لوله استیل 304 ، لوله استیل 316

 304 steel pipe 316 , steel pipe

 

لوله ضد زنگ 316 (فولاد 1.4436) یکی از اعضای خانواده لوله‌های استنلس استیل است و پس از لوله استیل 304، به عنوان یکی از پرفروش‌ترین و پرکاربردترین انواع لوله‌ها شناخته می‌شود. این نوع لوله از 16% کروم، 10% نیکل و 2% مولیبدن تشکیل شده است. حضور عنصر مولیبدن باعث افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی‌های ناشی از کلراید می‌شود، که این مزیت را در مقایسه با استیل 304 به وجود می‌آورد. همچنین، لوله استنلس استیل 316 به دلیل ویژگی‌های خاص خود از قیمت بالاتری برخوردار است.

 

استیل 316 یک فولاد ضد زنگ است که ابتدا توسط شرکت آمریکایی Bethlehem Steel در دهه 1930 توسعه یافت. این فولاد به منظور مقاومت به خوردگی در محیط‌های شیمیایی و دریایی برای صنایع نفت و گاز، صنعت شیمیایی، صنعت غذایی و سایر کاربردها طراحی شده است. از آن زمان تاکنون، استفاده از استیل 316 به عنوان یکی از مواد محبوب و مورد ترجیح در صنعت‌های مختلف ادامه داشته است.

از دیگر ویژگی‌ها، قابلیت شکل دهی و جوشکاری بهتر لوله استیل 304 نسبت به 316 است.

 

لوله‌های استیل به عنوان یکی از محصولات پرکاربرد در صنایع مختلف به کار می‌روند. این پروفیل‌های استوانه‌ای با توجه به ترکیبات شیمیایی خود، از مقاومت قابل توجهی در برابر خوردگی برخوردارند و در گریدهای متنوعی مانند 304، 316، 309 و غیره تولید می‌شوند. هر گرید از این لوله‌ها به دلیل ترکیبات خود ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی دارد.

این لوله‌ها با سطح صاف و صیقلی تولید می‌شوند که باعث زیبایی و امکان شستشوی آسان این محصولات می‌شود.

 

در میان این گریدها، استنلس استیل 316 به ویژه در صنایع غذایی و قسمت‌هایی که با خوردگی مواجه هستند، کاربرد دارد. ویژگی‌های شیمیایی خود باعث مقاومت بیشتر در برابر خوردگی ناشی از مواد مانند گوشت، نمک و اسیدهای مختلف می‌شود.

 

معرفی لوله استیل 316

لوله استیل 316 یک آلیاژ مشهور به نام “نگیر” است و برجسته‌ترین ویژگی آن عدم داشتن خاصیت مغناطیسی است. برای تشخیص استیل نگیر از بیشابر استفاده می‌شود. این لوله از ورق‌های بزرگ استیل تولید می‌شود و طبق نیاز هر پروژه، به فرم مورد نیاز تبدیل می‌شود.

 

لوله استیل 316 به راحتی مواد اسیدی و غیر اسیدی را در دماهای مختلف بدون آسیب دیدن از خود عبور می‌دهد. استحکام کششی این لوله زنگ‌نزن 316 معادل ksi 83 می‌باشد. این نوع لوله، به عنوان لوله استنلس استیل 316 شناخته می‌شود و برای کاربردهایی که نیاز به سختی، استحکام و مقاومت به خوردگی بالا دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عواملی چون مقاومت در برابر سرما و گرما، ضخامت، قطر داخلی و خارجی و سایر مشخصه‌ها، بر قیمت و کارایی این استنلس استیل تأثیرگذار هستند.

گرید استنلس استیل 316، به عنوان گرید دریایی یا Marine هم شناخته می‌شود و به دلیل ویژگی‌های بی‌نظیر خود، جایگاه خاصی در صنایع مختلف دارد. این نوع استیل نسبت به هیدروکلریک اسید، استیک اسید، فورمیک اسید، کلریدهای سولفات، سولفوریک اسید، تانتاریک اسید و آلکالین مقاومت به خوردگی بالایی از خود نشان می‌دهد.

 

گرید استنلس استیل 316، خاصیت‌های فوق‌العاده‌ای را در مقابل انواع اسیدها و مواد شیمیایی دیگر از خود نشان می‌دهد، که این ویژگی‌ها آن را به یک انتخاب مناسب برای محیط‌های دریایی و کاربردهای صنعتی مختلف می‌سازد.

 

فرایند تولید فولاد استنلس 316

فولاد استنلس 316 توسط فرآیند تولید فولاد معمولی به نام “آهن به روش الکتریکی” (Electric Arc Furnace – EAF) تولید می‌شود، و سپس با فرآیند تصفیه و آهک‌زدایی، به شکل نهایی خود تبدیل می‌شود.
در زیر، فرآیند تولید فولاد استنلس 316 به طور کلی توضیح داده شده است :

 

جمع‌آوری مواد اولیه :

مواد اولیه برای تولید استنلس استیل شامل مواد مانند خاکستر، آهن، نیکل، کروم، مولیبدن، منگنز و سایر المان‌های ضروری است.

 

تبدیل به فولاد :

مواد اولیه با استفاده از ذوب کردن در کوره الکتریکی یا کوره قوس الکتریکی (EAF) به فولاد تبدیل می‌شوند.

 

تولید آهن نیکل استنلس :

آهن نیکل استنلس در فرآیند تصفیه به فولاد اضافه می‌شود. این فرآیند می‌تواند با استفاده از کوره‌های الکتریکی یا کوره‌های قوس الکتریکی انجام شود.

 

افزودن عناصر آلیاژی :

المان‌های آلیاژی مانند کروم، نیکل و مولیبدن به آهن نیکل استنلس افزوده می‌شوند تا خواص ضد زنگ به فولاد اضافه شود.

 

آهک‌زدایی :

در فرآیند تولید استیل 316، آهک به عنوان یک ماده آلیاژزدایی برای حذف اضافه المان‌های آلیاژی از مواد اولیه استفاده می‌شود.

 

کوره ذوب :

مواد با ترکیب دقیق به یک کوره ذوب برای تصفیه و ترکیب دقیق‌تر اجزای آلیاژی ارسال می‌شوند.

 

ریختن :

فولاد استنلس حاصل را در قالب‌های مختلف به شکل مورد نظر ریخته و سپس سرد شده و تراکم داده می‌شود.

 

تصفیه و نهایی کردن :

فولاد تولید شده تحت فرآیندهای تصفیه و نهایی‌سازی قرار گرفته و خواص نهایی آن بهینه می‌شود.

البته فرآیند تولید استنلس استیل 316 یک فرآیند پیچیده است و علاوه بر مراحل اصلی که توضیح داده شد، برخی مراحل و تکنولوژی‌های دقیقتر نیز در تولید این نوع فولاد انجام می‌شوند.
در ادامه، برخی جزئیات بیشتر به آن اشاره می‌شود :

 

تولید قطعات اولیه :

ابتدا مواد اولیه به شکل‌های خاصی تولید می‌شوند. برخی از این مواد ممکن است به شکل قرقره (بیلت) یا نوار (سلاب) باشند.

 

فرآیند نورد :

در مرحله نورد، مواد اولیه به دماهای بالا گرم شده و در آسیاب‌های نورد به شکل‌ها و اندازه‌های مختلف تبدیل می‌شوند.

 

تصفیه اضافی :

در فرآیند تولید استنلس استیل، تصفیه بیشتر مواد به کمک متدهای مختلف انجام می‌شود تا خواص مکانیکی و فیزیکی بهینه شوند.

 

آنیلینگ :

آنیلینگ یا گرمایش مجدد ممکن است به منظور کاهش تنش‌های داخلی و بهبود خواص مکانیکی صورت گیرد.

 

پایان‌دادن (Finish) :

سطح قطعات نهایی پایان‌داده می‌شود تا ظاهر نهایی و خواص زیبایی به دست آید.

 

کنترل کیفیت :

تمامی مراحل فرآیند تحت کنترل کیفیت دقیقی قرار دارند تا تضمین شود که محصول نهایی همگن باشد و خواص مشخصه‌ها را داشته باشد.

هر یک از این مراحل به دقت انجام می‌شود تا استنلس استیل 316 با خواص ضد زنگ، مقاوم در برابر خوردگی، و مقاومت مکانیکی مطلوب تولید شود.

 

مقایسه لوله استیل 316 با 316L

لوله‌های استنلس استیل 316 و 316L دو نوع متفاوت از همین خانواده استیل هستند، و این تفاوت‌ها اغلب بر محدودیت‌های مقدار کربن در 316L بر مقدار آن در 316 برمی‌گردد.

 

316 و 316L :

تفاوت در مقدار کربن : نوع 316L دارای مقدار کمتری از کربن (کمتر از 0.03%) نسبت به 316 است.

جوشکاری : لایه اکسید محافظتی بر روی سطح لوله استیل 316L در هنگام جوشکاری باقی می‌ماند، که باعث بهبود عملیات جوش و خم شدن آن می‌شود.

قیمت : استنلس استیل 316L از قیمت بالاتری برخوردار است.

 

تولید :

لوله استیل 316 در دو نوع درز دار و بدون درز (مانیسمان) تولید می‌شود.

 

خواص مکانیکی :

سختی راکول (Rockwell Hardness A) : 79 HRA

سختی برینل (Brinell Hardness) : 146 HB

مدول الاستیسیته (Elastic Modulus) : 164 گیگاپاسکال

استفاده از هرکدام از این نوع لوله‌ها به ویژگی‌های مکانیکی، خواص خاص، و نیازهای پروژه مرتبط با آن مرتبط است.

 

جدول آنالیز استیل 316

با توجه به جدول آنالیز شیمیایی استنلس استیل 316، مقادیر درصدی از اجزای مختلف به شرح زیر می‌باشد:

 

کربن (%C) : 0.07

سیلیسیوم (%Si) : 1

منگنز (%Mn) : 2

فسفر (%P) : 0.045

گوگرد (%S) : 0.015

کروم (%Cr) : 16.5-18.5

مولیبدن (%Mo) : 2-2.5

نیکل (%Ni) : 10-13

در این ترکیب شیمیایی، کروم با میزان 18.5-16.5 درصد بیشترین مقدار را دارد و گوگرد با 0.015 درصد، کمترین مقدار را تشکیل می‌دهد. این ترکیب شیمیایی، استنلس استیل 316 را به یک فولاد ضد زنگ با خصوصیات مقاوم در برابر خوردگی و حرارت تبدیل کرده است.

 

کاربرد لوله 316

لوله استنلس استیل 316 به عنوان یک فولاد ضد زنگ با ویژگی‌های مقاومت در برابر خوردگی و حرارت، در انواع صنایع و کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برخی از کاربردهای متداول لوله استیل 316 عبارتند از:

 

• ساخت قایق‌ها : بخش‌هایی از قایق‌ها از جمله بخش‌هایی که در معرض محیط دریا هستند از لوله استیل 316 ساخته می‌شوند.
• صنعت ساعت‌سازی : در تولید برخی از قطعات ساعت‌ها از استنلس استیل 316 استفاده می‌شود.
• صنایع فیلترینگ آب : لوله‌ها برای ساخت صفحات جوش داده شده جهت فیلتر کردن آب در کاربردهای مختلف به کار می‌روند.
• اتصالات و فنرها : در تولید انواع اتصالات و فنرها از لوله استیل 316 استفاده می‌شود.
• صنایع نفت و گاز و پتروشیمی : در ساخت قطعات مقاوم در برابر محیط‌های خورنده و در صنایع نفت و گاز به کار می‌رود.
• صنایع غذایی و دارویی : برای تجهیزات مقاوم در برابر شرایط بهداشتی خاص در صنایع غذایی و دارویی.
• تجهیزات آزمایشگاهی : برای ساخت تجهیزات مورد نیاز در آزمایشگاه‌ها.
• کنترل آلودگی هوا : در تولید تجهیزات مربوط به کنترل آلودگی هوا از لوله استیل 316 استفاده می‌شود.
• صنعت هوافضا : در ساخت قطعات مقاوم در برابر شرایط سخت هوافضا.
• صنعت دکوراسیون و معماری : در ساخت اجزای معماری و تزیینات داخلی و خارجی ساختمان‌ها.
• تجهیزات پزشکی : در صنعت تولید تجهیزات پزشکی به دلیل مقاومت به خوردگی و استریل بودن.

 

مزایا استیل 316

 

• مقاومت در برابر خوردگی : استنلس استیل 316 دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و نفوذ مواد است، به خصوص در محیط‌های حاوی اسیدها و کلراید.
• مقاومت در برابر اسیدها و بازها : مقاومت به خوبی در برابر اسیدها و بازها مانند هیدروکلریک اسید و هیدروکسید سدیم دارد.
• مناسب برای محیط‌های خورنده : استنلس استیل 316 برای محیط‌های خورنده و شرایط خاصی مانند صنایع نفت و گاز و صنایع شیمیایی مناسب است.
• قابلیت انتقال مواد : لوله استیل 316 می‌تواند مواد اسیدی و غیر اسیدی را بدون خوردگی از خود عبور دهد.
• مقاومت در برابر نفوذ مواد : قابلیت مانع شدن از نفوذ مواد به داخل لوله به دلیل ساختار فولاد استیل.

