ورق استیل و اهمیت آن

مقدمه:

ورق استیل یک ماده جذاب برای کاربردهای مختلف است که معمولاً به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و استحکام و گاهی به دلیل زیبایی شناسی مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، طراحانی که تازه وارد استفاده از ورق استیل می شوند امکان دارد در انتخاب گرید مناسب برای کاربرد مورد نیازشان سرگردان شوند. در این مقاله یک نمای کلی از انواع مختلف، برنامه های کاربردی معمولی و پیشرفت های اخیر ارائه شده است.

ورق استیل و اهمیت آن:

تقریباً همه افراد به طور روزانه با ورق استیل کار می کنند، حتی اگر کاربرد آنها فقط به شکل کارد و چنگال باشد. با این حال، برای کاربردهای مهندسی، ورق استیل بیشتر یک ماده تخصصی در نظر گرفته می شود و فقط در موارد ضروری استفاده می گردد. انتخاب ورق استیل توسط صنعتگران در شرایط ضروری به این دلیل است که ماشین‌کاری آن در مقایسه با فولادهای کربنی و آلومینیومی دشوار است و خرید آن پرهزینه‌تر است. از سوی دیگر، برای برخی از کاربردها مانند مواردی که در صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی استفاده می شود، استفاده از ورق استیل به دلیل مقاومت در برابر خوردگی آن بسیار ضروری است. آن دسته از مهندسان طراح که با ورق استیل آشنایی ندارند به زودی با انواع و گریدهای مختلف گیج می شوند و مهم است که گرید صحیح را انتخاب کنید تا طرحی رضایت بخش که می تواند با هزینه مناسب تولید شود، ایجاد نمایند. ورق استیل با فولادهای کربنی متفاوت است. عمدتاً محتوای کروم آن حداقل 10.5 درصد وزنی است، اگرچه افزودن آن تا 26 درصد می تواند مقاومت به خوردگی را در محیط های خشن افزایش دهد. کروم یک لایه نازک غیرفعال از اکسید کروم را بر روی سطح فولاد تشکیل می دهد که از پیشروی خوردگی سطح به داخل فلز جلوگیری می کند. اگر لایه اکسید آسیب ببیند، به دلیل قرار گرفتن کروم تازه در معرض اکسیژن و اکسیده شدن، به سرعت خود را ترمیم می کند.
یکی از مزایای این مقاومت در برابر خوردگی این است که ورق استیل به راحتی قابل بازیافت است. بر خلاف فولاد کربنی که ممکن است به شدت خورده یا با پوشش هایی مانند رنگ یا آبکاری آلوده شده باشد، ورق استیل ۱۰۰ درصد قابل بازیافت است. در واقع، تخمین زده می‌شود که امروزه یک جسم فولادی ضد زنگ متوسط حاوی 60 درصد مواد بازیافتی است.
مانند بسیاری از فلزات، ورق استیل را می توان به اشکال مختلف عرضه کرد تا با کاربردهای مختلف، از جمله نوار، ورق، صفحه، میله، سیم و لوله بدون درز مطابقت داشته باشد. همچنین می‌توان آن را برای استفاده در تف جوشی انتخابی لیزری نمونه‌های اولیه سریع و اجزای تولید سریع، ریخته‌گری یا تبدیل به پودر کرد.

ساختار بلوری ورق های استیل:

ورق های استیل اغلب از نظر ساختار کریستالی طبقه بندی می شوند، همانطور که در زیر ذکر شده است.

- آستنیتی:

این آلیاژها به نام ورق های استیل سری SAE 300 (کروم- نیکل) و سری 200 (کروم- منگنز) شناخته می شوند که بیشترین استفاده را دارند. آنها حاوی حداکثر 0.15 درصد کربن و حداقل 16 درصد کروم، به علاوه مقادیر کمی نیکل و یا منگنز برای اطمینان از حفظ ساختار آستنیتی از دمای برودتی تا نقطه ذوب هستند. افزودن 6 درصد یا بیشتر مولیبدن به اضافه نیتروژن، منجر به ورق های استیل سوپرآستنیتی (در سری 600) می شود که مقاومت بهتری در برابر خوردگی حفره ای و شکافی از خود نشان می دهند و محتوای نیکل بالاتر و مقاومت بهتری در برابر ترک خوردگی تنشی (SCC) ایجاد می کند.
توجه داشته باشید که ورق های استیل آستنیتی شکل پذیری خوبی دارند و کار سرد می تواند استحکام برخی از گریدها و همچنین چقرمگی و جوش پذیری آنها را افزایش دهد. کاربردهای معمول ورق های استیل آستنیتی شامل ظروف پخت و پز، ظروف و لوله کشی در صنایع غذایی است و گریدهای تخصصی مانند 316LVM برای ایمپلنت های جراحی مناسب هستند.

- فریتیک:

 این نوع ورق استیل دارای 10.5 تا 27 درصد وزنی کروم و نیکل کم یا بدون آن است. سایر عناصر آلیاژی می تواند شامل مولیبدن، سرب، آلومینیوم و تیتانیوم باشد. در حالی که گریدهای فریتی عموماً دارای خواص مهندسی بهتری مانند شکل پذیری خوب نسبت به گریدهای آستنیتی هستند، مقاومت در برابر خوردگی و جوش پذیری آنها کمتر است. کاربردهای گریدهای فریتی شامل ظروف پخت و پز، محفظه های الکتریکی، لوازم خانگی، اگزوزهای خودرو و تزئینات بسیار صیقلی خودرو است. اگرچه ورق های استیل عموماً غیر مغناطیسی در نظر گرفته می شوند، گریدهای فریتی از این قاعده مستثنی هستند. توجه داشته باشید که هر دو گرید فریتی و مارتنزیتی را می توان در سری 400 یافت.

- مارتنزیتی:

با وجود مقاومت در برابر خوردگی کمتر از ورق های استیل آستنیتی یا فریتی، گریدهای مارتنزیتی به دلیل قوی بودن، سختی و قابلیت ماشینکاری آسان و سخت شدن با عملیات حرارتی سود می برند. محتوای کروم معمولاً 12 تا 14 درصد است و سایر عناصر آلیاژی مولیبدن، نیکل و کربن هستند. کارد و چنگال به دلیل سختی و قابلیت تولید سطح صیقلی و لبه ای که تیز می ماند از ورق استیل مارتنزیتی ساخته شده است. ورق استیل مارتنزیتی برای تیغه ها و اجزای مشابه مورد استفاده در فرآوری مواد غذایی و همچنین اتصال دهنده ها، شفت ها، شیرها و ابزارها محبوب است.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی