ورق استیل 304، یکی از پرکاربرد ترین آلیاژهای فولاد ضد زنگ در صنایع مختلف است که به دلیل خواص منحصر به فرد خود همچون مقاومت بالا در برابر خوردگی، شکل پذیری عالی و ظاهر زیبا، جایگاه ویژه ای یافته است.
این آلیاژ آستنیتی، عمدتا از آهن، کروم و نیکل تشکیل شده و در گریدهای متنوعی تولید می شود تا پاسخگوی نیازهای مختلف صنایع باشد. در این مقاله، به بررسی استانداردهای تولید فولاد ضد زنگ 304، کاربردهای گسترده آن در صنایع گوناگون، انواع و گریدهای مختلف این آلیاژ و تفاوت های آن ها خواهیم پرداخت.
فولاد ضد زنگ ۳۰۴ یکی از پرکاربردترین انواع فولادهای آستنیتی در جهان است که به دلیل خواص مطلوب خود، حدود 65-70 درصد از تولید فولادهای زنگ نزن ایالات متحده را به خود اختصاص داده است. این آلیاژ با 18% کروم و 8% نیکل، در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و شکلپذیری بالایی نیز دارد.
به همین دلیل، فولاد 304 در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی و ساختمانی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. لازم به ذکر است که قیمت آهن روی نرخ این ورق استیل تاثیر مستقیم دارد و به همین دلیل با بالا رفتن نرخ آهن، قیمت استیل 304 نیز افزایش می یابد.
در خصوص آنالیز استیل ۳۰۴ باید بگوییم که این ورق مطابق با استاندارد AISI، در دسته فولادهای آستنیتی کروم – نیکل قرار دارد و به دلیل ترکیب شیمیایی خاص خود، خواص منحصر به فردی را از خود نشان می دهد. آنالیز شیمیایی این آلیاژ حاکی از مقدار کم کربن و مقادیر بالای کروم و نیکل است که نقش کلیدی در مقاومت بالای آن در برابر خوردگی ایفا می کنند.
وجود کروم در ساختار این فولاد، لایه محافظی از اکسید کروم روی سطح آن ایجاد می کند که از فلز زیرین در برابر عوامل خورنده محافظت مینماید. همچنین، نیکل موجود در آلیاژ 304، به بهبود شکل پذیری و جوش پذیری آن کمک کرده و باعث می شود این فولاد برای ساخت قطعات پیچیده و سازه های جوشکاری شده، مناسب باشد.
استیل 304 با ترکیب منحصر به فرد خود، تعادل بینظیری بین سختی و چکشخواری ایجاد کرده است. این آلیاژ، ضمن برخورداری از استحکام بالا، شکلپذیری بسیار خوبی نیز دارد و به همین دلیل انتخابی ایدهآل برای فرآیندهای شکلدهی پیچیده مانند خمکاری، کشش عمیق و نورد محسوب میشود. علاوه بر این، استیل 304 حتی در دماهای بالا نیز عملکرد قابل قبولی از خود نشان میدهد و نسبت به سایر گریدهای فولاد ضد زنگ، مقاومت بهتری در برابر کاهش استحکام کششی دارد.
این ویژگی ها در کنار درصد افزایش طول قابل قبول، چکش خواری و مقاومت کششی فوق العاده ای را برای فولاد 304 رقم زده و آن را به گزینهای مطمئن برای کاربرد در صنایع مختلف تبدیل کرده است. در جدول زیر خواص مکانیکی استیل 304 را بیان می کنیم.
خاصیت مکانیکی | واحد | مقدار تقریبی |
|---|---|---|
|
استحکام کششی |
MPa |
515-550 |
|
حد تسلیم |
MPa |
205-220 |
|
درصد ازدیاد طول |
% |
40-50 |
|
سختی برینل |
HBW |
187-207 |
|
مدول یانگ |
GPa |
193 |
|
چگالی |
g/cm³ |
7.93 |
این ورق استیل دارای انواع مختلفی است و به همین دلیل قیمت ورق استیل 304 بسته به عوامل مختلفی متفاوت است. هر یک از انواع این ورق برای کاربرد خاصی مناسب بوده و قیمت متفاوتی دارند. به طور کلی انواع این ورق استیل عبارت است از:
ورق استیل 304 و 304L، دو نوع پرکاربرد از فولادهای زنگ نزن آستنیتی هستند که بر اساس استانداردهای جهانی مانند ASTM A240، ASTM A666 و AMS 5513/AMS 5511 طبقهبندی میشوند.
