استیل یک آلیاژ است که اسکلت صنعت مدرن را شکل داده و برای تولید انواع بسیاری از سازه ها و قطعات مختلف به کار می‌رود. در اصل استیل از کربن و آهن تشکیل شده ولی با آلیاژ دادن آن با عناصر دیگرمیتوان مجموعه ای وسیع از استیل با خواص منحصر به فرد ایجاد کرد. یکی از این عناصر کروم است، زمانی که کروم به استیل اضافه میشود استیل ضد زنگ به وجود می‌آید. کروم باعث افزایش قابل توجه مقاومت آهن به خوردگی میشود. با اضافه کردن عناصر دیگر میتوان خواص دیگری به آلیاژ افزود، برای مثال نیکل موجب انعطاف پذیری استیل میشود.
پر‌کاربرد ترین عضو خانواده استیل های ضد زنگ(استنلس استیل)، نوع 304 است که نیمی از استیل ضد زنگ مورد استفاده در جهان را تشکیل می‌دهد. گاهی اوقات هنوز به آن با نام قدیمی 8/18 اشاره میشود که نشانگر ترکیب 18٪ کروم و 8٪ نیکل است. دراین مقاله انواع، ویژگی ها و کاربردهای مشهورترین نوع استیل ضد زنگ، یعنی استیل گرید 304 را بررسی می‌کنیم.
انواع استیل 304
استیل 304 یکی از پرکاربردترین انواع فولاد زنگ‌نزن (استنلس استیل) است. این نوع استیل به دلیل مقاومت بالای خود در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی، در صنایع مختلف استفاده میشود. استیل 304 شامل چندین نوع مختلف است که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.
استیل 304
استیل ضد زنگ گرید 304 دارای ساختار آستنیتیک است که کروم و نیکل از عناصر اصلی آن هستند. ترکیب این عناصر علاوه بر ایجاد مقاومت در برابر خوردگی، موجب فرم پذیری و جوش خوری بهتراین استیل میشود. این نوع، متداول ترین نوع استیل برای تولید سینک و قابلمه به شمار می‌رود.
استیل L 304
این نوع استیل، کمترین میزان کربن را در انواع استیل 304 دارد. کربن کمتر موجب کاهش رسوب‌گذاری کاربید در زمان جوشکاری یا حرارت دادن فلز شده و حتی درمحیط های به شدت خورنده این آلیاژ به صورت جوش خورده باقی می‌ماند. همچنین استفاده از استیل L 304 موجب کاهش نیاز به انجام عملیات حرارتی (Annealing) بر اتصالات جوشی از پیش شده و موجب صرفه جویی در زمان و انرژی میشود. در عمل گرید 304 و L304 تفاوت بسیار کمی دارند اما استفاده ازL 304برای جوشکاری قطعات با ضخامت بالا که نیاز به اتصالات جوشی قوی تری دارند، بهتراست. ازهر دو نوع میتوان برای تولید صفحات و لوله استفاده کرد.
استیل H 304
بیشترین میزان کربن در این نوع وجود دارد که باعث مقاومت بیشتر در دماهای بالا میشود. زمانی که هم مقاومت حرارتی و هم مقاومت در برابرخوردگی مورد نیازاست، مانند صنایع لبنی، بهترین انتخاب این استیل است. این استیل اجازه رشد به باکتری ها نمیدهد و همین امر آن را مناسب استفاده در تصفیه آب هم می‌کند. همچنین به دلیل قیمت مناسب، در کاربرد های مربوط به معماری هم ار آن بهره می‌برند.
ورق استیل 304 و ویژگی های ظاهری آن
ورق استیل 304 براق
سطح ورق استیل را میتوان با فرایند پولیش کاری و پرداخت خاصی که بر سطح استیل انجام میشود، براق و درخشان نمود. این پرداخت باعث میشود که سطح ورق براق و بدون لکه و زنگ شود وآن را مناسب برای کاربردهایی مانند تزئینات داخلی، تولید لوازم آشپزخانه، تولید تجهیزات بیمارستانی و … می‌کند.
ورق استیل 304 خشدار
ورق استیل 304 خشدار دارای سطحی خشدار است که توسط فرآیند سنگ زنی تولید میشود. این سطح خشدار، خاصیت زیبایی و ضد لغزش به ورق می‌بخشد. ظاهرزیبا، این استیل را در دکوراسیون و طراحی داخلی محبوب می‌کند.
ورق استیل 304 مات
ورق استیل ضد زنگ 304 مات با ظاهرغیر براق خود و مقاومت بالا در برابر خوردگی، کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارد.
