با انواع استیل آشنا شوید… 2

نگاهی کلی به استنلس استیل

برای دانستن این موضوع که استیل چیست ؟ در ابتدا لازم است تا با ماهیتی که آهن دارد، آشنا شویم. آهن از پرکاربردترین فلزاتی است که از آن در صنعت و در ساخت ماشین آلات مختلف استفاده می شود. تولید آهن بعد از حذف کردن اکسیژن و دیگر ناخالصی هایی که در سنگ آهن وجود دارد، انجام می گیرد. تبدیل شدن آهن به فولاد یا استیل در اثر ترکیب آن با کربن، فولاد بازیافتی و دیگر عناصر شکل می گیرد. استیل در واقع آلیاژی از آهن است که در ترکیبات آن کمتر از 2درصد کربن، 1درصد منگنز و مقادیر کمی از سیلیسیم، فسفر، گوگرد و اکسیژن وجود دارد. استیل یکی از مهمترین موادی است که در صنعت کاربرد بسیار بالایی دارد و به جرات می توان گفت که در تمامی جنبه های زندگی انسان از انواع استیل استفاده می شود.

از جمله صنایعی که استیل در آنها کاربرد بالایی دارد، صنعت خودروسازی، کشتی سازی، در ساخت محصولات ساختمانی، لوازم خانگی مانند یخچال، فریزر، ماشین لباسشویی است. حتی در بخش های پزشکی نیز در ساخت انواع تجهیزاتی که در این صنعت کاربرد بالایی دارد، می توانیم شاهد استفاده از  استیل باشیم. بسیاری از افراد بر این باورند که استیل نوعی فلز است، در حالی که اشتباه است. استیل آلیاژی از آهن می باشد که حدود 2 درصد کربن در آن وجود دارد. هر چه مقدار کربن بیشتر باشد، سختی و مقاومت آن زیاد شده و از شکل پذیری آن نیز کاسته می شود. حالا زمان آن رسیده تا با انواع استیل و خواص و کاربردهای آن در صنعت آشنا شویم.

با انواع استیل آشنا شویم!

آستنیتیک (Austenitic)

این فولاد در سری های 200 و 300 قرار دارد و با ترکیب 16 تا 30 درصد کروم و 2تا 20 درصد نیکل تشکیل می گردد و از بزرگترین خانواده استیل ها به شمار می رود. از ویژگی هایی که در مورد این نوع استیل می توان ذکر کرد این است که دارای سطح با کیفیتی بوده و مقاومت بالایی در برابر سایش و خوردگی دارد. آستنیتیک در واقع از محبوب ترین استیل هایی است که در صنایع مختلف از آن استفاده می شود. از معروف ترین این آلیاژ، استیل 304 است. البته انواع استیل آستنیتیک وجود دارد.

فریتیک (Ferritic)

حدود 25 درصد استیل کل جهان را استیل فریتی تشکیل می دهد. از ویژگی های اصلی این نوع استیل، جذب شدید آن توسط آهن ربا است.

مارتنزیتیک (Martensitic)

استیل مارتنزیتیک از آنجا که دارای مقاومت و سختی بالایی است از آن در عملیات حرارتی استفاده می کنند. طیف وسیعی از آلیاژهای این استیل دارای  11 تا 17درصد کروم هستند. گریدهای استیل فوق در حالت آنیل و سخت شده، خاصیت مغناطیسی دارند.

داپلکس (Duplex)

استیل داپلکس دارای حدود 11 درصد کروم است و در برابر خوردگی مقاومت خوبی از خود نشان می دهد. این استیل ها از ترکیب استیل های فریتی و آستینیتی تولید می شوند. این عامل باعث شده مقاومت چند برابری در مقابل خوردگی از خود نشان دهند.