معایب استیل 316

 

انتقال گرما :

مناسب نبودن برای انتقال گرما : استیل 316 مناسب نیست برای کاربردهایی که نیاز به انتقال حرارت بالا دارند. در این زمینه‌ها ممکن است گرما به طور ناکافی منتقل شود.

 

قیمت بالا :

هزینه بیشتر: در مقایسه با برخی از استنلس استیل‌های دیگر، 316 از قیمت بالاتری برخوردار است.

در نهایت، انتخاب بین استیل 316 و مواد دیگر بستگی به نیازهای خاص پروژه، شرایط کاری، و محیط کاری دارد.

 

استاندارد ها استیل 316

استنلس استیل 316 بر اساس استاندارد‌های مختلف به تأیید رسیده است. دو استاندارد مهم برای استنلس استیل 316 عبارتند از :

 

ASTM A240 :

استاندارد ASTM A240 توسط ASTM International (انجمن استانداردهای آمریکا) ارائه شده است. این استاندارد جزء استانداردهای مرتبط با فولادهای ضد زنگ و ساختارهای آلیاژی می‌باشد. ASTM A240 به تشخیص و تعیین ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی مواد، ابعاد و تحویل مواد استنلس استیل می‌پردازد.

 

ASTM A312 :

استاندارد ASTM A312 نیز تحت نظارت ASTM International منتشر شده است و به استاندارد تولید لوله‌های استنلس استیل در اندازه‌ها و ابعاد مختلف می‌پردازد. این استاندارد شامل نیازهایی برای فرآیندهای تولید و آزمون‌های کیفیت مواد استنلس استیل می‌شود.

به عنوان اطمینان از استفاده از محصولات با کیفیت و استانداردهای بین‌المللی، توصیه می‌شود که هنگام خرید و استفاده از استنلس استیل 316، مطمئن شوید که محصولات تحت استانداردهای مربوطه مانند ASTM A240 و ASTM A312 تولید شده باشند.

لوله های فولادی ضد زنگ

Stainless steel pipes

 

لوله‌های فولادی ضد زنگ، با توجه به ویژگی‌ها و کاربردهای گوناگون در زندگی روزمره، اهمیت زیادی دارند. پیش از خرید هر محصولی که از جنس فولاد ضد زنگ مانند لوله‌های صنعتی یا لوله‌های داربست استفاده شده باشد، مفاهیم مربوط به ترکیبات، مزایا، محدودیت‌ها و دیگر ویژگی‌ها را درک کردن امری حیاتی است.

 

فولاد ضد زنگ به عنوان یک ماده بسیار انعطاف‌پذیر و چندکاره شناخته می‌شود. در اینجا، به معرفی و توضیحات بیشتر درباره این مسئله خواهیم پرداخت.

 

لوله‌های فولادی ضد زنگ از نوع نوار فولاد توخالی ساخته می‌شوند و اساساً به دو دسته لوله فولادی بدون درز (سیم لس) و لوله فولادی با درز تقسیم می‌شوند. این لوله‌ها عمدتاً برای انتقال مایعاتی مانند روغن، گاز طبیعی، آب، بخار، و سایر مواد مشابه به کار می‌روند.

 

تاریخچه استفاده از لوله های فولادی ضد زنگ

استفاده از فولاد ضد زنگ یا لوله‌های فولادی ضد زنگ در زمینه‌های مختلف، به ویژه در صنایع، از دهه‌های گذشته تاکنون، به دلیل خصوصیات مفید و مقاومت به خوردگی آنها، افزایش یافته است.

در زیر به تاریخچه استفاده از فولاد ضد زنگ می‌پردازیم :

 

اکتشاف و تولید اولیه :

اکتشاف و توسعه فولاد ضد زنگ در اوایل قرن 20 شروع شد. در سال 1913، هربرت M. بولتسمن، یک مهندس آلمانی، اولین فولاد ضد زنگ را با استفاده از ترکیبات کروم توسعه داد. این کشف باعث آغاز یک دوره جدید در تولید فلزات مقاوم به خوردگی شد.

 

استفاده در صنعت نظامی :

در طول جنگ جهانی اول و دوم، استفاده از فولاد ضد زنگ در صنایع نظامی افزایش یافت. این نوع فولاد به عنوان مواد ساختاری در ساخت تجهیزات نظامی، ابزار نظامی، و تجهیزات دریایی به کار گرفته شد.

 

توسعه در صنایع شیمیایی و پتروشیمی :

در دهه‌های بعد، با گسترش صنایع شیمیایی و پتروشیمی، استفاده از فولاد ضد زنگ در تجهیزات و سیستم‌های مختلف این صنایع به شدت افزایش یافت. این شامل لوله‌ها، تجهیزات تبدیل حرارتی، مخازن، و سیستم‌های نقل و انتقال مواد شیمیایی می‌شود.

 

استفاده در صنایع غذایی :

از آن زمان که فولاد ضد زنگ به تولید لوله‌ها، تجهیزات و دستگاه‌هایی با کیفیت مطلوب برای صنایع غذایی تبدیل شد، استفاده از آن در صنایع تولید مواد غذایی، رستوران‌ها، و اماکن خدمات غذایی نیز گسترش یافت.

 

استفاده در صنایع الکترونیک :

در دهه‌های اخیر، با پیشرفت‌های تکنولوژی، فولاد ضد زنگ در تولید اجزای الکترونیکی و تجهیزات مختلف از جمله کامپیوترها، تلفن‌ها و دستگاه‌های الکترونیکی دیگر به کار رفته است.

 

لوله‌های فولادی ضد زنگ به دلایل متعددی انتخاب شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. اولین سوالی که ممکن است برای هر کسی پیش بیاید این است که  :

چرا باید به جای مواد دیگر، از لوله‌های فولادی ضد زنگ استفاده کرد؟

مهمترین ویژگی فولاد ضد زنگ حاصل از حضور کروم در ترکیب آن است. این خاصیت باعث افزایش مقاومت مواد در برابر خوردگی می‌شود. علاوه بر این، فولاد ضد زنگ به نگهداری کمی نیاز دارد و در مواجهه با هر چیزی که به صورت مستقیم یا غیرمستقیم با آن در تماس باشد، بی‌ضرر باقی می‌ماند.

