بسیاری از افراد عادی این تصور را دارند که استیل نوعی فلز محسوب می‌شود. اما این باور کاملا اشتباه است. استیـل در واقع نوعی آلیاژ به شمار می‌آید که از آهن و حدود 2 درصد کربن تشکیل می‌شود. استفاده از کربن در استیل سبب تغییر خصوصیات ویژه این آلیاژ خواهد شد.
افزایش مقدار کربن سختی و مقاومت ورق استیـل را بیشتر می‌کند. اما در مقابل از میزان شکل پذیری آن می‌کاهد. آلیاژ استیل از مقاومت و انعطاف پذیری بالایی برخوردار است. این ویژگی‌ها موجب شده تا از استیل برای مصارف مختلف استفاده شود.
بسته به نوع و مقدار دیگر عناصر موجود در آن، خواص مکانیکی نظیر سختی و شکل پذیری نیز تحت تاثیر قرار می‌گیرد. از عناصر ترکیبی با آهن در ساخت استیل، می‌توان به منگنز، سیلیسیم، کروم و کربن … اشاره کرد. در این مقاله همراه ما باشید تا به مطالعه عناوین زیر بپردازیم:
- خواص استیل
- استیل از نظر مغناطیس
- انواع ورق استیل‌ها
- موارد استفاده ورق استیل
- انواع گریدهای استیل
- انواع فولادهای ضد زنگ
خواص استیل
در فولاد ساده کربنی به جز آهن و کربن، عنصر دیگری وجود ندارد. اما اضافه کردن عنصر کروم به آن سبب تولید استیل ضدزنگ یا اصطلاحاً استنلس استیل خواهد شد. همانطور که گفته شد، اضافه کردن حداقل 5 تا 10 درصد عنصر کروم سبب واکنش با اکسیژن هوا شده که در نتیجه اکسید کرومی به عنوان روکش در آلیاژ استیل به وجود می‌آید.
این لایه محافظ با چشم دیده نمی‌شود و ارتباط بین فلز با هوا را از بین برده و مانع از زنگ زدگی فلز خواهد شد. لازم به ذکر است که استفاده از عناصری چون نیکل و مولیبدن باعث تقویت این لایه شده و خاصیت ضد زنگ بودن استیل را افزایش خواهد داد. برخی خواص استنلس استیـل‌ها عبارتند از: مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت، عمر طولانی و مفید و ظاهر جذاب.
استیـل یا فولاد به طور کلی به دو دسته ساده کربنی و آلیاژی تقسیم می‌شوند. در فولاد ساده کربنی بجز کربن و بعضی عناصر معمول ( مثل سیلیسیم ، منگنز ، گوگرد و فسفر ) عنصر دیگری وجود ندارد. با افزودن برخی عناصر به آهن آلیاژهایی تولید می‌شود که خواص بسیار عالی دارند. به عنوان مثال با اضافه نمودن کروم به آهن، استیل ضد زنگ یا استنلس استیل بدست آمده که در مقابل خوردگی‌های مختلف مقاومت بالایی دارد.
استیل از نظر مغناطیس
استیل بگیر و نگیر اصطلاحی است که در مورد استیل‌ها به کار می‌رود. استنلس بگیر یا غیر مغناطیسی پر مصرف ترین استنلس استیـل در این گروه نوع (AISI 430) می‌باشد. این نوع از استنلس‌ها در شرایطی که حفظ ظاهر در اولویت بوده و شرایط سخت محیطی موجود نمی‌باشد، دارای کاربرد فراوانی هستند. افزایش کروم و مولیبدن در این نوع از استنلس‌ها باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی شده و اضافه نمودن تیتانیوم و نیوبیوم نیز خاصیت جوش پذیری را افزایش می‌دهند.
در استیل نگیر یا مغناطیسی آلیاژ ۳۰۴ با ترکیب نیکل ۱۰-۸ درصد و کروم ۲۰-۱۸ درصد و کربن حداکثر ۸۰/۰ درصد به عنوان استنلس پایه شناخته می‌شود و با تغییر ترکیب آلیاژی، استنلس استیـل ۳۰۴ یا ۴۳۰۱ /۱ حصول می‌گردد.
ورق استیـل‌ها از آلیاژ استنلس استیل ساخته می‌شود که به صورت شمش‌های با ضخامت بالای مستطیل شکل هستند و پس از رسیدن به دمای مورد نظر و ذوب شدن توسط غلطک‌های مخصوص موجود صاف شده و به اندازه و ضخامت مورد نظر در می‌آید. ورق استیل نیز مانند ورق گالوانیزه و ورق‌های روغنی به دو صورت رول و شیت عرضه می‌گردد.