انواع گریدهای استنلس استیل

اینکه استیل دارای چندین گرید مختلف است، به دلیل وجود عناصری مانند نیکل، کروم و …  در آن است. در حالت کلی حدود 95درصد از استیل ها در 3گروه اصلی قرار دارند. استیل های گروه 200، 300 و 400. انواع استیل های گروه 300 شامل 302، 303، 304، 305، 308، 310، 314، 316، 317، 321، 347، 348 است. استیل گروه 400 تشکیل شده از 410، 420، 430، 443، 409، 441،  می باشد. در نهایت استیل گروه 200 که شامل  201، 202، 205 است. لازم به ذکر است که استفاده از استیل های گروه 300 و 400 بیشتر از گروه 200 است. در زیر در مورد برخی از مهم ترین گریدهای استیل گروه های 300 و 400 توضیحاتی آورده شده است.

استیل 310

این فولاد ضد زنگ در دمای بالا خواص بسیار عالی داشته و جوش پذیری و شکل پذیری آن فوق العاده است. مقادیر کروم و نیکل در این نوع استیل زیاد بوده و این امر باعث می شود مقاومت آن در برابر خوردگی و اکسیداسیون بالا باشد. در برخی از موارد استفاده از این استیل به دیگر استیل ها، مانند 403 و 309 ترجیح داده می شود.

استیل 314

در میان سری های فولاد کروم نیکل، این استیل دارای مقاومت بالایی در برابر حرارت است. سیلیکونی که در محتویات این استیل بکار برده شده باعث افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی شده است.

استیل 304

رایج ترین گرید استیل، استیل 304 بوده که از نوع آستنیتی است. در واقع تمامی استیل های گروه 300 آستنیتی می باشند. در ساختار این گرید از مقادیر بالایی کروم و نیکل استفاده شده و از آن در ساخت تجهیزات کاربردی در فرآیندهای شیمیایی، صنایع غذایی، لبنی و آشامیدنی استفاده می کنند. استحکام، مقاومت و عدم خورده شدگی از ویژگی های بسیار مهم و بارز استیل 304 به شمار می رود. امروزه سازمان ها و کارخانجات بزرگی وجود دارند که از این نوع استیل در ساخت دستگاه های خود استفاده می کنند. گروه ماشین سازی هیمورا از تولید کنندگان تجهیزات صنعتی و نیمه صنعتی در کشور است که در ساخت دستگاه های مختلف خود اعم از تجهیزات لبنیاتی از این آلیاژ استفاده کرده است.

استیل 410

استیل های گرید 400 در گروه مارتنزیت قرار دارند. استیل 410 نمونه ای بازر از انواع استیل بوده  و از ویژگی های بسیار مهم آن، مقاومت در برابر خوردگی، استحکام بالا و سختی است. استیل فوق در شرایط آنیل و سخت شده کاملا مغناطیسی می باشد. جهت بهبود خواص استیل 410 می توان آن را در معرض حرارت بالا قرار داد. از استیل 410 در تجهیزاتی که خوردگی و خواص مکانیکی در آنها زیاد اهمیت ندارد، استفاده می کنند. برای مثال در ساخت فنرهای تخت، چاقو، ابزار آشپزخانه و تجهیزاتی مشابه این موارد استفاده می کنند.

استیل 420

استیل 420 در گروه مارتنزیتی قرار دارد و استحکام و سختی بالایی داشته و از نوع استیل های بگیر است. مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری  این استیل بسیار ضعیف است و مقاومت کششی بسیار خوبی دارد. برای اینکه بتوان خواص مکانیکی این استیل را بهبود بخشید، از عملیات حرارتی و یا گرم کاری استفاده می کنند. موارد کاربردی که در مورد استیل 420 می توان ذکر کرد در ساخت نازل ها، شیرها، خط کش ها و … است.