 

ویژگی دیگری که این نوع فولاد را جذاب می‌کند، مقاومت آن در برابر زنگ‌زدگی است. زمانی که فولاد ضد زنگ به طور کامل صیقل داده می‌شود، نه‌تنها زیبایی و شکوه به آن افزوده می‌شود، بلکه توانایی در جذب نور طبیعی را افزایش داده و در نتیجه به کاهش مصرف انرژی کمک می‌کند.

 

لوله‌های داربست از فولاد ضد زنگ ساخته می‌شوند، زیرا این خصوصیات آنها را برای مصارف مختلف، از جمله ساخت سازه‌ها، بسیار مناسب و اقتصادی می‌کند.

 

کاربردهای لوله های فولادی ضد زنگ

لوله‌های فولادی ضد زنگ به دلیل ویژگی‌های خاص و متنوعی که دارند، در انواع مختلف صنایع و مکان‌ها به کار می‌روند.

در زیر، به برخی از کاربردهای این لوله‌ها اشاره خواهیم کرد :

 

معماری و ساختمان :

فولاد ضد زنگ به عنوان یک ماده انعطاف‌پذیر و محکم، در ساخت و سازهای معماری مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آن به عنوان لوله داربست، نرده یا انعطاف‌پذیر در داخل ساختمان‌ها استفاده می‌شود.

 

صنعت خودرو :

به دلیل خاصیت آسانی در جوش‌دادن و پایان باشکوه آن، فولاد ضد زنگ در صنعت خودرو و حمل و نقل مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

ذخیره‌سازی و حمل مواد :

این نوع لوله برای ذخیره‌سازی و حمل مواد شیمیایی یا محصولات غذایی به خوبی مناسب است.

 

حفظ محیط بهداشتی :

لوله‌های فولادی ضد زنگ در پروژه‌های حفظ محیط بهداشتی، مانند سیستم‌های فاضلاب و تصفیه آب، بسیار مؤثر هستند.

 

ساخت مخازن سنگین :

از فولادهای ضد زنگ در ساخت مخازن سنگین و لوله‌های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز به دلیل مقاومت بالا در برابر شرایط سخت استفاده می‌شود.

 

ساخت لوله‌ها و شیرآلات :

لوله‌های فولادی ضد زنگ به عنوان مواد اصلی در تولید لوله‌ها و شیرآلات مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

همچنین، مقاومت به خوردگی و زنگ‌زدگی این لوله‌ها، آنها را برای استفاده در شرایط مختلف و محیط‌هایی با شرایط سخت، بسیار مناسب می‌سازد.

 

درست است که نیروگاه‌های خورشیدی، ژئوترمال، و نیروگاه‌های بادی از لوله‌های فولادی ضد زنگ برای بخش‌های مختلف از تجهیزات خود استفاده می‌کنند. دلیل این ترجیحات به ویژگی‌های منحصربه‌فرد فولاد ضد زنگ برمی‌گردد که به طور خاص مورد نیاز در این بخش‌ها هستند.

 

مقاومت در برابر قدرت خورندگی آب دریا :

فولاد ضد زنگ به علت ترکیبات خاصی که دارد، مقاومت بالایی در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی آب دریا دارد. این ویژگی مهم در تجهیزات نیروگاه‌های خورشیدی و ژئوترمال که با شرایط محیطی سخت مواجه هستند، بسیار ارزشمند است.

 

استفاده در تجهیزات خانگی :

از فولاد ضد زنگ نه تنها در صنایع بزرگ بلکه در تجهیزات خانگی نیز استفاده می‌شود. از کارد و چنگال تا وسایل آشپزی، سینک ظرفشویی، یخچال، فریزر، ماشین ظرفشویی و سایر وسایل خانگی از این جنس استفاده می‌شود. این ماده به دلیل ظاهر زیبا و مقاومت در برابر خوردگی، گزینه محبوبی برای اجزای خانگی است.

از این رو، خصوصیات منحصربه‌فرد فولاد ضد زنگ، آن را به یک ماده محبوب و مورد ترجیح در صنایع مختلف و زندگی روزمره تبدیل کرده است.

 

انواع فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ به چهار نوع اصلی طبقه‌بندی می‌شود، و هر کدام از این انواع ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی دارند.

در زیر، به انواع اصلی فولاد ضد زنگ اشاره خواهیم کرد :

 

فولاد ضد زنگ آستنیتی (Austenitic Stainless Steel) :

این نوع فولاد ضد زنگ حاوی حداقل ۱۶-۱۸٪ کروم و ۸-۱۰٪ نیکل است. این فولاد با داشتن ساختار آستنیتی (austenitic)، دارای مقاومت خوبی در برابر خوردگی است و در بسیاری از کاربردهای خوراکی و دارویی استفاده می‌شود.

 

فولاد ضد زنگ فریتیک (Ferritic Stainless Steel) :

این نوع حاوی حداقل ۱۷٪ کروم است و ساختار فریتیک (ferritic) دارد. فولاد ضد زنگ فریتیک به خوبی مقاومت در برابر خوردگی در محیط‌های خورنده را ارائه می‌دهد و برای برخی از کاربردهای خاص مانند تولید خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی (Martensitic Stainless Steel) :

این نوع فولاد حاوی حداقل ۱۱.۵٪ کروم است و ساختار مارتنزیتی (martensitic) دارد. این فولادها برای انواع ابزارهای برشی، چاقوها، و قطعات پر فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

فولاد ضد زنگ دوبلکس (Duplex Stainless Steel) :

این نوع فولاد حاوی حداقل ۲۲٪ کروم و ۵٪ نیکل است. فولاد ضد زنگ دوبلکس همزمان دارای ویژگی‌های فولاد آستنیتی و فولاد فریتیک است، که باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی و استحکام مکانیکی می‌شود. این نوع فولاد در بخش‌هایی که نیاز به مقاومت همزمان در برابر خوردگی و فشار دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

توجه داشته باشید که هر نوع فولاد ضد زنگ بر اساس خواص و کاربردهای خاصی که دارد، در صنایع و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

تفاوت‌های بین انواع فولاد ضد زنگ

فولاد ضد زنگ آستنیتی :

این نوع فولاد با داشتن درصد بالای کروم، به خوبی مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد. همچنین، این فولاد‌ها مغناطیسی نیستند که ممکن است در برخی کاربردها مهم باشد. به عنوان مثال، در صنایع خوراکی و داروسازی که عدم مغناطش می‌تواند مزیتی باشد، از این نوع فولاد ضد زنگ به طور گسترده استفاده می‌شود.