این استانداردها، مشخصات فنی دقیق ورقها از جمله ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی (مانند استحکام کششی، حد تسلیم و درصد ازدیاد طول)، خواص فیزیکی (مانند چگالی و هدایت حرارتی) و همچنین روش های آزمون برای ارزیابی کیفیت آن ها را تعیین می کنند. استانداردهای محصول می توانند بر قیمت ورق نیز تاثیر داشته باشند. در ادامه شما را با این استاندارد ها بیشتر آشنا خواهیم کرد.
استاندارد ASTM A240 یک سند مرجع جامع و معتبر است که توسط انجمن تست مواد آمریکا (ASTM) تدوین شده است. این استاندارد، مشخصات فنی دقیق انواع مختلف ورق های فولادی ضد زنگ و مقاوم به حرارت را که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند، تعریف می کند. ورق استیل 304 به عنوان یکی از پرکاربردترین گریدهای فولاد ضد زنگ، در این استاندارد جایگاه ویژهای دارد.
ترکیب شیمیایی دقیق، خواص مکانیکی، روش های آزمون و سایر مشخصات فنی مربوط به استیل 304، در جداول و بخش های مختلف این استاندارد به طور کامل تشریح شده است. تولیدکنندگانی که به استانداردهای جهانی پایبند هستند، موظف اند محصولات خود را مطابق با الزامات مشخص شده در ASTM A240 تولید کنند تا اطمینان حاصل شود که این محصولات از کیفیت و عملکرد مورد انتظار برخوردار هستند.
این استاندارد، علاوه بر مشخص کردن ترکیب شیمیایی دقیق آلیاژ، به بررسی روش های مختلف عملیات حرارتی برای دستیابی به خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوب می پردازد. هدف اصلی ASTM A666، تضمین کیفیت و عملکرد مطلوب محصولات فولادی زنگ نزن در کاربردهای مختلف، از جمله ساخت قطعات سازه ای، مخازن تحت فشار و تجهیزات صنعتی است.
این استاندارد، الزامات دقیق و روش های آزمون مختلفی را برای ارزیابی کیفیت محصولات فولادی ارائه می دهد تا اطمینان حاصل شود که این محصولات با بالاترین استانداردهای کیفی تولید شده اند.
استانداردهای AMS 5513 و AMS 5511، مجموعه کاملی از دستور العمل ها و مشخصات فنی را برای ورق های استیل 304 و 304L ارائه می دهند که توسط انجمن مهندسین خودرو تدوین شده اند. این استانداردها به طور ویژه برای کاربردهای صنایع هوافضا طراحی شده اند و شامل اطلاعات دقیقی در مورد ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، روش های تولید و آزمون های مختلف برای این آلیاژها هستند.
ورق استیل 304 به دلیل مقاومت به خوردگی، شکل پذیری خوب و قابلیت جوشکاری، به طور گسترده ای در ساخت قطعات هواپیما و ماهواره استفاده می شود. با استفاده از استانداردهای AMS 5513 و AMS 5511، مهندسان و تولیدکنندگان می توانند اطمینان حاصل کنند که ورق های استیل مورد استفاده آن ها، تمامی الزامات کیفی و عملکردی مورد نیاز برای کاربردهای حساس در صنعت هوافضا را برآورده می کنند.
در ادامه به بررسی برخی از گریدهای این استیل می پردازیم.
گرید استاندارد 304 یکی از رایج ترین و پرکاربردترین گریدهای فولاد ضد زنگ آستنیتی است که به دلیل ترکیب شیمیایی مناسب و خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوب، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این گرید حاوی حدود 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل است که مقاومت آن به خوردگی را بیشتر می کند.
شکل پذیری عالی و قابلیت جوشکاری آسان از دیگر ویژگی های بارز این گرید محسوب می شوند. به همین دلیل، گرید 304 در صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی، ساخت لوازم خانگی، معماری و دکوراسیون به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه انواع گریدهای این محصول و آنچه سبب تفاوت استیل 304 و 316 شده است را بررسی می کنیم.
گرید 304L، نوع کم کربن فولاد زنگ نزن 304 است که به دلیل کاهش میزان کربن، خواص منحصر به فردی پیدا کرده است. این گرید با حفظ بسیاری از ویژگی های مثبت گرید 304، مقاومت بسیار بالایی در برابر ترک خوردگی حین جوشکاری از خود نشان می دهد.
به همین دلیل، برای ساخت قطعاتی که نیاز به جوشکاری گسترده دارند و یا در معرض تنش های حرارتی قرار می گیرند، بسیار مناسب است. همچنین، گرید 304L خواص مکانیکی خود را در دماهای بالا بهتر از گرید 304 حفظ می کند. به همین دلیل، در صنایع جوشکاری، ساخت مخازن تحت فشار و قطعاتی که در معرض نوسانات دمایی قرار دارند، به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
این گرید نسبت به گرید 304 استاندارد، میزان کربن بالاتری دارد و ممکن است عناصر آلیاژی دیگری نیز به آن اضافه شود تا خواص مورد نظر در دماهای بالا را بهبود بخشد. ویژگی برجسته گرید 304H، مقاومت بسیار خوب آن در برابر خزش و اکسیداسیون در دماهای بالا است.
