فولاد، دارای آلیاژهای مختلفی است که یکی از خانواده‌های آلیاژی بسیار مهم آن را می‌توان انواع آلیاژهای استیل دانست.
آلیاژهای استیل، با مقاومت به خوردگی بسیار خوب و در عین حال داشتن مقاومت و استحکام عالی، در انواع صنایعی که با مواد خورنده سروکار دارند مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله، به تفصیل خواهیم گفت که استیل چیست و چه انواعی دارد.
تعریف استیل
در ابتدای مقاله، باید بگوییم که استیل چیست و منظور از استیل، چه نوع آلیاژی است؟
در زبان انگلیسی، واژه استیل (steel) به تمام مقاطع فولادی اطلاق می‌شود و در واقع آلیاژهای فولاد زنگ نزن را با نام استنلس استیل (stainless steel) می‌شناسند. اما در بازار ایران، منظور از استیل همان فولادهای زنگ نزن یا استنلس استیل است که مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی در محیط‌های خورنده دارند.
استیل نیز همانند دیگر آلیاژهای فولادی، از عناصر آهن و کربن به همراه چندین عنصر آلیاژی ساخته می‌شود. حضور کروم و نیکل در استیل، منجر می‌شود که این آلیاژ، خواص مقاوم به خوردگی داشته باشد. در ادامه، بیشتر درباره ترکیب شیمیایی استیل و انواع آلیاژهای آن بحث خواهیم کرد.
ترکیب شیمیایی استنلس استیل چیست؟
به طور کلی، واژه استیل به خانواده بزرگی از انواع فولادهای زنگ نزن اطلاق می‌شود که ترکیب شیمیایی هر گرید، با گرید دیگر متفاوت است.
در ترکیب شیمیایی تمام گریدهای استیل، کروم عنصری الزامی است که مورد استفاده قرار می‌گیرد. در تمامی گریدهای استیل، بین ۱۲ تا ۲۰ درصد کروم وجود دارد. عنصر نیکل، عنصر مهم دیگری است که در بسیاری از گریدهای این آلیاژ مورد استفاده قرار می‌گیرد اما در برخی دیگر، حضور آن را نمی‌توان مشاهده کرد. افزایش نیکل به بیش از ۵ درصد، مقاومت خوردگی را افزایش می‌دهد.
به عنوان مثال، نیکل در تمام گریدهای سری ۲۰۰ و ۳۰۰ دیده می‌شود اما برخی گریدهای سری ۴۰۰، این عنصر را ندارند.
عناصر دیگر مانند مولیبدن، منگنز، سیلیسیم، فسفر، گوگرد و نیتروژن را از جمله عناصری می‌توان دانست که در برخی از گریدهای استیل مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از این عناصر بر مقاومت به خوردگی، اثر مثبت دارند. به عنوان مثال، مولیبدن در استیل ۳۱۶، منجر به بهبود خواص خوردگی آن در محیط‌های اسیدی و دریایی می‌شود.
آلیاژهای استیل، خاصیت مقاومت به خوردگی خود را از عنصر کروم دارند. عنصر کروم، با تشکیل یک لایه پسیو روی سطح فلز، از تماس سطح آن با رطوبت و محیط‌های خورنده دیگر جلوگیری می‌کند. گفتنیست که هر گرید استیل، مناسب برای محیط خاصی است.
قیمت ورق استیل در گریدهای مختلف، بسته به ترکیب شیمیایی، خواص و کاربرد آن، تفاوت دارد.
انواع استیل
بر اساس ریزساختار فولادها، آنها را در چهار دسته اصلی تقسیم‌بندی می‌کنند. البته گفتنیست که ریزساختار، خود تحت تاثیر ترکیب شیمیایی مشخص می‌شود.
استیل های آستنیتی
می‌توان گفت که بیش از ۸۰ درصد مصرف صنایع، از این نوع استیل است. استیل‌های آستنیتی که فولادهای زنگ نزن سری ۲۰۰ و ۳۰۰ را شامل می‌شوند، در ترکیب شیمیایی خود، نیکل دارند که ضمن افزایش مقاومت به خوردگی، خواصی چون شکل‌پذیری مناسب را ایجاد می‌کنند.
