استیل ضدزنگ یکی از متریال‌های منحصربه‌فرد در دنیای آهن‌آلات است چراکه این آلیاژ دربرگیرندهٔ میزان قابل‌توجهی از عناصر شیمیایی خاص مانند کروم و نیکل می‌باشد و به همین دلیل، ویژگی‌های خاصی را در خود جای داده است؛ فولاد زنگ‌نزن بر اساس این ترکیبات و ویژگی‌ها به دستهٔ کلی نسوز، بگیر و نگیر تقسیم می‌شود که هرکدام گریدهای مخصوص به خود را دارند.
در ادامه تلاش می‌کنیم تا سه دستهٔ کلی استنلس‌استیل را از زوایای گوناگونی بررسی کنیم و به این مسئله بپردازیم که دقیقاً چه توجیه‌های علمی‌ای برای به‌وجودآمدن این خواص در آن‌ها وجود دارد. شایان توجه است که اگر مایل به خرید این محصولات هستید، پیشنهاد می‌کنیم برای مشاهدهٔ قیمت ورق استیل 304، 316 و سایر گریدها بر روی لینک “خرید ورق استیل” ضربه بزنید تا به صفحهٔ فروشگاهی فولادسل هدایت شوید.
ورق استیل چیست؟
پیش از آنکه به سراغ معرفی سه دسته از پرکاربردترین ورق‌های فولادی برویم، در اولین قدم باید این محصولات را به شکل کلی معرفی کنیم و توضیحاتی دربارهٔ یک گروه بزرگ از مقاطع فلزی، یعنی ورق‌های آلیاژی به دست دهیم. ورق‌های استیل در واقع یک نوع ورق آلیاژی هستند؛ این محصولات به سبب اینکه از ترکیب‌شدن چندین عنصر شیمیایی به وجود می‌آیند، با عنوان “آلیاژ” نامیده می‌شوند.
آلیاژها به این دلیل به وجود می‌آیند که خواص و ویژگی‌های مکانیکی و فنی بیشتری در مقایسه با عناصر فلزی خالص دارند؛ برای مثال، خواص ماشین‌کاری، قابلیت‌های فرم‌دهی و انعطا‌ف‌پذیری و مقاومت آن‌ها در برابر عوامل آسیب‌زا به‌مراتب از نمونه‌های خالص بیشتر است.
با این مقدمات، لازم است به این مسئله اشاره کنیم که ورق‌های استیل نیز یک نوع ورق آلیاژی به‌حساب می‌آیند که علاوه بر آهن، منگنز و فسفر که در اکثر آلیاژهای فلزی قرار دارد، مقادیر بالایی از نیکل و کروم (گاهی اوقات مولیبدن) را هم در خود جای داده‌اند و همین مسئله باعث بروز ویژگی‌های خاصی در آن‌ها می‌شود.
مقاومت مثال‌زدنی در برابر عوامل خورنده نظیر آب، اکسیژن و رطوبت، استحکام در مقابل حرارت‌های بیش از 500 درجهٔ سانتی‌گراد و مقاومت در برابر اسیدهای خورنده، جزو برجسته‌ترین ویژگی‌های این دسته از ورق‌های فولادی به‌حساب می‌آیند؛ گفتنی است که همین ویژگی‌ها هستند که باعث افزایش قیمت ورق استیل نگیر، بگیر یا نسوز می‌شوند.
ورق استیل بگیر چیست؟
همان‌طور که در بخش‌های قبلی نیز بیان کردیم، فولاد بگیر یکی از سه دستهٔ کلی در میان انواع نمونه‌های این محصول است که به‌تنهایی، زیرمجموعه‌های گوناگونی را در خود جای داده است. ورق فولادی زنگ‌نزن بگیر (Magnetic Stainless Steel Plate) یک نوع ورق فولادی است که دارای یک رفتار مغناطیسی است؛ این محصول در مقابل گروه دیگری قرار می‌گیرد که هیچ واکنش مغناطیسی‌ای ندارند و با عنوان “نگیر” نیز شناخته می‌شوند.