توضیحاتی در مورد استیل 316

این استیل از متداول ترین فولادهای ضد زنگ است که ویژگی هایی مکانیکی و فیزیکی مانند استیل 304 را دارد، البته دارای تفاوت های بسیار زیادی نیز هستند. از ویژگی های بارز استیل 316 این است که خاصیت شکل دهی و جوشکاری عالی داشته و از آن می توان در ساخت ترمز و همچنین در زمینه های صنعتی، معماری و حمل و نقل نیز استفاده کرد. در زمان جوشکاری هایی که بر روی مقاطع نازک انجام می گیرد، این استیل نیازی به بازپخت بعد از جوش ندارد.

در ساخت استیل فوق از مقادیر بالایی کروم و نیکل استفاده شده و حاوی سیلیکون، منگنز و کربن است. استیل 316 بهترین گزینه برای فولاد ضد زنگ آستنیتی است که در ساخت تجهیزات دریایی از آن استفاده می کنند. از جمله کاربردهایی که این استیل دارد، تجهیزات ذخیره سازی مواد شیمیایی، تجهیزات پالایشگاهی، تجهیزات پزشکی و محیط های دریایی است که دارای کلرید هستند. استفاده از انواع استیل در صنعت با توجه به ویژگی هایی که هر گرید استیل دارد، انجام می گیرد.

استیل 430 چه ویژگی هایی دارد؟

آلیاژ فوق نماینده فولادهای فریتی بوده و میزان انبساط گرمایی خوب و مقاومت در برابر اکسیداسیون را داشته و شکل پذیری خوبی نیز دارد. از جمله موارد استفاده آن در ساخت لوازم غذاخوری، کاردو چنگال، سینک ظرفشویی، لوازم خانگی الکتریکی و تجهیزاتی  است که در برابر حرارت قرار می گیرند. استیل 430 جایگزین عالی برای استفاده به جای استیل 304 است.ا ین استیل همان طور که در بالا گفته شد، از نوع استیل های فریتیک بوده و دارای قابلیت های بسیار ویژه ای است.

مقاومت در برابر خوردگی و انعطاف پذیری که این استیل دارد بسیار بالا و خوب است. از دیگر ویژگی هایی که می توانیم در مورد استیل فوق ذکر کنیم، خاصیت مغناطیسی و جذب آهن ربا است. در کارهای شیمیایی بیشتر از این استیل که در برابر اسید نیتریک مقاوم است، استفاده می کنند. این استیل دارای ویژگی هایی نظیر 434 است. لازم به ذکر است که تمامی استیل هایی که در گروه فریتیک قرار دارند از مقاومت خوبی در برابر خوردگی برخوردارند و به خوبی می توان آنها را صیقل داد. مقاومت استیل 430 در برابر اکسیداسیون بسیار بالا بوده و در دمای اتاق تمایل به شکنندگی دارد، به ویژه زمانی که در محدوده 400- 600 درجه سانتی گراد به مدت طولانی  قرار گیرد. در انجام هر نوع جوشکاری، این استیل باید در دمای 150-200 درجه سانتی گراد  قرار بگیرد.

گروه های اصلی استیل

• مغناطیسی (بگیر)
• غیرمغناطیسی (نگیر)

استیل بگیر و نگیر چیست؟

آلیاژهای فراوانی وجود دارند که در ساخت ورق های استیل از آنها استفاده کرده اند. در طبقه بندی که انجام شده انواع استیل را به دو گروه بگیر و نگیر تقسیم کرده اند. تفاوت اصلی که این استیل ها با یکدیگر دارند در وجود  نوعی ماده  می باشد که در آنها استفاده شده است. ورق های استیل نگیر دارای کروم بسیار زیادی هستند و برعکس آن در مورد استیل بگیر است که مقدار کروم آن بسیار کمتر می باشد. استیل های بگیر دارای قیمت بیشتری نسبت به نمونه های نگیر هستند و استفاده از آنها فراگیرتر است.

