کند ؟

بله استینلس استیل مقاومت بسیار خوبی در مقابل دما های بالا تا ۱۰۰۰ درجه سلسیوس و بسیار پایین تا منفی ۲۰۰ درجه سلسیوس دارد

فولاد CK45 چه نوع فولادی است ؟ 

یک نوع فولاد ساده با کربن متوسط در حدود چهل و پنج صدم درصد که به خاطر قیمت پایین به بعضا برای ساخت محور پمپ مورد استفاده قرار می گیرد به علت کم بودن مقدار کروم در مقابل زنگ زدگی و خوردگی مقاوم نیست.

ویژگی و کاربرد های فولاد زنگ نزن (استنلس استیل) چیست؟

شکل پذیری عالی

چقرمگی زیاد

مقاومت خوب در برابر پوسته شدن

اکسایش

خزش در دمای بالا

همچنین مزایای استفاده از لوله های فولادی زنگ نزن که از کاربردی ترین قطعات ساخته شده با جنس استینلس استیل هستند، به شرح زیر است:

وزن سبک

با دوام

ماشینکاری راحت

تمیزکاری آسان و نیاز کم به تعمیر و نگهداری

مقاومت در برابر خوردگی بالا

قابل بازیافت و سازگار با محیط زیست

فولادهای ساده کربنی به چهار دسته تقسیم بندی می شوند

• فولادهای کم کربن Low Carbon Steel با حداکثر 15/0 درصد کربن
• فولادهای با کربن جزئی (معمولی)، Mild Steel، با 30/0-15/0 درصد کربن
• فولادهای با کربن متوسط، Medium carbon steel، با 50/0-30/0 درصد کربن
• فولادهای با کربن بالا (پرکربن)، High carbon steel، با 1-50/0 درصد کربن