ممکن است این سؤال برای شما پیش بیاید که چرا این گروه از ورق‌ها دارای یک رفتار مغناطیسی هستند؟ توجیه علمی پشت پرده برای این خاصیت، عنصر “کروم” موجود در این آلیاژ است؛ این عنصر باعث افزایش مقاومت فولاد در برابر عوامل خورنده می‌شود و رابطهٔ مستقیمی هم با درخشش آن دارد اما در زمان اضافه‌شدن به فولاد، یکسری خواص مغناطیسی را هم به آن اضافه می‌کند.
گریدهای استیل بگیر
فولاد بگیر دارای دو گرید معروف و شناخته شده است که به‌طورکلی شباهت‌های زیادی با یکدیگر دارند اما وجود برخی تفاوت‌ها موجب ایجاد تفاوت‌ها و تمایزهایی در میان این دو آلیاژ می‌شود.
_ گرید 410
410 یک گرید آستنیتی به‌حساب می‌آید که ترکیبات مهم آن شامل 0.15 درصد کربن، 11.5 تا 13.5 درصد کروم و 0.75 درصد نیکل می‌شود. اگر این ورق را با گرید 304 و 316 مقایسه کنیم، کمبود چشمگیر نیکل توجه ما را جلب خواهد کرد؛ این مسئله عاملی مهم برای اصلاح نشدن خواص مغناطیسی این گرید است.
_ گرید 420:
این گرید شباهت‌های زیادی با سری قبلی دارد اما در واقع یک نمونهٔ اصلاح‌شده از گرید 410 به‌حساب می‌آید. 0.15 درصد کربن و 12 تا 14 درصد کروم ترکیبات برجستهٔ این مورد هستند که باعث به‌وجودآمدن مقاومت بالا به عوامل خورنده و درجهٔ سختی (Hardness) مطلوب در این گرید می‌شوند.
گفتنی است که گرید 430 نیز شباهت زیادی با این دو گرید دارد اما برخی مسائل مانند تفاوت قیمت ورق استیل 430 با این دو مورد، باعث تمایز آن‌ها از یکدیگر می‌شود.
ورق استیل نگیر چیست؟
این گروه از ورق‌ها نیز مانند نمونه‌های قبلی دارای مقادیر بالایی از کروم هستند اما بر خلاف گریدهایی که بررسی کردیم، رفتار مغناطیسی ندارند یا واکنش مغناطیسی آن‌ها بسیار کم و ناچیز است؛ پرسشی که مطرح می‌شود این است که چنین پدیده‌ای دقیقاً چه توجیه علمی‌ای دارد؟
باید بدانید که وجود کروم در فولاد باعث بروز خواص مغناطیسی می‌شود اما از طرف دیگر، اضافه‌کردن درصد بالایی نیکل به آن، این رفتار مغناطیسی را به حداقل می‌رساند یا به‌نوعی از بین می‌برد. علاوه بر این، انجام برخی عملیات‌ها و پروسه‌های تخصصی، باعث ازبین‌بردن خاصیت‌هایی ازاین‌دست است. همان‌طور که در دو نمونهٔ پایینی مشاهده می‌کنید، درصد نیکل موجود در آن‌ها به‌مراتب بیشتر از گریدهایی است که در بخش قبلی معرفی کردیم.
گریدهای استیل نگیر
به‌طورکلی باید به این مسئله توجه داشته باشید که اکثر ورق‌های فولادی دارای یک رفتار مغناطیسی هستند اما مسئله بر سر کمیت است؛ یعنی برخی از گریدها مانند سری 400، رفتار مغناطیسی بسیار زیادی دارند درحالی‌که برخی دیگر از آن‌ها مانند سری 300، واکنش به‌مراتب کمتری دارند، تا جایی که برای عموم مصرف‌کنندگان قابل‌تشخیص نیست. در ادامه دو مورد از معروف‌ترین گریدهای این سری را بررسی می‌کنیم.
_ گرید 304:
304 در واقع یک گرید تجاری به‌حساب می‌آید که برای تولید لوازم آشپزخانه، خطوط تولید مواد غذایی و زیرساخت‌های مرتبط با انتقال مواد غذایی مانند کامیون‌های یخچال‌دار استفاده می‌شود. 17.5 تا 19.5 درصد کروم، حداقل 8 درصد نیکل و 0.08 درصد کربن، برجسته‌ترین ترکیبات این گرید به‌حساب می‌آید. شایان توجه است که قیمت ورق استیل 304 به‌مراتب کمتر از قیمت ورق استیل 316 است و این مسئله، باعث استفادهٔ بیشتر از 304 برای کاربردهای عمومی می‌شود.
