فولاد زنگ نزن آستنیتی

فولاد زنگ نزن، به خصوص فولاد زنگ نزن آستنیتی، به دلیل استحکام، دوام و مقاومت در برابر خوردگی محبوبیت زیادی دارد. از نظر زیبایی، بسیار دلپذیر بوده و تمیز کردن و نگهداری آسانی دارد همچنین سازگار با محیط زیست است، همه این موارد فولاد ضد زنگ آستنیتی را به بهترین انتخاب برای مصارف معماری، خودرو سازی و کاربرد در تولید بسیاری از محصولات دیگر تبدیل می کند.

فولاد ضد زنگ در واقع یک اصطلاح گسترده برای اشاره به آلیاژهای مبتنی بر آهن است که حاوی کروم هستند. بیش از 100 گرید فولاد ضد زنگ وجود دارد. اینها با درصد کروم، نیکل، مولیبدن و سایر عناصر آلیاژی متمایز می شوند. هر گرید برای اهداف خاصی تولید و استفاده می شود و مزایا و معایب خاص خود را دارد.

دسته بندی فولاد زنگ نزن

گریدها در پنج دسته اصلی دسته بندی می شوند: آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی، دوبلکس، و سخت شده در اثر بارش (PH). بیایید نگاهی دقیق‌تر به فولاد ضد زنگ آستنیتی بیندازیم.

فولاد زنگ نزن آستنیتی

اصطلاح آستنیت برای توصیف آلیاژهای آهنی یا فولادی مکعبی (FCC) که دارای این نوع ساختار هستند استفاده می شود. این نام به افتخار سر ویلیام چندلر رابرتز آستن، یک انگلیسی که به دلیل مطالعاتش در مورد خواص فیزیکی فلزات شناخته شده بود، گرفته شد.

گرید آستنیتی رایج ترین نوع از فولاد ضد زنگ است این فولادها با مقاومت استثنایی خود در برابر حرارت و خوردگی، به طور گسترده در بسیاری از صنایع از جمله پزشکی، خودروسازی، هوافضا و کاربردهای صنعتی استفاده می شود. این دسته به دلیل استحکام و شکل‌پذیری بی‌نظیر و اینکه با عملیات حرارتی سخت نمی‌شود، شناخته شده است.

کاربرد های فولاد آستنیتی

فولادهای زنگ نزن آستنیتی متداول ترین نوع فولاد ضد زنگ هستند که به دلیل مقاومت عالی آنها در برابر خوردگی و حرارت است. در طیف وسیعی از صنایع از جمله صنایع هوافضا، خودروسازی، پزشکی و صنعتی استفاده می شود. در ادامه برخی از این صنایع و کاربردهای فولاد آستنیتی را مورد بررسی خواهیم داد.

کاربرد های فولاد استنیتی در پزشکی

همانطور که پیش تر گفته شد فولاد ضد زنگ آلیاژی از فولاد است که حاوی درصد بالایی از آهن و کروم است که آن را در برابر خوردگی و سایش مقاوم می کند. این فولاد ها با توجه به خواص و ترکیبات شیمیایی در گریدها و خانواده های مختلفی دسته بندی می شوند.

فولادهای زنگ نزن مورد استفاده در پزشکی عمدتا از خانواده فولاد زنگ نزن آستنیتی هستند که به دلیل شکل پذیری بالا و مقاومت در برابر خوردگی، بسیار شناخته شده هستند. فولادهای ضد زنگ گرید 304 و 316 حاوی سطوح بالایی از نیکل هستند که خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوبی را فراهم می کند و آنها را برای استفاده در صنعت پزشکی مناسب می کند.