فلزات مختلفی وجود دارند که می‌توان آنها را به ورق استیل تبدیل کرد از جمله: آلومینیوم، برنج، مس، فولاد، قلع، نیکل و تیتانیوم. برخی از ورق‌های استیل مهم برای کارهای دکوراتیو عبارتند از نقره، طلا و پلاتین. تمام این ورق‌ها دارای ویژگی‌های استیـل هستند به این معنا که به راحتی خورده و یا دچار زنگ زدگی نمی‌شوند. ورق استیـل در صنعت خودروسازی، بدنه و بال‌های هواپیما، کارهای پزشکی، سقف‌های ساختمان‌ها و در کارهای معماری و در بسیاری از جاهای دیگر کاربرد دارد.
انواع ورق استیل‌ها
1-ورق استیل ضد خش
از جمله این ورق استیـل‌ها می‌توان به هاردلوکس و دیلیدور اشاره کرد. ضد خش بودن به معنی مقاومت بالا در مقابل خوردگی و ضربه‌های فیزیکی است. از این نوع ورق استیـل در صنعت و مخزن سازی استفاده می‌شود. دلیل وجود و افزایش این سختی استفاده و افزایش آلیاژهایی مانند تیتانیوم، منگنز، کروم و مولبیدن ... می‌باشد.
2-ورق استیل ضد سایش
ورق استیل ضد سایش در صنعت و مخزن سازی طوری ساخته می‌شود که در مقابل تغییر شکل‌های ناخواسته مقاومت نشان می‌دهد. دلیل این امر وجود ترکیباتی از منگنز و مولبیدن است. این آلیاژها علاوه بر خاصیت ضد زنگ زدگی باعث ایجاد سختی در ورق استیـل‌ها نیز می‌شود که از ساییدگی و کاهش ضخامت آن نیز جلوگیری می‌کند.
3-ورق استیل ضخیم
ورق استیـل‌های با ضخامت بیشتر از 20 میلی متر را ضخیم می‌گویند که در موارد صنعتی به کار می‌رود. آلیاژ به کار رفته در آن کروم، نیکل، آهن سایش و مقاوم در برابر حرارت بودن از ویژگی‌های این نوع ورق استیـل می‌باشد.
موارد استفاده ورق استیل
- مصرف صنعتی
- ساخت مخازن، ساخت استراکچر
- مصارف دارویی و غذایی
- انتقال مواد داروئی و غذایی، ظروف نگه داری شیر و مخازن نگه داری مواد اولیه ی خوراکی ...
- مصارف تزئینی و دکور
- ورق استیل براق، ورق استیل طرح دار، ورق استیل طلای ...
انواع گریدهای استیل
میزان استفاده از عناصری چون نیکل، کربن و کروم … سبب پدید آمدن انواع آلیاژ استیل می‌شود. استیتل دارای گریدهای مختلفی است. به طور کلی 95 درصد استیل‌های مورد استفاده و تعریف شده در 3 گروه دسته بندی می‌شوند که با یک عدد نمایش داده خواهند شد. در ادامه به این 3 گروه آلیاژهای استیل اشاره خواهیم کرد.
1-آلیاژ استیل 201
آلیاژ استیل 201 در واقع نوعی استیل ضدزنگ به شمار می‌آید که به میزان نصف آلیاژ مرسوم، نیکل در آن وجود دارد و مقدار نیتروژن و منگنز آن افزایش یافته است. قیمت این آلیاژ در مقایسه با سایر آلیاژها ارزان تر است. استیتل 201 نوعی فلز آستنیتی بوده که به دلیل میزان زیاد کروم و نیکل در آن و مقدار کمی کربن به یک استنلس غیر مغناطیسی تبدیل شده است.
مصارف این نوع آلیاژ عبارتند از: ساخت ماشین آلات صنایع غذایی و دارویی، صنایع آشپزخانه صنعتی، ساخت انواع یراق آلات، مبلمان و دکوراسیون محیطهای اداری، خانگی، فروشگاهی، ساخت انواع درب و پنجره استیل، انواع مخزن، استفاده در کشتی‌های حامل مایعات و ساخت نرده ...
2-آلیاژ استیل 304
استیل 304 نیز مانند آلیاژ 201 ضدزنگ بوده که به اصلاح نگیر گفته می شود. جذب آهن ربا به این نوع استیتل ممکن نخواهد بود. در ترکیبات تشکیل دهنده این استیل نیز مقداری کرم و نیکل وجود دارد که خاصیت مقاومت در برابر رطوبت را در این آلیاژ افزایش می دهد. آلیاژ استیل 304 نیز به دلیل برخورداری از خاصیت عدم زنگ زدگی و مقاومت در برابر خوردگی به منظورهای مختلفی استفاده می شود مانند: ساخت قاشق و چنگال، ساخت سینک استیل آشپزخانه، پروفیل های استیل، ساخت انواع شیرآلات و یراق آلات و ساخت درب و پنجره استیل ...