ترکیبات شیمیایی استیل ضد زنگ 304
فولاد ضد زنگ گرید 304 به طور اصلی از آهن تشکیل شده است که بین 66٪ تا 75٪ از ترکیبات آن را تشکیل می‌دهد. همچنین بین 17.5٪ تا20٪ کروم و بین 8٪ تا 11٪ نیکل نیز در ترکیب آلیاژی وجود دارد. فولاد ضد زنگ 304 همچنین ممکن است شامل مقادیر کمی از عناصر دیگر مانند سیلیکون، گوگرد، فسفر و منگنز باشد.
ترکیبات شیمیایی آلیاژ های استیل ضد زنگ 304
| % | 304 | 304L | 304H |
| C | 0.0-0.07 | 0.0-0.03 | 0.04-0.08 |
| Mn | 0.0-2.0 | 0.0-2.00 | 0.0-2.0 |
| Si | 0.0-1.00 | 0.0-1.00 | 0.0-1.0 |
| P | 0.0-0.05 | 0.0-0.05 | 0.0-0.04 |
| S | 0.0-0.03 | 0.0-0.02 | 0.0-0.02 |
| Cr | 17.50-19.50 | 17.50-19.50 | 17.00-19.00 |
| Ni | 8.00-10.50 | 8.00-10.50 | 8.00-11.00 |
| Fe | Balance | Balance | Balance |
| N | 0.0-0.11 | 0.0-0.11 | 0.0-0.10 |
ویژگی های مکانیکی استیل ضد زنگ 304
ویژگی های مکانیکی برای آلیاژهای استیل ضد زنگ304- ورق تا ضخامت 8 میلی متر
| Grade | 304 | 304L | 304H |
| استحکام کششی (MPa) | 540 – 750 | 520 – 700 | 560 – 800 |
| تنش تسلیم (MPa) | 230 Min | 220 Min | 240 Min |
| کشسانی A50 mm | 45 Min % | 45 Min % | – |
ویژگی های مکانیکی برای آلیاژهای استیل ضد زنگ304- ورق با ضخامت 7.5تا 8 میلی متر
| Grade | 304 | 304L | 304H |
| استحکام کششی (MPa) | 520 – 720 | 500 – 700 | – |
| تنش تسلیم (MPa) | 210 Min | 200 Min | – |
| کشسانی A5 | 45 Min % | 45 Min % | – |
ویژگی های مکانیکی برای آلیاژهای استیل ضد زنگ304- میله تا قطر 160 میلی متر
| Grade | 304 | 304L | 304H |
| استحکام کششی (MPa) | 500 – 700 | 500 – 700 | 500 – 700 |
| تنش تسلیم (MPa) | 190 | 175 Min | 185 Min |
| کشسانی A50 mm | 45 Min % | 45 Min % | 40 Min % |
| سختی | 215 Max HB | 215 Max HB | – |
مقاومت حرارتی استیل ضد زنگ 304
استیل ضد زنگ 304 مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون دارد. با این حال، در صورت نیاز به مقاومت در برابر خوردگی آب، استفاده مداوم در دمای 425-860 درجه سانتیگراد توصیه نمی شود. در این مورد 304L به دلیل مقاومت در برابر رسوب کاربید توصیه می شود. در مواردی که مقاومت بالا در دماهای بالاتر از 500 درجه سانتیگراد و تا 800 درجه سانتیگراد مورد نیاز است، گریدH304 کاربردی تر است.
نحوه محاسبه وزن استیل
برای محاسبه وزن استیل، نیاز به اطلاعات درباره نوع و چگالی استیل، ابعاد شامل طول وعرض و ضخامت آن داریم. با این اطلاعات، میتوانید وزن استیل را با استفاده از فرمول زیر محاسبه کنید:
وزن = طول × عرض × ضخامت × چگالی
مطابق با واحدهایی که استفاده می‌کنید (مثلاً سانتیمتر و گرم)، وزن نهایی به طور معمول در واحدهای گرم یا کیلوگرم خواهد بود. به عنوان مثال، فرض کنید که شما یک ورق استیل با ابعاد 100 سانتیمتر در 50 سانتیمتر در 2 میلیمتر و از فولاد کربنی استفاده می‌کنید که چگالی آن حدوداً 7.85 گرم بر سانتیمتر مکعب است. میتوانید وزن را محاسبه کنید:
وزن = 100 سانتیمتر × 50 سانتیمتر × 0.2 سانتیمتر × 7.85 گرم/سانتیمتر مکعب
وزن = 785 گرم
بنابراین، وزن ورق فولاد در این مثال 785 گرم یا 0.785 کیلوگرم است.
مزایا و معایب استیل گرید 304
استیل ضد زنگ 304 با وجود داشتن مزایای زیاد، معایبی نیز دارد. با دانستن این موارد شما میتوانید بهترین انتخاب را برای تامین نیازخود داشته باشید.