فولاد ضد زنگ 304 چیست؟

فولاد ضد زنگ درجه 304 یک آلیاژ قوی، بادوام و مقاوم در برابر خوردگی است که از تقریباً 18٪ کروم و 8٪ نیکل تشکیل شده است. افزودن مقدار کمی کربن و منگنز باعث می شود فولاد ضد زنگ 304 در برابر اکسیداسیون مقاوم شود و تمیز کردن و استریل کردن آن آسان باشد. فولاد ضد زنگ درجه 304 دارای دمای ذوب بین 2550 تا 2650 درجه فارنهایت (1399 درجه سانتیگراد تا 1454 درجه سانتیگراد) است، اما با افزایش دمای آن استحکام کششی خود را از دست می دهد.

کاربردهای پزشکی برای فولاد ضد زنگ 304

ویژگی های فولاد ضد زنگ گرید 304 مانند مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون، شکل پذیری بالا، خواص ضد باکتریایی و تحمل حرارت، آن را برای انواع کاربردهای پزشکی مناسب می کند، از جمله:

ظروف مواد شیمیایی / ظروف زباله های خطرناک

سیم های راهنمای تخصصی

کورت ها

پیچ / پروتز / صفحه

سوزن های پزشکی

سرنگ های طبی

پروب های حسگر

نازل های گوش و حلق و بینی

سینک / کاسه / سینی / چاقو

فولاد ضد زنگ 316 چیست؟

فولاد ضد زنگ درجه 316 تقریباً از 16٪ کروم، 10٪ نیکل و 2٪ مولیبدن تشکیل شده است. غلظت بالای کروم و نیکل باعث افزایش مقاومت شیمیایی نسبت به سایر فولادهای مناسب برای مصارف پزشکی می شود. همچنین مولیبدن به تقویت مقاومت در برابر خوردگی کمک می کند.

ترکیب منحصر به فرد این آلیاژ باعث ایجاد مقاومت بهبود یافته در برابر مواد شیمیایی خشن مانند اسیدها، قلیاها و غیره می شود. اگرچه محدوده ذوب 2500 درجه فارنهایت تا 2550 درجه فارنهایت (1371 درجه سانتیگراد تا 1399 درجه سانتیگراد) کمتر از سایر فولادهای مناسب برای مصارف پزشکی وجراحی است، اما گرید 316 به اندازه کافی بادوام است تا حتی در شدیدترین فرآیندهای استریلیزاسیون مورد استفاده در صنعت پزشکی مقاومت کند.

کاربردهای پزشکی برای فولاد ضد زنگ 316

فولاد ضد زنگ گرید 316 برای کاربردهای پزشکی که به استحکام کششی بالا نیاز است یا مستلزم قرار گرفتن منظم در معرض عناصر خورنده مانند مواد شیمیایی، آب یا مایعات بدن است، ایده آل است. نمونه هایی از کاربردهای پزشکی برای فولاد ضد زنگ درجه 316 عبارتند از:

تجهیزات پردازش و ذخیره سازی مواد شیمیایی

تجهیزات پزشکی

ابزار جراحی پزشکی

تجهیزات دارویی

ایمپلنت های ارتوپدی

دریچه های مصنوعی قلب

کابرد های فولاد آستنیتی در صنعت خودرو

هنگام بحث در مورد کاربردهای ساخت خودرو از فولاد زنگ نزن آستنیتی، متوجه خواهید شد که این فولاد ها اغلب در ریل های سوخت، روزنه ها و قطعات عمیق خودرو استفاده می شود. سازندگان خودرو اغلب به دلیل شکل پذیری، مقاومت و تطبیق با شرایط محیطی به گریدهای آستنیتی توجه می کنند.

