آلیاژ استیل نسوز چیست؟
آلیاژ استیل نسوز یا فولاد مقاوم به حرارت (Heat resistant steel)، در گروه فولادهای زنگ نزن قرار میگیرد. فولاد زنگ نزن (stainless steel) در بازار با نام استیل شناخته میشود. فولادهای زنگ نزن دارای ۱۵۰ گرید متفاوت هستند که ترکیب شیمیایی و درنتیجه خواص آنها متفاوت از یکدیگر میباشند. در تمام گریدهای فولاد زنگ نزن بین ۱۲ تا ۲۰ درصد کروم استفاده شده است که این مقدار بالای کروم موجب ایجاد خواص مطلوبی مانند مقاومت به خوردگی میگردد. فولاد زنگ نزن یا استنلس استیل در صنعت کاربرد بسیاری دارد.
در حالت کلی، فولاد وقتی در معرض دماهای بالا قرار میگیرد، استحکام تسلیم و خواص آن به میزان قابل توجهی کاهش مییابد. مقاومت در برابر حرارت به این معناست که استیل با قرار گرفتن در دماهای بیشتر از ۵۰۰ درجه سانتیگراد در مقابل تغییر ساختار و خواص مقاوم است. فولادهای مقاوم در برابر حرارت برای کاربرد در دماهای بالای ۵۰۰ درجه سانتیگراد در نظر گرفته شدهاند. به این خاطر که در دماهای بالا استحکام خوبی را به صورت کوتاه مدت و بلندمدت نشان میدهند.
ماکزیمم دمای کاربری استیل نسوز وابسته به شرایط محیطی است که در آن کار میکند. با این حال حداکثر دمای کاربری این نوع استیل با توجه به نوع آلیاژ و ترکیب شیمیایی استیل میتواند تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد افزایش یابد یا اینکه با قرار گرفتن در معرض ترکیباتی مانند سولفور و بخار آب به شدت کاهش یابد. آلیاژ استیل نسوز معمولا دارای ۰/۰۵ تا ۰/۱ درصد کربن است.
خواص ورق استیل نسوز
خواص مطلوب ورق استیل نسوز باعث شده است تا کاربردهای گستردهای در صنعت و برای کاربردهای دما بالا داشته باشد. خواص هر ورق استیل نسوز، تعیین کننده قیمت آن نیز هست. از بارزترین خواصی که این ورق از خود نشان میدهد میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
مقاومت به خستگی / مقاومت به خزش در محدوده دمایی مورد نظر با توجه به ترکیب شیمیایی
مقاومت در مقابل خوردگی در دمای بالا
مقاومت در برابر پوسته پوسته شدن با ایجاد یک لایه اکسیدی
خواص خوب در مقابل تنشهای ناشی از تغییرات پیوسته دما و خطر ناشی از تردی (بسته به ماده مورد استفاده)
ریزساختار پایدار
خواص مکانیکی خوب
مقاومت به تردی هیدروژنی در دمای بالا
کاربرد ورق استیل نسوز
در برخی از کاربردهای صنعتی به نوعی از فولاد نیاز است که بتواند در دماهای بالا ساختار و خواص خوب خود را حفظ کند. ورق استیل نسوز با توجه به خواصی که در بالا به آن اشاره شد، در کاربردهایی که به مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر اکسیداسیون و نیز سایر انواع خوردگی در دماهای بالا نیاز است، استفاده میشود.
انواع ورق استیل، با توجه به خواصی که ارائه میدهند، دارای کاربردهای متفاوتی هستند. در نتیجه برای خرید ورق استیل باید انواع آن را شناخت و راهنمای خرید ورق استیل را از منابعی معتبر دریافت کرد، تا بهترین خرید صورت گیرد.
برخی از کاربردهای ورق استیل نسوز عبارتند از:
کورههای صنعتی پخت سرامیک، کریستال و …
دیگهای بخار
لولههای بخار
صنایع پتروشیمی
خطوط گاز
مبدلهای حرارتی
قطعات در معرض دمای بالا در موشک و هواپیما
تجهیزات نیروگاهی
ترکیب شیمیایی ورق استیل نسوز
ترکیب شیمیایی ورق استیل نسوز شامل دو عنصر مهم ازجمله کروم و نیکل میباشد. کروم عنصری است که در همه انواع آلیاژ استیل نسوز موجود است. عنصر کروم علاوه بر ایجاد خواص مقاومت در برابر اکسیداسیون، خواصی مانند استحکام دما بالا و مقاومت در برابر کربوراسیون را نیز در فولاد نسوز ایجاد میکند. از سوی دیگر نیکل به منظور افزایش شکلپذیری (ductility) و استحکام دمابالای استیل نسوز به آن اضافه میشود.
محدودیتهای آلیاژ استيل نسوز
انتخاب استیل نسوز برای یک کاربرد خاص بر اساس میزان مقاومت حرارتی و خواص مکانیکی مورد نیاز صورت میگیرد. استیل نسوز نباید در معرض شعله و تماس مستقیم با کربن قرار بگیرد. به این خاطر که با این کار، مقاومت دربرابر حرات این استیل در اثر کربوراسیون کاهش مییابد.