استیل‌های آستنیتی با ساختار FCC، خاصیت مغناطیسی نداشته و با نام استیل نگیر نیز شناخته می‌شوند. به دلیل جوش‌پذیری ضعیف این خانواده، برخی از آلیاژهای آن را با کربن کمتر تولید می‌کنند که در نوع کم کربن آنها، جوش‌پذیری بهبود می‌یابد. کاهش کربن، قابلیت عملیات حرارتی را نیز افزایش داده و از تشکیل کاربیدهای کروم که حساسیت به خوردگی را افزایش می‌دهد، جلوگیری می‌کند.
کاربرد استیل آستنیتی
به دلیل مقاومت به حرارت و خوردگی و همچنین شکل‌پذیری و استحکام خوب این آلیاژها، از آنها در صنایعی چون صنایع پزشکی، اتومبیل سازی و هوا و فضا استفاده می‌شود. مخازن نگهدارنده مواد شیمیایی، لوازم آشپزخانه و لوله‌های صنعتی بسیاری را نیز از این آلیاژها می‌سازند.
استیل های فریتی
استیل‌های گروه دیگر، با ساختار فریتی و فاز پایدار BCC، دارای خاصیت مغناطیسی بوده و به همین دلیل به نام استیل بگیر نیز شناخته می‌شوند. این استیل‌ها که فولادهای زنگ نزن سری ۴۰۰ را شامل می‌شوند، مقدار کروم کمتری نسبت به گروه آستنیتی دارند و به همین دلیل به قیمت مناسب‌تر نسبت به آنها، همچون قیمت هر کیلو استیل ۳۰۴، به فروش می‌رسند چرا که نیکل، از جمله فلزات گران‌قیمت به شمار می‌رود.
مقدار کروم در این خانواده، با توجه به هر گرید می‌تواند از ۱۰٫۵ تا ۲۷ درصد متغیر باشد و خواص مقاومت به خوردگی خوبی را ایجاد نماید.
کاربرد استیل فریتی
این نوع فولادهای زنگ نزن، در دکوراسیون داخلی و لوازم خانگی کاربرد دارند. در ساختمان سازی و به عنوان ورق پوششی نیز این نوع استیل مورد استفاده قرار می‌گیرد.
استیل های آستنیتی – فریتی
استیل های آستنیتی – فریتی یا داپلکس، هر دو ساختار فریت و آستنیت را به طور همزمان دارند و از این جهت، با نام داپلکس نیز شناخته می‌شوند. حضور نیکل، پایدار شدن فاز آستنیت و ایجاد خاصیت انعطاف‌پذیری در آنها را به همراه دارد.
از سوی دیگر، عنصر کروم فاز فریت را پایدارتر کرده و موحب استحکام و چقرمگی خوب در این استیل می‌شود. در ترکیب شیمیایی این نوع فولاد، عنصر مولیبدن نیز وجود دارد که مقاومت به خوردگی آن را افزایش می‌دهد.
کاربردهای استیل داپلکس
در صنایع پتروشیمی، کاغذسازی، قند و نیشکر و همچنین کشتی‌سازی، از استیل های دوپلکس استفاده می‌شود.
استیل مارتنزیتی
استیل های مارتنزیتی با استحکام، سختی و مقاومت به سایش بسیار بالا در کاربردهایی که نیاز به حفظ لبه و زاویه در قطعه است، استفاده می‌شوند. فولادهای مارتنزیتی در چهار نوع استیل کروم‌دار، استیل کروم – نیکل‌دار، مقاوم به خزش و پیر سختی‌پذیر قرار می‌گیرند. گفتنیست که این نوع استیل های با قابلیت عملیات حرارتی، به طور کلی خواص مکانیکی بسیار خوبی دارند. آلیاژهای این گروه دارای خاصیت مغناطیسی و درنتیجه، بگیر هستند.
کاربرد استنلس استیل مارتنزیتی
در ساخت پیستون، شیرآلات، اتصالات، پیچ و مهره، پروانه و شفت از استیل‌های مارتنزیتی چون فولاد ۴۱۰ استفاده می‌شود. از دیگر کاربردهای این گروه می‌توان به استفاده در محیط‌های خطرناک شیمیایی، صنایع پتروشیمی، نفت و گاز و کشتی‌سازی اشاره کرد.
پرکاربردترین انواع گرید استیل چیست؟
برخی از گریدها، به دلیل خواص مطلوب در کنار داشتن قیمت مناسب، کاربرد بالاتری نسبت به سایر گریدهای استیل دارند که در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم:
استیل ۴۱۰ بگیر
استیل ۴۱۰ با خاصیت مغناطیسی، ارزان‌ترین استیل از خانواده بگیر به شمار می‌رود که مقدار کروم در آن از انواع نگیر بیشتر، و مقدار نیکل آن نسبت به آنها کمتر است.