مزایا
مقاومت بالا: گرید 304 یکی از مقاوم ترین آلیاژهای استیل ضد زنگ در برابر خوردگی، زنگ زدگی و اکسیداسیون است.
دوام: استیل ضد زنگ 304 می تواند در شرایط و دمای نامطلوب دوام بیاورد.
مقرون به صرفه: استیل 304 در مقایسه با سایر فلزات نسبتاً ارزان است و آن را به گزینه ای محبوب برای بسیاری از کاربردها تبدیل می کند.
نیازکم به تعمیر و نگهداری: این استیل به تعمیر و نگهداری کمی نیاز دارد، بنابراین برای استفاده در مواردی که امکان تعمیر و نگهداری مکرر آن نیست، ایده آل است.
معایب
آسیب پذیری در برابرترک خوردگی تنشی: گرید 304 می تواند در برخی محیط ها مانند محلول های کلرید بالا دچارترک خوردگی تنشی شود.
استحکام کششی کم: استحکام کششی آن نسبتاً کم است و نسبت به سایر فلزات بیشترمستعد تغییر شکل و ترک است.
حساسیت به خوردگی در دمای بالا
موارد مصرف ورق استیل304
برای ساخت قطعات سفارشی، استیل ضد زنگ 304 بهترین انتخاب برای شما است. همچنین دانستن کاربردهای دیگر آن می تواند به شما کمک کند مناسب ترین نوع استیل برای نیاز خود را انتخاب کنید.
صنایع غذایی
استیل 304 یک انتخاب محبوب برای تجهیزات مورد استفاده در صنایع غذایی است. این ماده در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و به راحتی تمیز و ضدعفونی می شود. بنابراین، معمولاً برای موارد زیر استفاده می شود:
- ساخت مخازن ذخیره سازی
- تولید میکسر
- ساخت کاسه
- کانترها
- سطوح کار
- کارخانه های فرآوری شیر
- تجهیزات عرق گیری
تجهیزات داروسازی
نوع 304 به دلیل سهولت در تمیز کردن و استریل کردن، اغلب برای تجهیزات دارویی استفاده می شود. این استیل برای تولید استفاده می شود:
- مخزن ها
- لوله ها
- شیرآلات
- سانتریفیوژها
- سایر اجزاء مورد استفاده در فرآوری دارویی
تجهیزات آشپزخانه
گرید 304 به دلیل دوام زیاد و نیاز کم به نگهداری، یک انتخاب محبوب برای لوازم آشپزخانه است. این استیل برای موارد زیر استفاده می شود:
- اجزای یخچال و فریزر
- ماشین ظرفشویی
- هود
- لوازم دیگر
کاربردهای معماری
گرید 304 به دلیل پرداخت جذاب و مقاومت قوی در برابر زنگ زدگی اغلب برای کاربردهای معماری استفاده می شود. این استیل معمولاً برای موارد زیر استفاده می شود:
- قاب های پنجره
- روکش
- نرده
حمل و نقل
برای تولید قطعات مورد نیاز برای حمل و نقل، استیل ضد زنگ 304 یک انتخاب محبوب است. این استیل اغلب برای تولید موارد زیر استفاده می شود:
- مخازن سوخت
- مخازن اگزوز
- قطعات خودرو
- اتوبوس ها
- کامیون ها
- سایر تجهیزات حمل و نقل
نتیجه گیری
استیل ضد زنگ 304 با ترکیبی از آهن، کروم، و نیکل تشکیل شده است. این آلیاژ ویژگی های منحصر به فردی دارد که آن را به یک انتخاب برتر برای مجموعه ای از کاربردها تبدیل کرده است. یکی از ویژگی های بارز آن مقاومت بالا در برابر خوردگی است. استیل 304 به خوبی در برابر اکسیداسیون و تاثیر مواد خورنده مانند اسیدها، آلکالی ها و نمک ها مقاومت نشان می دهد. این ویژگی مهم آن را برای استفاده در محیط هایی که در آنها ممکن است با مواد شیمیایی در تماس باشد، بسیار مناسب می سازد. همچنین، استحکام و دوام بالای استیل 304 آن را به یک انتخاب ایده آل در بسیاری از صنایع مختلف تبدیل کرده است. این آلیاژ قادر است در برابر ضربه، تنش و فشار مقاومت نشان دهد و از خستگی و شکست جلوگیری کند. این ویژگی ها آن را به یک ماده ساختاری قوی و پایدار می سازد که می تواند در برابر شرایط سخت و محیط هایی که نیاز به استحکام بالا دارند، مقاومت کند.