 

فولاد ضد زنگ فریتیک :

این نوع فولاد با قیمت مناسب‌تر و مغناطیسی بودن، در برخی کاربردها به خصوص در صنایعی که اهمیت زیادی به مسائل مغناطیسی نمی‌دهند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

فولاد ضد زنگ مارتنزیتی :

این نوع فولاد به دلیل مقاومت کمتر در برابر خوردگی، در مقایسه با سایر انواع، معمولاً کمتر استفاده می‌شود و بیشتر در کاربردهایی که مقاومت به خوردگی اولویت ندارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

فولاد لکه‌دار دوبلکس :

این نوع فولاد دارای خواص آستنیتی و فریتی همزمان است، که باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی و سختی مکانیکی می‌شود. این فولاد‌ها به عنوان یک جایگزین بهتر برای فولاد‌های آستنیتی و فریتیک در برخی از کاربردها به کار می‌روند.

 

گریدهای لوله‌های فولادی ضد زنگ

لوله‌های فولادی ضد زنگ در گریدهای مختلفی موجود هستند، که هر گرید دارای ترکیبات شیمیایی و خصوصیات مکانیکی متفاوتی است.

در زیر، به برخی از گریدهای معروف لوله‌های فولادی ضد زنگ اشاره خواهیم کرد:

 

گرید 304 :

این گرید از لوله‌های فولادی ضد زنگ حاوی حداقل 18% کروم و حداقل 8% نیکل است. این گرید به دلیل مقاومت خوب به خوردگی و استفاده‌های گسترده در صنایع مختلف مانند خودروسازی، صنایع خوراکی، و ساخت و ساز مشهور است.

 

گرید 316 :

این گرید دارای ترکیب شیمیایی شبیه به گرید 304 است، اما با افزودن مولیبدن به ترکیب، مقاومت به خوردگی در مقابل مواد شیمیایی افزایش می‌یابد. به همین دلیل، گرید 316 معمولاً در محیط‌های با تماس مستقیم با مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

گرید 321 :

این گرید حاوی تزریق تیتانیوم است که از افت کربنی در دماهای بالا جلوگیری می‌کند. به همین دلیل، گرید 321 در دماهای بالا و در برخی از کاربردهای حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

گرید 430 :

این گرید از لوله‌های فولادی ضد زنگ فریتیک است که دارای حداقل 16% کروم است. این گرید به دلیل قیمت مناسب و مقاومت خوب به زنگ زدگی در برخی از کاربردهای معمولی استفاده می‌شود.

 

گرید 2205 (Duplex Stainless Steel) :

این گرید دوبلکس، ترکیبی از گریدهای آستنیتی و فریتیک است. با ترکیبی از کروم، نیکل، مولیبدن، و نیتروژن، گرید 2205 مقاومت بالایی در برابر خوردگی و شکست دارد.

 

این تعداد مثال برخی از گریدهای لوله‌های فولادی ضد زنگ است، اما گستره گریدها بیشتر از این است و انتخاب گرید مناسب بستگی به نیازها و شرایط خاص هر کاربرد دارد.

 

 

ویژگی های لوله های فولادی ضد زنگ

لوله‌های فولادی ضد زنگ دارای ویژگی‌ها و خصوصیات منحصر به فردی هستند که آنها را از فولاد معمولی متمایز می‌کند.

در زیر به برخی از ویژگی‌های اصلی این لوله‌ها اشاره می‌شود :

 

مقاومت به لک و خوردگی :

یکی از ویژگی‌های اصلی لوله‌های فولادی ضد زنگ، مقاومت بالا در برابر لک، خوردگی و زنگ زدگی است. این خصوصیات آنها را برای محیط‌های خورنده و شرایطی که با رطوبت و مواد شیمیایی مختلف سر و کار دارند، مناسب می‌کند.

 

گریدهای متنوع :

لوله‌های فولادی ضد زنگ در تقریباً 150 گرید مختلف در دسترس هستند. این گریدها بر اساس ترکیبات خاص فلزات، از جمله کروم، نیکل و مولیبدن، دسته‌بندی می‌شوند. از این گریدها، گریدهای آستنیتی مانند 304 و 316، گریدهای فریتیک مانند 430 و 434، و گریدهای مارتنزیتی مانند 420 محبوبترین و استفاده شده‌ترین هستند.

 

مقاومت در دماهای مختلف :

لوله‌های فولادی ضد زنگ معمولاً دارای مقاومت در دماهای مختلف هستند. این ویژگی آنها را برای کاربردهای صنعتی و دماهای متغیر مناسب می‌کند.

 

قابلیت جوشکاری :

برخی از گریدهای لوله‌های فولادی ضد زنگ، به خوبی قابلیت جوشکاری دارند، که این امکان را فراهم می‌کند که به راحتی به دیگر اجزا جوش داده شوند.

 

کاربرد گسترده :

این لوله‌ها به علت ویژگی‌های متعدد و مقاومت‌های مختلف، در صنایع مختلف از جمله ساخت و ساز، خودروسازی، صنعت شیمیایی، انرژی خورشیدی و سایر صنایع به گسترده استفاده می‌شوند.

 

خصوصیات مکانیکی

خصوصیات مکانیکی لوله‌های فولادی ضد زنگ به عنوان ویژگی‌های مهمی در انتخاب و استفاده این مواد در برنامه‌های مختلف مطرح می‌شوند.

در اینجا به برخی از خصوصیات مکانیکی اصلی این لوله‌ها اشاره می‌شود :

 

مقاومت به کشش (Tensile Strength) :

لوله‌های فولادی ضد زنگ عموماً دارای مقاومت به کشش بالا هستند. این ویژگی نشان‌دهنده قدرت متراکم و تحمل فشارهای کششی می‌باشد.

 

مقاومت به خمش (Flexural Strength) :

لوله‌های فولادی ضد زنگ، به علت ساختار مقاوم و خواص مکانیکی مناسب، دارای مقاومت خوبی به خمش هستند. این ویژگی در برخی از کاربردها مانند ساخت و سازهایی که نیاز به انعطاف و تحمل فشارهای خمشی دارند، بسیار مهم است.

 

مقاومت به فشار (Compressive Strength) :

لوله‌های فولادی ضد زنگ نیز مقاومت خوبی به فشار دارند. این خصوصیت مهم در برخی از کاربردهایی که نیاز به تحمل فشارهای عمودی دارند، اهمیت دارد.