فولاد زنگ نزن ۴۲۰
استیل ۴۲۰، استیل بگیر دیگری با سختی و مقاومت به سایش بالا است که برای ساخت قیچی، چاقو و ابزارآلات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
استنلس استیل ۴۳۰
از گران‌ترین انواع استیل بگیر است که قابلیت عملیات حرارتی مناسبی داشته و در ساخت بدنه لوازم خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مقدار کروم از استیل ۴۱۰ تا ۴۳۰، به ترتیب افزایش می‌یابد.
استیل ۳۰۴ ، پرکاربردترین نوع استیل نگیر
یکی از پرکاربردترین انواع استیل که با نام دیگر استیل ۱۸-۸ نیز معرفی می‌شود، استیل ۳۰۴ است. این آلیاژ نگیر، در نوع کم کربن و پرکربن تولید می‌شود که نوع کم کربن آن مناسب برای جوشکاری است. قیمت ورق استیل ۳۰۴ نسبت به دیگر انواع نگیر، مناسب‌تر است.
استیل ۳۱۶
استنلس استیل ۳۱۶، حاوی مقادیری مولیبدن در کنار کروم و نیکل است و مقاومت به خوردگی بسیار خوبی نسبت به هم‌خانواده خود، استیل ۳۰۴ دارد. این گرید نیز در دو نوع کم کربن و پرکربن قابل تولید است. تفاوت این گرید با استیل ۳۰۴، حضور مولیبدن در آن است که مقاومت به خوردگی آن را خصوصا در مناطق دریایی و آب شور و برخی اسیدها، نسبت به استیل ۳۰۴، بیشتر می‌کند.
آلیاژ ۳۲۱ استیل
در ترکیب شیمیایی گرید ۳۲۱ استیل، از تیتانیوم استفاده می‌شود که منجر به بهبود خاصیت مقاومت به خوردگی مرزدانه‌ای می‌گردد و موجب می‌شود که قیمت آن نسبت به قیمت ورق استیل‌های ۳۰۴ و ۳۱۶ بیشتر باشد. این آلیاژ با مقاومت به اکسیداسیون دما بالا، به نام آلیاژ استیل نسوز نیز شناخته می‌شود.
آلیاژ ۳۱۶Ti
در این آلیاژ، مقادیر قابل توجهی تیتانیوم مورد استفاده قرار می‌گیرد که مقاومت به خوردگی مرزدانه‌ای را بهبود می‌بخشد و موجب می‌شود که این آلیاژ گران‌ترین نوع استیل‌های نگیر باشد.
استیل ۳۱۰
یکی دیگر از انواع آلیاژ استیل است که به نام استیل نسوز نیز شناخته می‌شود و مقادیر بالایی نیکل و کروم داشته و تا دماهای بیش از ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد، مقاومت حرارتی دارد.
استیل ۲۰۱
استیل ۲۰۱ از جمله استیل‌های پرتقاضا است چراکه اگرچه مقاومت به خوردگی آن نسبت به دیگر انواع کمتر است، اما نسبتا دوام مناسب و قیمت خوبی دارد که موجب می‌شود در محیط‌های مرطوب مورد استفاده قرار گیرد. گفتنیست که استفاده از این آلیاژ در محیط‌های شور و نمکی توصیه نمی‌شود.
اثر عملیات حرارتی بر استیل
در عملیات حرارتی استیل، دما در حدود ۵۰۰ تا ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد است. در این دما، کروم و کربن با هم واکنش داده و تشکیل کاربید کروم در امتداد مرزدانه می‌دهد که منجر به تخلیه کروم در اطراف مرزدانه‌ها می‌شود. این مسئله، آلیاژ را نسبت به خوردگی مرزدانه‌ای تضعیف می‌کند.
خرید انواع آلیاژ استیل از آیرومارت
بازرگانی فولاد آیرومارت، انواع ورق استیل در گریدهای مختلف آلیاژی را به همراه سرتکیفیکیت معتبر به خریداران مقاطع استیل ارائه می‌دهد.
شما می‌توانید جهت خرید ایمن انواع مقاطع فولادی از جمله استیل، با شماره تلفن ۰۲۱۴۵۳۰۶ تماس گرفته و با کارشناسان این مجموعه تماس بگیرید.