_ گرید 316:
این گرید در مقایسه با نمونهٔ قبلی، رفتار مغناطیسی کمتری دارد و از نظر استحکام و مقاومت نیز، رتبهٔ بالاتری را دریافت می‌کند. گفتنی است که گرید 316 انتخابی مناسب برای استفاده‌های صنعتی در موقعیت‌های آسیب‌زا است و قیمتی بیشتر از سری 304 دارد. ترکیبات مهم این گرید شامل حداکثر 0.08 درصد کربن، حداقل 10 درصد نیکل و 16 تا 18 درصد کروم می‌شود. همچنین 2 تا 3 درصد مولیبدن نیز در این آلیاژ به‌کاررفته است.
ورق استیل نسوز چیست؟
عموم ورق‌های فولادی زمانی که با حرارت‌های بالا مواجهه می‌شوند مقاومت خود را از دست می‌دهند و به میزان زیادی آسیب‌پذیر می‌شوند؛ همین مسئله دانشمندان را به فکر برده تا راهکارهای متعددی برای برطرف‌کردن چنین مشکلی مطرح کنند. یکی از این راه‌حل‌ها ساخت ورق‌هایی است که در برابر حرارت مقاوم هستند و در دماهای بالا هم مقاومت خود را از دست نمی‌دهند؛ این محصولات اصطلاحاً “نسوز” نامیده می‌شوند.
جالب است بدانید که از میان ورق‌های آلیاژی گوناگونی که در برابر حرارت مقاوم هستند، ورق‌های فولاد ضدزنگ جایگاه ویژه‌ای دارند. شایان توجه است که آن دسته از ورق‌های این گروه که در برابر حرارت مقاوم‌اند، با نام ورق فولادی نسوز نامیده می‌شوند؛ درصد نیکل، کربن و کروم این گریدها و توازن آن‌ها با یکدیگر، از جمله کلیدی‌ترین عوامل برای بروز چنین ویژگی‌ای است.
در ادامه، به معرفی یکی از مشهورترین گریدهای این سری می‌پردازیم.
گرید 310
این گرید در گروه آلیاژهایی با کربن متوسط قرار می‌گیرد که توانایی تحمل حرارت تا دمای 1150 درجه سانتی‌گراد و تحمل مداوم حرارت تا 1035 درجه‌ی سانتی‌گراد را دارد. گفتنی است که سری دیگری از این گرید هم موجود است که با عنوان 310S شناخته می‌شود و دارای درصد کربن کمتری است. در ادامه‌ی این بخش عناصر شیمیایی و خواص مکانیکی 310 با کربن معمولی را بررسی می‌کنیم.
_ ترکیبات شیمیایی:
نهایتاً 0.25 درصد کربن
2 درصد منگنز
1.5 درصد سیلیکون
0.045 درصد فسفر
0.030 درصد گوگرد
24 تا 26 درصد کروم
19 تا 22 درصد نیکل
_ ویژگی‌های مکانیکی:
520 مگاپاسکال مقاومت کششی
40 درصد ازدیاد طول
در پایان اشاره به این نکته نیز خالی‌ازلطف نیست که قیمت این گرید در مقایسه با قیمت ورق استیل 304، 316، 410 و 420 بیشتر است، چراکه مقادیر کروم و نیکل موجود در آن، به‌مراتب بیشتر است.
جمع‌بندی
ورق استیل باتوجه‌به رفتار مغناطیسی و نوع مقاومت به حرارت، به سه دستهٔ نسوز، نگیر و بگیر تقسیم می‌شود؛ درصد عناصر شیمیایی این ورق‌ها مانند میزان کروم، نیکل و کربن، کلیدی‌ترین عامل برای شکل‌گیری این خواص و قرارگرفتن هر گرید در یکی از این سه گروه هستند؛ پس برای درک خواص مکانیکی و ویژگی‌های فنی هر آلیاژی، بهتر است که ابتدا خواص مکانیکی آن را بررسی کنیم. این مسئله همچنین به ما کمک می‌کند تا قیمت نهایی محصول مانند قیمت ورق استیل نگیر، بگیر یا نسوز را به شکل حدودی تخمین بزنیم.