مدول الاستیسیته (Modulus of Elasticity) :

این مشخصه نشان‌دهنده اندازه تغییر شکلی است که ماده در اثر اعمال نیروها تجربه می‌کند. لوله‌های فولادی ضد زنگ معمولاً مدول الاستیسیته خوبی دارند که به عنوان نشانگری از اندازه اندازه تغییرات در ساختار ماده به دنبال اعمال نیروها استفاده می‌شود.

 

تاثیرگذاری ضربه (Impact Toughness) :

لوله‌های فولادی ضد زنگ به عنوان یک جنس مقاوم در برابر تاثیرات ضربه شناخته می‌شوند، که در برخی از کاربردها مانند صنعت نفت و گاز و ساخت و سازهای پلیت‌های دریایی بسیار مهم است.

 

این خصوصیات مکانیکی، همراه با ویژگی‌های شیمیایی مختلف، لوله‌های فولادی ضد زنگ را به یک انتخاب موثر در بسیاری از صنایع می‌کنند.

ترکیبات شیمیایی

ترکیبات شیمیایی لوله‌های فولادی ضد زنگ معمولاً شامل آلیاژهایی از آهن، کروم، نیکل، مولیبدن، و سایر عناصر هستند. این ترکیبات مشخص می‌کنند که لوله‌های فولادی چه گونه خواص شیمیایی و فیزیکی را دارا هستند. به عنوان مثال، دو گرید معروف از لوله‌های فولادی ضد زنگ عبارتند از 304 و 316 که ترکیبات شیمیایی آنها به شرح زیر است :

 

لوله فولاد ضد زنگ گرید 304 :

کروم (Cr) : حداقل 18٪

نیکل (Ni) : حداقل 8٪

کربن (C) : حداکثر 0.08٪

منگنز (Mn) : حداکثر 2٪

فسفر (P) : حداکثر 0.045٪

گوگرد (S) : حداکثر 0.03٪

سیلیسیم (Si) : حداکثر 1٪

 

لوله فولاد ضد زنگ گرید 316 :

کروم (Cr) : حداقل 16٪

نیکل (Ni) : حداقل 10٪

مولیبدن (Mo) : حداقل 2٪

کربن (C) : حداکثر 0.08٪

منگنز (Mn) : حداکثر 2٪

فسفر (P) : حداکثر 0.045٪

گوگرد (S) : حداکثر 0.03٪

سیلیسیم (Si) : حداکثر 1٪

این ترکیبات ممکن است در گریدهای مختلف و برندهای مختلف لوله‌های فولادی ضد زنگ متفاوت باشند. در انتخاب مواد برای یک کاربرد خاص، برند و گرید مشخصی از لوله فولادی ضد زنگ با توجه به نیازها و شرایط محیطی معین انتخاب می‌شود.

 

معایب لوله‌های فولادی ضد زنگ

لوله‌های فولادی ضد زنگ به دلیل خصوصیات بسیار مفید و مقاومت به خوردگی در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما همچنین ممکن است معایب خاصی داشته باشند.

در زیر به برخی از معایب احتمالی این لوله‌ها اشاره خواهیم کرد :

 

قیمت :

لوله‌های فولادی ضد زنگ معمولاً قیمت بالاتری نسبت به لوله‌های فولادی معمولی دارند. این افزایش قیمت ممکن است در برخی کاربردها از لحاظ اقتصادی چالش‌هایی ایجاد کند.

 

سختی برای شکل‌دهی :

این نوع فولاد به دلیل مقاومت بالا به خوردگی و دارا بودن خصوصیات مکانیکی خوب، ممکن است سختی در فرآیند شکل‌دهی و ساخت قطعات خاص ایجاد کند.

 

حساسیت به زنگ‌زدگی محلی :

در شرایط خاص، ممکن است لوله‌های فولادی ضد زنگ حساسیت نشان دهند و در برخی نقاط، به ویژه در محیط‌های خاص خورنده، زنگ‌زدگی محلی ایجاد شود.

 

محدودیت‌های حرارتی :

در دماهای بسیار بالا یا پایین، خصوصیات مکانیکی لوله‌های فولادی ضد زنگ ممکن است تحت تأثیر قرار بگیرند. برخی از گریدها ممکن است در دماهای خاص که بالاتر از حداکثر یا پایین‌تر از حداقل مجاز استفاده می‌شود، محدودیت‌هایی داشته باشند.

 

پرداخت حرارتی :

لوله‌های فولادی ضد زنگ معمولاً حرارت را به خوبی منتقل می‌کنند. این می‌تواند در برخی از کاربردها که نیاز به عدم انتقال حرارت دارند، مشکل‌زا باشد.

هر کاربرد خاص نیازمندی‌های مختلفی دارد و انتخاب مواد باید با توجه به نیازها و شرایط محیطی خاص صورت گیرد.

فولاد ماریجینگ چیست؟

maraging steel

 

فولاد ماریجینگ چه خصوصیاتی دارد؟

فولاد ماریجینگ (Maraging steel) یک نوع آلیاژ آهنی است که حاوی مقدار کمی کربن و مقدار زیادی نیکل است. این فولاد با رسوب‌دهی ترکیبات فلزی مانند مولیبدن، آلومینیوم، مس، تیتانیوم و کبالت در دمای حدود 480 درجه سانتی‌گراد، استحکام و سختی بالایی به دست می‌آورد. این فولاد نام خود را از پدیده‌ی پیرسختی مارتنزیت (martensite age hardening) گرفته است که به معنی سخت شدن فولاد با گذشت زمان است. فولاد ماریجینگ علاوه بر استحکام و سختی، دارای چقرمگی و مقاومت خستگی خوبی نیز هست و عمر مفید و کارایی قطعات ساخته شده از آن را افزایش می‌دهد. این فولاد در صنایع مختلفی مانند هوافضا، نظامی، هسته‌ای و پزشکی کاربرد دارد و برای تولید قطعاتی مانند میل لنگ موتور، پین شلیک سلاح، گیربکس و واحدهای سانتریفیوژ گاز استفاده می‌شود. فولاد ماریجینگ یکی از پیشرفته‌ترین و مهمترین مواد اولیه در صنعت امروزی است که نقش بزرگی در پیشرفت علم و فناوری دارد.

فولاد ماریجینگ چه خصوصیات منحصر به فردی دارد؟

این فولاد نام خود را از پدیده‌ی پیرسختی مارتنزیت گرفته است که به معنی سخت شدن فولاد با گذشت زمان است. فولاد ماریجینگ دارای خواص منحصر به فردی است که در بسیاری از مواد وجود ندارد.