3-آلیاژ استیل 316
آلیاژ 316 استنلس استیلی آستنیتی شامل مولیبدن است. این افزودنی مقاومت عمومی در برابر خوردگی را افزایش داده، مقاومت خوردگی حفره ای در برابر محلول های دارای یون کلر را بهبود بخشیده و استحکام در دماهای بالا را افزایش می دهد. خواص این آلیاژ مشابه 304 است با این تفاوت که 316 در دماهای بالا قوی تر است. مقاومت در برابر خوردگی، مخصوصاً در مقابل سولفوریک اسید، هیدروکلریک اسید، استیک اسید، فورمیک اسید، تانتاریک اسید، کلریدهای سولفات، و آلکالین بسیار بالا می باشد. نوع آلیاژ اصلاح شده با درصد پایین تر کربن جهت به حداقل رساندن ته نشینی کاربیدهای مضر در جوشکاری می باشد.
انواع فولادهای ضد زنگ
1-آستنیتی
فولاد ضد زنگ آستنیتی بیشترین مورد استفاده را در بین انواع دیگر فولادهای زنگ نزن داشته و تقریباً ۸۰% بازار جهان را به خود اختصاص داده است. در ساختار آن حداقل ۷% عنصر نیکل قرار دارد که ساختار فولاد را تماما آستنیتی نموده و باعث گردیده فولاد خاصیت انعطاف پذیر، مقاوم برای کاربرد در دماهای بالا، غیرمغناطیسی و قابلیت جوشکاری مساعد از خود نشان دهد.
بنابراین مشخصه اصلی این طبقه از فولادهای زنگ نزن، سهولت جوشکاری و مقاومت به خوردگی، نرم و انعطاف‌پذیر بودن برای کارسرد و غیرمغناطیس بودن آنها می‌باشد. طبق آنچه بدان اشاره گردید، فولادهای زنگ نزن را برای استفاده در محیطهای اتمسفری، آب دریا و انواع مختلف محیطهای شیمیایی انتخاب می‌کنند. اما بستگی به نوع محیط، باید فولاد با ترکیب شیمیایی مناسب انتخاب شود.
2-فریتی
این دسته از فولادهای ضدزنگ خاصیت مغناطیسی و خواص فیزیکی و مکانیکی مناسبی دارند. عنصر آلیاژی عمده دراین گروه کروم در حد کافی جهت پایدار کردن کامل فازفریت می‌باشد. به منظور جلوگیری از تشکیل فازهایی که در رابطه با انعطاف پذیری و چقرمگی مخرب‌اند، سریع سرد کردن این نوع فولادها که حاوی درصد زیادتری از عناصر آلیاژی هستند الزامی است. فولادهای ضدزنگ فریتی خواصی مشابه به فولاد ساده کربنی داشته با این تفاوت که مقاومت آنها دربرابر خوردگی به مراتب بهتراست. عموماً این فولادها حاوی مقادیر بین ۱۲ تا ۱۷ درصد کروم درساختار خود بوده که فولادهای با مقادیر حدود 12 درصد کروم بیشتر برای کاربرد در استراکچرها و فولادهای بامقادیر حدود ۱۷ درصد کروم بیشتر در بویلرها، ماشین های لباسشویی، دکوراسیون داخلی و لوازم خانگی به کارمی‌روند.
3-آستنیتی – فریتی
این دسته از فولادهای ضدزنگ هر دو ساختارمتالورژیکی مربوط به فازهای فریت و آستنیت را همزمان در خود داشته از این رو آن ها را فولادهای ضدزنگ نیز نامگذاری کرده‌اند. این فولادها حاوی مقادیری از عنصر نیکل به منظور پایدارکننده فاز آستنیت و حصول خواص انعطاف پذیری، همچنین مقادیری از عنصر کروم به منظور پایدارکننده فازفریت و حصول خواص استحکام و چقرمگی مناسب در فولاد می‌باشند. این نوع از فولاد در صنایع پتروشیمی، کاغذسازی، قند و نیشکر همچنین کشتی سازی کاربرد دارد.
4- مارتنزیتی
برای بسیاری از کاربردها که مستلزم مقاومت دربرابر خوردگی است و نیاز به استحکام بالا، سختی بالا، مقاومت به سایش و حفظ لبه های تیز و زوایا درقطعه است، از فولادهای مارتنزیتی استفاده می‌کنند. این فولادها را می‌توان ابتدا آهنگری نمود و سپس با آستنیته و سریع سردکردن (تشکیل مارتنزیت) و باز پخت دادن، عملیات حرارتی کرد. فولاد ضدزنگ مارتنزیتی خاصیت مغناطیسی داشته و قابلیت حصول محدوده متغیر از سختی را دارد. برای ساخت بلید توربین های بخار از این نوع فولاد استفاده می گردد.
منبع:گروه تأمین محتوای فولاد24