انواعی از ورق های استیل بگیر و نگیر وجود دارند که می توان آنها را در یک گروه جای داد. برای مثال ورق های استیل بگیر ضد زنگ فریتیک مانند گریدهای 409، 430 و 439 است که بارز ترین آنها 430 می باشد و ورق های استیل بگیر ضد زنگ ماتنزیتی مانند 410، 420 و 440 هستند. از دیگر ورق های استیل نگیر می توان به استیل 304 اشاره کرد که به دلیل وجود درصد کربن پایین قابلیت جوشکاری، فرم دهی و سخت کاری با عملیات حرارتی را دارد. لازم به ذکر است که استیل های نگیر زیر دسته استیل نسوز قرار دارند.

چرا استیل زنگ نمی زند؟

استیل ضد زنگ که در اصطلاح به آن فولاد ضد رنگ نیز گفته می شود، در برابر خوردگی بسیار مقاوم می باشد. دلیل اصلی عدم زنگ زدگی آن ناشی از ایجاد یک لایه غیر فعال بسیار چسبنده و متراکم بر روی آن است که مانع از تماس فلز با سطحی که خورنده است، می گردد. برای ایجاد این پدیده نیاز است که حدود 11 درصد کروم در ترکیب فولاد وجود داشته باشد.

کروم زمانی که با اکسیژن ترکیب می شود باعث تشکیل اکسید کروم بر روی سطح فولاد می گردد و این عامل از نفوذ اکسیژن در لایه های زیرین جلوگیری کرده و در نتیجه از زنگ زدن استیل و یا همان اکسید شدنش جلوگیری می کند. با وجود حتی مقدار کمی کروم، اگر خراشی نیز بر روی فولاد ایجاد شود و لایه نازک اکسید کروم از بین برود، فولاد این قابلیت را دارد که خودش را ترمیم کرده و لایه ای از اکسید کروم را ایجاد کند. ضد زنگ بودن استیل باعث استفاده بسیار گسترده از آن در صنایع مختلف شده است.

آیا استیل، قابل بازیافت است؟

قبل از پرداختن به این موضوع ابتدا لازم است چند سوال مطرح گردد، آیا واقعا می توان فولاد را به صورت کاملا بازیافت کرد؟ روند انجام آن چگونه است؟ آیا بعد از بازیافت می توان از انواع استیل بازیافت شده در ساخت تجهیزات صنعتی استفاده کرد؟

در پاسخ به سوال اول باید گفت که، بله، استیل قابل بازیافت است و این عامل باعث شده مزیت اقتصادی استفاده از آن بیشتر بوده و برای محیط زیست نیز پر فایده باشد. استیل را می توان در مراکز بازیافت آن ذوب کرده و با استفاده از قالب به آن شکل داد. استیل در کنار آلومینیوم از بازیافت پذیر ترین آلیاژها است و این عامل موجب استفاده زیاد از آن در تمامی صنایع شده است. همان گونه که در بالا نیز ذکر شد، برخی از گریدهای استیل دارای خاصیت مغناطیسی هستند و این باعث می گردد بتوان از زباله های مخلوط به راحتی جدا کرده و به بخش بازیافت انتقال داد. البته بیان این نکته خالی از لطف نیست که بازیافت استیل خود دارای چالش های فراوانی است. اما به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارد از آن در بخش وسیعی از صنعت استفاده می کنند.

نتیجه گیری

استیل آلیاژی از آهن است که دارای تنوع بالایی بوده و از آن در ساخت تجهیزات صنعتی مختلف استفاده می کنند. گریدهای مختلفی از استیل وجود دارند که ویژگی های متفاوتی داشته و از آنها در ساخت تجهیزات صنعتی مختلف استفاده می کنند. از پرکاربردترین گریدهای استیل می توان به استیل 304، 430، 316 و … اشاره کرد. در ساخت هر دستگاه صنعتی در ابتدا به ویژگی که استیل دارد، توجه می کنند. از دلایل بسیار مهمی که باعث استفاده بسیار بالا از استیل شده، قابل بازیافت بودن و استفاده مجدد از آن است. گروه ماشین سازی هیمورا از سازندگان تجهیزات صنعتی در کشور است که از گریدهای مختلف استیل در ساخت آنها استفاده کرده است.