برخی از این خواص عبارتند از :

 

• ضریب انبساط حرارتی پایین که باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ در مقابل تغییرات دما مقاوم باشد و ابعاد ثابتی داشته باشد.
• استحکام تسلیم بالا که نشان دهنده‌ی مقاومت فولاد ماریجینگ در برابر تغییر شکل دائمی است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند بارهای بالایی را تحمل کند.
• قابلیت جوشکاری که به معنی امکان اتصال قطعات فولاد ماریجینگ به یکدیگر با استفاده از حرارت است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در صنایع مختلفی مانند هوافضا، نظامی، هسته‌ای و پزشکی کاربرد داشته باشد.
• استحکام کششی بالا که نشان دهنده‌ی مقاومت فولاد ماریجینگ در برابر کشش است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر نیروهای کششی مقاوم باشد و نشکند.
• سهولت در نیتریده کردن که به معنی افزایش سختی سطحی فولاد ماریجینگ با ایجاد لایه‌ی نیتریده است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر سایش و خوردگی مقاوم باشد و عمر مفید خود را افزایش دهد.
• چقرمگی بالا که نشان دهنده‌ی توانایی فولاد ماریجینگ در بازگشت به شکل اولیه خود پس از برداشتن نیرو است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر تغییر شکل موقت مقاوم باشد و خاصیت ارتجاعی خود را حفظ کند.
• تغییر یکنواخت ابعاد در هنگام عملیات حرارتی که به معنی عدم ایجاد اعوجاج و تنش در فولاد ماریجینگ در زمان انجام عملیات حرارتی مانند پیرسختی، آنیل و تمپر است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند ابعاد دقیق و یکنواختی داشته باشد و نیاز به ماشین‌کاری بعد از عملیات حرارتی کم شود.
• شکل‌پذیری بالا که نشان دهنده‌ی توانایی فولاد ماریجینگ در تغییر شکل با استفاده از نیروهای فشاری است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند به شکل‌های مختلفی مانند ورق، میله، لوله و سیم تبدیل شود.
• قابلیت پولیش بسیار خوب که به معنی امکان ایجاد سطحی صاف و براق بر روی فولاد ماریجینگ با استفاده از عملیات پولیش است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند زیبایی و جذابیت بیشتری داشته باشد و در صنایعی مانند طلاسازی، ساعت‌سازی و زیورآلات کاربرد داشته باشد.
• قدرت ضربه بالا که نشان دهنده‌ی مقاومت فولاد ماریجینگ در برابر نیروهای ضربه‌ای است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر شوک‌های مکانیکی مقاوم باشد و نشکند.
• مقاومت به خوردگی و انتشار ترک که به معنی امکان مقاومت فولاد ماریجینگ در برابر عوامل شیمیایی و محیطی است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر خوردگی و تشکیل ترک‌های ناشی از خستگی یا هیدروژنیزاسیون مقاوم باشد و عمر مفید خود را افزایش دهد.
• قدرت خستگی بالا که نشان دهنده‌ی مقاومت فولاد ماریجینگ در برابر نیروهای متناوب است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند در برابر خستگی و تشکیل ترک‌های ناشی از نیروهای متناوب مقاوم باشد و عمر مفید خود را افزایش دهد.
• قابلیت ماشین‌کاری آسان با حداقل اعوجاج که به معنی امکان تولید قطعات با ابعاد دقیق و یکنواخت با استفاده از ابزارهای ماشینی است. این خاصیت باعث می‌شود تا فولاد ماریجینگ بتواند با حداقل هزینه و زمان، قطعات با کیفیت بالا را تولید کند.

فولاد ماریجینگ دارای خواص متفاوتی در رده‌های مختلف است که به شرح زیر است :

 

گرید 200 که دارای تنش تسلیم 1400 MPA و چقرمگی شکست 140 است. این گرید از فولاد ماریجینگ در دمای 480 سانتی‌گراد پیرسختی می‌شود.

گرید 250 که دارای تنش تسلیم 1700 MPA و چقرمگی شکست 100 است. این گرید از فولاد ماریجینگ در دمای 480 سانتی‌گراد پیرسختی می‌شود.

گرید 300 که دارای تنش تسلیم 1900 MPA و چقرمگی شکست 70 است. این گرید از فولاد ماریجینگ در دمای 480 سانتی‌گراد پیرسختی می‌شود.

گرید 350 که دارای تنش تسلیم 2400 MPA و چقرمگی شکست 40 است. این گرید از فولاد ماریجینگ در دمای 480 سانتی‌گراد پیرسختی می‌شود.

 

فولاد ماریجینگ دارای رده‌های مختلفی است که بر اساس استاندارد MIL-S-46850D با اعداد 200، 250، 300 و 350 نامگذاری شده‌اند.
این اعداد نشان‌دهنده‌ی استحکام کششی فولاد ماریجینگ به واحد پوند بر اینچ مربع هستند. هر رده از فولاد ماریجینگ دارای خواص متفاوتی در مورد دمای پیرسختی، تنش تسلیم و چقرمگی است.
همچنین هر رده از فولاد ماریجینگ شامل ترکیبات مختلفی از عناصر مانند کبالت، تیتانیوم، آلومینیوم، مولیبدن و نیکل است.

جدول زیر میزان این عناصر را در هر رده از فولاد ماریجینگ نشان می‌دهد :

رده	کبالت	تیتانیوم	آلومینیوم	مولیبدن	نیکل
200	8.5	0.2	0.1	3.5	18
250	8.5	0.4	0.1	5	18
300	9	0.7	0.1	5	18
350	12.5	0.3	0.1	4.2	18

 

فولاد ماریجینگ به دلیل خواص مثبتی که دارد، در صنایع مختلفی مانند صنایع هوافضا، صنایع نظامی، صنایع خودروسازی، صنایع دریایی و صنایع پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد¹. این فولاد به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی، سایش، ضربه و فشار، قطعات تولید شده از آن بسیار پایدار و قابل اطمینان هستند¹. همچنین، قابلیت جوشکاری آن باعث شده تا از این فولاد برای ساخت قطعاتی با اشکال مختلف استفاده شود¹.

بازدهی اقتصادی این فولاد نیز بسیار مورد توجه است. چرا که به دلیل خواصی که دارد، طول عمر بالایی را ایجاد کرده و هزینه‌های نگهداری، تعمیر و تعویض قطعات را کاهش می‌دهد. به همین دلیل است که از این فولاد در صنایع مختلف استفاده شده و طرفداران زیادی را پیدا کرده است¹.