افزایش بحران انرژی، قانون انتشار دقیق آلاینده ها و قوانین ایمنی سختگیرانه، خودروسازان را ملزم کرده است تا نسبت استحکام و وزن خودرو عمکرد بهینه تری داشته باشند در نتیجه استفاده از فولادهای ضد زنگ در قسمت های مختلف خودرو بسیار رایج شده است. علاوه بر این موارد، استفاده از فولادهای ضد زنگ  زیبایی ظاهری خودرو را بهبود می بخشد و هزینه چرخه عمر را به حداقل می رساند. امروزه 45 تا 50 درصد سیستم های اگزوز در خودروها از فولاد ضد زنگ، ساخته میشود. برای بهبود کارایی، از طرح های پیچیده استفاده می شود و معیارهای عملکرد مواد سخت تر می شوند. تکنیک‌های جدیدی مانند هیدروفرمینگ لوله‌ای نیز با استفاده از فولاد ضد زنگ آستنیتی برای طرح‌های پیچیده به دلیل شکل‌پذیری بالای این گریدها در حال بررسی هستند. از فولادهای ضد زنگ در کاربردهای دیگری مانند مخزن سوخت، سپر، شاسی اتوبوس و کامیون نیز مورد استفاده قرار می گیرند. با توسعه انواع جدید فولادهای زنگ نزن آستنیتی، فریتی و مارتنزیتی، صنعت خودروسازی به شدت در حال بررسی پتانسیل آنها است.

کاربردهای صنعتی و مصرف کننده

کاربردهای صنعتی و مصرفی مواد نوار فولادی ضد زنگ آستنیتی سرد کار شامل اجزای تیغ، قطعات تولید برق، فنرها و کاترها است.

کاربردهای گریدهای آستنیتی در هوافضا

چندین کاربرد هوافضا برای فولاد زنگ نزن آستنیتی وجود دارد که برای کاربردهای نظامی و هلیکوپتری، اجزای موتور جت و ارابه فرود می باشد.

تفاوت فولاد کربنی با فولاد زنگ نزن

همه فولادها حاوی کربن هستند، اما می توان فولاد را بر اساس میزان کربن به ۳ دسته فولاد کم کربن، فولاد کربن متوسط و فولاد پر کربن تقسیم بندی کرد. تفاوت بین فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ در ترکیب آلیاژی آنها است: فولادهای ضد زنگ حداقل 10.5 درصد کروم دارند، در حالی که فولادهای کربنی باید کمتر از این مقدار داشته باشند تا بتوانند جایگاه خود را در طبقه بندی فولاد کربنی کسب کنند. با این حال، سطوح کربن در خانواده های فولاد ضد زنگ و حتی در فولادهای زنگ نزن آستنیتی نیز متفاوت است. گریدهای فولاد ضد زنگ با کربن پایین به طور قابل توجهی قابلیت های جوشکاری را بهبود بخشیده اند. هنگامی که آلیاژهای خاصی مانند فولاد ضد زنگ 304 یا 304Li را در نظر می گیرید، اگر پروژه شما نیاز به جوشکاری داشته باشد، فولاد ضد زنگ 304 لیتر انتخاب مناسب تری است.

چه چیزی یک فولاد ضد زنگ را آستنیتی می کند؟

هنگامی که نیکل یا نیتروژن به فولاد اضافه می شود، طبیعتاً به آستنیت تبدیل می شود. ترکیب شیمیایی است که گرید فولاد ضد زنگ را تعیین می کند، در حالی که ساختار کریستالی آستنیت در مواد یک ویژگی کلیدی است. در شرایط آنیل شده، توجه به این نکته مهم است که فولاد زنگ نزن آستنیتی اغلب به عنوان غیر مغناطیسی شناخته می شود، اما فولاد آستنیتی نورد سرد، یا کاهش ضخامت آن و افزایش سختی آن، مقدار خاصی از مغناطیس را به فولاد وارد می کند.

ترکیب شیمیایی فولاد آستنیتی

فولاد زنگ نزن آستنیتی دارای حداقل 10.5 درصد و 8 تا 12 درصد نیکل و همچنین نیتروژن، کربن و بسیاری از عناصر دیگر در محلول است. کروم چیزی است که به فولاد مقاومت خوردگی بالایی می دهد، در حالی که نیتروژن یک عامل سخت کننده است.

ساختار کریستالی آستنیت

یک فولاد ضد زنگ که علاوه بر ساختار شبکه مکعبی، ساختار بلوری آستنیتی را نیز در دماهای سرد و گرم دارد. نیکل، منیزیم و نیتروژن عناصر تثبیت کننده ساختار آستنیت هستند.

ویژگی های فولاد ضد زنگ آستنیتی چیست؟

فولاد ضد زنگ آستنیتی دارای ویژگی های مثبت بسیاری است که تقاضا برای آن را افزایش می دهد. این دسته تقریباً سه چهارم بازار جهانی فولاد ضد زنگ را تشکیل می دهد که ارزش آن در سال 2018 به 93.69 میلیارد دلار رسید. در ادامه برخی از ویژگی های بارز فولاد آستنیتی ذکر خواهد شد.

استحکام در دماهای بالا

فولاد ضد زنگ آستنیتی بسته به درجه حرارت تا حدود 1900 درجه فارنهایت می تواند در برابر درجه حرارت شدید مقاومت کند. البته برخی از گریدها در دمای 800 درجه فارنهایت شروع به تغییر شکل، نرم شدن یا از دست دادن قدرت می کنند.

کار سرد

فولادهای زنگ نزن آستنیتی را نمی توان از طریق عملیات حرارتی سخت کرد. فقط کار سرد می تواند استحکام آستنیتی را افزایش دهد. کار سرد به شکل دادن فلز بدون گرم کردن آن اشاره دارد که می‌توان آن را با فولاد زنگ نزن آستنیتی انجام داد.

هدایت حرارتی کمتر

گرما به آرامی از طریق فولاد ضد زنگ آستنیتی منتقل می شود. از سوی دیگر، فولاد ضد زنگ فریتی، هدایت حرارتی بالاتری دارد.

شکل پذیری

فولاد زنگ نزن آستنیتی بسیار شکل پذیر است و به نوعی همه کاره است و برای کاربردهای مختلف استفاده می شود. کار سرد در فولاد ضد زنگ آستنیتی باعث افزایش استحکام و کاهش شکل پذیری آن می شود. البته فولادهای ضد زنگ مختلف در کاربردهای مختلف نیز مزایایی دارند. فولاد زنگ نزن آستنیتی نسبت به فریت ها مستعد ترک خوردگی ناشی از تنش است.

فولاد زنگ نزن آستنیتی معمولاً مغناطیسی نیست، در حالی که فولاد ضد زنگ فریتی معمولاً مغناطیسی است. شاید تعجب کرده باشید که چرا برخی از یخچال ها مغناطیسی هستند در حالی که برخی دیگر مغناطیسی نیستند: دلیل آن این است که آنها از فولادهای ضد زنگ مختلف ساخته شده اند.

لازم به ذکر است وقتی می گوییم اینها «معمولاً» این طور هستند به این دلیل است که استثناهایی نیز وجود دارد. در واقع برخی فرآیندها یا دماها می توانند باعث شوند که ساختار کریستالی مرتب شود و ماده خاصیت مغناطیسی پیدا کند.

کاربردهای فولاد ضد زنگ آستنیتی

فولاد زنگ نزن سری 300 مبتنی بر نیکل است که فولاد زنگ نزن درجه 304 متداول ترین گرید این سری است. فولاد ۳۰۴ معمولاً حاوی 18 درصد کروم و هشت درصد نیکل است که حداقل مقدار نیکل مورد نیاز برای تبدیل فولاد ضد زنگ فریتی به آستنیتی در صورت وجود این مقدار کروم است. سری 200 دارای نیکل کم و نیتروژن یا منگنز زیاد است که آن را جایگزین ارزانتری برای سری 300 می کند. در اینجا برخی از کاربردهای فولاد زنگ نزن آستنیتی به صورت تیتر وار آورده شده است:

کاربرد های فولاد سری 300

سینک ها

لوله های هوافضا

ظروف ذخیره سازی

تانک ها

تجهیزات مواد غذایی و آشامیدنی

تجهیزات دارویی

تجهیزات معدنی و شیمیایی

کارد و چنگال

قطعات برای مبدل های کاتالیزوری

کوره ها

کاربرد های فولاد سری 200

مخازن آب خانگی

ماشین های لباسشویی

ماشین ظرفشویی

ظروف آشپزی و کارد و چنگال

قطعات خودرو

معماری داخلی

فروشگاه آلیاژ مسیحا دارای تیم هایی است که می توانند تعیین کنند که کدام گرید آستنیت برای پروژه شما مناسب تر است و بسته به مشخصات منحصر به فرد و الزامات پروژه شما، کدام متریال بهتر عمل می کند. ما می توانیم به شما کمک کنیم تا تعیین کنید که آیا به فولاد زنگ نزن آستنیتی، فریتی، مارتنزیتی، دوبلکس یا PH نیاز دارید و اینکه کدام درجه برای شما بهترین است.

برای مشاوره تخصصی و اطلاع از قیمت ها همین امروز با کارشناسان ما تماس بگیرید.

سایر کاربرد فولاد آستنیتی در صنایع مختلف

پیش تر در خصوص کاربردهای فولاد آستنیتی در صنایع مختلف مثل خودروسازی و هوافضا صحبت کردیم در این بخش به صورت مختصر نقش این فولاد را در سایر صنایع مورد بررسی قرار می دهیم.

فولاد آستنیتی در صنایع حمل و نقل و معماری

فولادهای زنگ نزن آستنیتی برای محصولات خانگی، صنعتی، حمل و نقل و معماری عمدتاً به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و همچنین شکل پذیری، استحکام و خواص آنها در دماهای بالا استفاده می شود. از آنجا که هزینه اولیه تولید آنها (تولید برای بار اول نه محصولات بازیافتی) اغلب بیشتر از مواد بازیافتی است، محبوبیت آنها به دلیل به حداقل هزینه ها در کل چرخه عمر استفاده از آنها است (منظور این است که این فولاد ها عمر مفید بالایی دارند).

فولاد آستنیت در صنایع پتروشیمی، کاغذ، غذایی و دارویی

صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی، خمیر و کاغذ، و صنایع پتروشیمی به شدت به فولادهای زنگ نزن آستنیتی وابسته هستند، زیرا مقاومت آنها در برابر خوردگی باعث هزینه کمتر نگهداری، عدم آلودگی، قابلیت تمیز کردن آسان و عمر طولانی می شود. همچنین سهولت در جوشکاری در این صنایع و کاربردها مهم است، اما عمدتا از فولاد ضد زنگ صرفاً به این دلیل استفاده می شود که مقرون به صرفه ترین ماده ای است که می تواند این کار را انجام دهد. برخلاف میلگردهای تقویت کننده بتن، که در آن کل سازه در اثر خوردگی یک قطعه یا بخش کوچک به خطر می افتد، استفاده از فولاد ضد زنگ می تواند چنین مشکلاتی را با هزینه ای اندک نسبت به هزینه کلی برطرف کند.

استحکام بالای فولاد ضد زنگ آستنیتی سرد کار شده آن را به ماده ضروری برای استفاده در خودروهای حمل و نقل و همچنین در فنرها، لنگرها،کمربند ایمنی و تیغه های چاقو تبدیل می کند.

جمع بندی کاربردهای فولاد زنگ نزن آستنیتی

فولاد ضد زنگ یکی از رایج ترین مواد مورد استفاده در جهان است. از آهن، کروم و کربن تشکیل شده است و در همه چیز از پیچ و پیچ و مهره گرفته تا خودرو، موشک، پل، راه آهن و غیره یافت می شود. اگرچه تمام فولاد ضد زنگ حاوی این سه عنصر است، اما در انواع مختلف دیگر و با ترکیبات متفاوت نیز موجود است.

مقایسه فولاد آستنیتی و فریتی

برای درک بهتر مطلب دو نوع فولاد فریتی و آستنیتی را در کنار هم بررسی خواهیم کرد. به خواندن ادامه دهید تا تفاوت این دو دسته مهم فولاد را متوجه شوید.