این بدان معناست که این گرید در دماهای بالا، شکل خود را حفظ کرده و در برابر خوردگی ناشی از اکسیداسیون مقاوم است. به همین دلیل، گرید 304H در صنایع پتروشیمی، نیروگاهها، کوره ها و به طور کلی در هر جایی که قطعات در معرض دماهای بالا قرار دارند، به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
برخی از ویژگی های این ورق استیل عبارت است از:
مهم ترین مزیت ورق استیل ۳۰۴ نسبت به سایر استیل ها، تعادل بسیار خوب بین مقاومت به خوردگی، شکل پذیری و قابلیت جوشکاری است. این ویژگی باعث شده است تا استیل ۳۰۴ در طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی، ساخت لوازم خانگی، معماری و دکوراسیون مورد استفاده قرار گیرد.
علاوه بر این، استیل ۳۰۴ به دلیل مقاومت بالا در برابر دماهای بالا و محیط های خورنده، در صنایع پتروشیمی و نیروگاهی نیز کاربرد فراوانی دارد. در مقایسه با سایر استیلها، قیمت ورق استیل 304 نگیر معمولا مناسب تر است. این عوامل باعث شده اند تا این استیل به عنوان یک انتخاب اقتصادی و کاربردی برای بسیاری از صنایع باشد.
این نوع ورق، سطحی صاف و آینه ای دارد که به دلیل انعکاس نور، درخشندگی خاصی به آن می بخشد. این نوع ورق به دلیل ظاهر زیبا، بیشتر در کاربردهایی که جنبه تزئینی دارند، مانند ساخت لوازم آشپزخانه، آسانسور و قطعات دکوراتیو مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، سطح براق به راحتی لکه و اثر انگشت می گیرد و نیاز به مراقبت بیشتری دارد.
سطح این نوع ورق دارای خطوط و خراش های ریزی است که به آن ظاهر مات تری می دهد. این نوع ورق نسبت به ورق براق، مقاومت بیشتری در برابر لکه و اثر انگشت دارد و در کاربردهایی که ظاهر براق مد نظر نیست، مانند صنایع غذایی و دارویی، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
سطح این نوع ورق کاملا مات و بدون درخشندگی است. این نوع ورق به دلیل ظاهر ساده، بیشتر در کاربردهایی که ظاهر زیبا چندان اهمیت ندارد، مانند صنایع شیمیایی و ساختمانی، مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین، ورق مات به دلیل عدم انعکاس نور، برای کاربردهای که نیاز به انعکاس نور نیست بسیار مناسب است.
محاسبه وزن ورق استیل 304 به سادگی با استفاده از یک فرمول مشخص امکان پذیر است. این فرمول به شما کمک می کند تا وزن دقیق ورق استیل را بر اساس ابعاد آن محاسبه کنید. فرمول محاسبه وزن ورق این استیل به صورت زیر است.
وزن ورق استیل 304 = طول * عرض * ضخامت * 8 (چگالی)
از جمله کاربردهای فراوان ورق استیل 304 در صنعت می توان به موارد زیر اشاره کرد:
جمع بندی
به طور کلی می توانیم بگوییم که ورق استیل 304 با خواصی همچون مقاومت به خوردگی، شکلپذیری عالی و قابلیت جوشکاری آسان، به عنوان یکی از پرکاربردترین آلیاژهای فولاد ضد زنگ در جهان شناخته می شود. این آلیاژ به دلیل خواص مکانیکی و شیمیایی برجسته خود، در صنایع مختلف از جمله غذایی، دارویی، شیمیایی، خودروسازی، ساختمان و الکترونیک کاربرد گسترده ای یافته است.
سوالات متداول
تفاوت استیل 304 و 316 در این است که استیل 316 حاوی مولیبدن بیشتری است که مقاومت آن را در برابر خوردگی، به ویژه در محیطهای اسیدی و حاوی کلرید، افزایش میدهد. به همین دلیل، استیل 316 برای کاربردهایی که در معرض محیطهای خورندهتر هستند، مناسبتر است.
ورق استیل 304 به دلیل وجود کروم در ترکیب خود، مقاومت بسیار بالایی در برابر زنگزدگی دارد. اما در شرایط بسیار خورنده و اسیدی، ممکن است دچار خوردگی شود.
این ورق استیل خاصیت مغناطیسی ندارد.
قیمت این ورق به عوامل مختلفی از جمله ضخامت، ابعاد، گرید، سطح کیفی و نوسانات بازار بستگی دارد.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.