فولاد ضد زنگ آستنیتی چیست؟

فولاد ضد زنگ آستنیتی با ساختار کریستالی آن تعریف می شود. اصطلاح آستنیتی در واقع به ساختار کریستالی اشاره دارد. مانند سایر انواع فولاد، فولاد ضد زنگ، نیز از آهن تشکیل شده است که با مقدار کمی کروم و کربن مخلوط شده است. کروم مسئول خواص ضد خوردگی و ضد زنگ زدگی این آلیاژ است. فولاد ضد زنگ آستنیتی به سادگی دارای ساختار کریستالی است که بر ویژگی های منحصر به فرد آن منعکس شده است.

فولاد زنگ نزن آستنیتی سری ۲۰۰ و ۳۰۰

دو نوع زیرگروه از فولاد زنگ نزن آستنیتی وجود دارد: سری 200 و سری 300، که هر دو علاوه بر آهن، کروم و کربن استاندارد حاوی مقدار کمی نیکل هستند. فولاد ضد زنگ آستنیتی سری 200 به سادگی حاوی غلظت بالاتری از نیکل است.

مطالب مرتبط: فولاد زنگ نزن مارتنزیتی چیست؟

فولاد زنگ نزن فریتی چیست؟

فولاد زنگ نزن فریتی با محتوای کروم 10.5٪ تا 30٪ تعریف می شود. تمام اشکال فولاد ضد زنگ فریتی از حداقل 10.5٪ کروم ساخته شده است. آهن اصلی ترین عنصر مورد استفاده در ساخت آنها است. با این وجود، فولاد ضد زنگ فریتی حاوی غلظت بالاتری از کروم نسبت به فولاد زنگ نزن آستنیتی است.

توجه به این نکته مهم است که فولاد ضد زنگ فریتی نمی تواند از طریق عملیات حرارتی سخت شود. به عنوان مثال، نورد گرم فولاد ضد زنگ فریتی را سخت نمی کند. فولاد زنگ نزن فریتی را فقط می توان از طریق عملیات سرد، مانند نورد سرد، سخت کرد. حتی در این صورت، فولاد ضد زنگ فریتی در برابر سخت شدن مقاوم است. ممکن است تا حدی سفت شود، اما تفاوت قابل توجهی در سختی از خود نشان نخواهد داد.

تفاوت فولاد زنگ نزن آستنیتی و فریتی

تفاوت اصلی بین فولاد زنگ نزن آستنیتی و فریتی این است که اولی دارای ساختار کریستالی است، در حالی که دومی حاوی مقدار بالاتری از عنصر کروم است.

تفاوت دیگر این دو نوع فولاد ضد زنگ این است که فریت، مغناطیسی است. فولاد ضد زنگ فریتی حاوی غلظت بالاتری از آهن است که مسئول خواص مغناطیسی آن است. فولاد ضد زنگ آستنیتی حاوی سطح پایین تری از آهن است. که با آهن کمتر، معمولاً غیر مغناطیسی است. همچنین فولاد زنگ نزن آستنیتی نیز بهتر از فولاد زنگ نزن فریتی در برابر خوردگی محافظت می شود.

قیمت ورق های فولاد (ورق استیل)

در خصوص قیمت ورق استیل باید بدانید که قیمت  ثابت و تعیین شده ای وجود ندارد و این محصول نیز همچون سایر محصولات با توجه به گرید،ضخامت، مقدار سفارش، ابعاد و سایر عوامل تعیین می شود همچنین در شرایط کنونی با توجه به وارداتی بودن محصول و همچنین متغیر بودن نرخ ارز که منجر به نوسان قیمت ها می شود نمی توان نرخ ثابتی برای این محصول تعیین کرد. برای استعلام قیمت و ثبت سفارش کارشناسان ما تماس بگیرید.

خرید ورق استیل

برای خرید انواع ورق استیل و مشاوره جهت انتخاب بهترین گرید مناسب پروژه شما با کارشناسان ما در فروشگاه مسیحا مشورت کنید.