به طور خلاصه

فولاد ماریجینگ یک نوع آلیاژ است که دارای خواص برجسته‌ای مثل خشکی، سختی، چقرمگی، مقاومت در برابر ترک خوردگی، استحکام کششی و ضریب انبساط حرارتی پایین است. این فولاد در صنایع مختلفی مانند هوا فضا، سانتریفیوژ، شمشیر و موتورها کاربرد دارد و به عنوان یک ماده انقلابی در زندگی انسان‌ها شناخته می‌شود.

 

تفاوت فولاد ماریجینگ با دیگر فولادها

این فولاد با سایر فولادها تفاوت‌های زیادی دارد.

برخی از این تفاوت‌ها عبارتند از :

فولاد ماریجینگ نسبت به فولاد کربنی که با افزایش کربن سخت می‌شود، کربن بسیار کمی دارد و با رسوب ترکیبات بین فلزی سخت می‌شود.

فولاد ماریجینگ نسبت به فولاد آلیاژی که با افزایش عناصر آلیاژی مثل کروم، منگنز، وانادیوم و غیره سخت می‌شود، عناصر آلیاژی کمتری دارد و با رسوب ترکیبات بین فلزی مختص به خود سخت می‌شود.

فولاد ماریجینگ نسبت به فولاد ضد زنگ که با افزایش کروم و نیکل مقاومت به خوردگی را افزایش می‌دهد، کروم کمتری دارد و نیکل بیشتری دارد. این فولاد مقاومت به خوردگی کمتری دارد اما استحکام بیشتری دارد.

 

آیا در قطعات ریز و حساس هم از فولاد ماریجینگ استفاده می‌شود؟

بله، در برخی از قطعات ریز و حساس هم از فولاد ماریجینگ استفاده می‌شود. این فولاد به دلیل داشتن استحکام و چقرمگی بالا، مقاومت به خستگی و ترک خوردگی، و قابلیت جوشکاری و ماشین‌کاری مناسب، برای ساخت قطعاتی که نیاز به دقت و کیفیت بالا دارند، مناسب است.

 

برخی از رایج‌ترین کاربردهای این فولاد عبارتند از :

• قطعات اتومبیل مسابقه‌ای (میله، شفت، چرخ‌دنده)
• قطعات نیروگاه‌های غنی‌سازی اورانیوم (روتور، شفت)
• سوکت کابل
• شیلنگ‌های هیدرولیک
• پروانه‌ها و محفظه‌های پمپ
• تجهیزات تست کشش
• روتورهای اولتراسانتریفیوژها
• قطعات زیر کارتریج، چفت و بست‌های بال هواپیما و پایه‌های چرخ‌های فرود هواپیما

آلیاژ نیکل 200 و 201

Alloy 200 and 201

نیکل 200 و 201 نوعی آلیاژ هستند که با روش محلول جامد استحکام پیدا می‌کنند. این آلیاژها خواص مکانیکی بسیار خوبی دارند و در برابر خوردگی در محیط‌های اکسیدی و قلیایی مقاوم هستند. این آلیاژها در دماهای مختلف قابل استفاده هستند. این دو آلیاژ مقاومت خوردگی یکسانی دارند، ولی وقتی دما از 315 درجه سانتیگراد بیشتر می‌شود، فقط می‌توانیم از نیکل 201 استفاده کنیم. نیکل 201 نسبت به نیکل 200 کمتر کربن دارد. بنابراین در دماهای بالا، رسوب گرافیت در مرز دانه کمتر می‌شود و خواص مکانیکی آلیاژ حفظ می‌شود. همچنین مقاومت خوردگی آلیاژ در برابر خوردگی بین‌دانه‌ای (inter granular attack IGA) بیشتر می‌شود.

 

نیکل 201 چون عدد سختی و نرخ کارسختیش کمتر است، می‌تواند در فرآیندهای کارسرد شکل دهی شود. این گرید از نیکل خالص بیشتر برای ساخت لوله‌ها و مخازن تحت فشار استفاده می‌شود.

 

آلیاژ 200 و آلیاژ 201 هر دو تقریباً خالص هستند و بیش از 99 درصد از ترکیب آنها را عنصر نیکل تشکیل می‌دهد. درصد باقی‌مانده را عناصر دیگری مانند آهن، نقره، منگنز، مس، کربن و گوگرد با مقادیر کنترل‌شده و کمی ایجاد می‌کنند. این دو آلیاژ به دلیل کم‌آلیاژ بودن (یعنی فقط مقدار کمی از عناصر آلیاژی به فلز پایه اضافه شده‌اند)، در بسیاری از صنایع کاربرد دارند. یکی از مزایای قابل توجه این دو آلیاژ این است که به دلیل نزدیک بودن به نیکل خالص، قابلیت بازیافت بالایی دارند. علاوه بر این، آلیاژ‌های نیکلی مقاومت و استحکام بیشتری نسبت به سایر آلیاژ‌ها دارند و هزینه کمتری برای تولید و استفاده از آنها صرف می‌شود.

 

نیکل 200 و نیکل 201 در بخش‌های مختلف صنایع مختلف کاربرد دارند. این دو آلیاژ به دلیل داشتن مقدار زیادی نیکل، در برابر خورندگی شیمیایی و سوزش قلیایی مقاوم هستند. همچنین رسانایی الکتریکی و حرارتی خوبی دارند. برای کاربردهایی که دما بالا می‌رود، معمولاً از نیکل 201 استفاده می‌شود. این آلیاژ دارای مقدار کمتری کربن است و بنابراین در دمای بالا گرافیت ایجاد نمی‌کند. این در حالی است که نیکل 200 مقدار بیشتری کربن دارد و ممکن است گرافیت تولید کند.

 

نیکل 201 دارای استحکام و کارسختی کمی است و بنابراین قابل فرم‌دهی و چرخش سرد است. این آلیاژ در برابر خورندگی مقاوم است و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در مقابل سود سوزآور دارند، مناسب است. این آلیاژ با ایجاد یک لایه اکسیدی روی سطح خود، از تاثیر سود سوزآور جلوگیری می‌کند.

نیکل 201 بیشتر برای فرایند کلر آلکالی استفاده می‌شود که در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. در این فرایند، کلر و سدیم هیدروکسید (سود سوزآور) تولید می‌شوند که هر دو ماده خورنده‌ای هستند.

نیکل 201 به دلیل مقاومت بالایی که در برابر سود سوزآور دارد، یکی از گزینه‌های مرسوم برای ساخت کاتد است.

اگرچه نیکل 200 هم برای این منظور قابل استفاده است، اما نیکل 201 به خاطر داشتن کربن کمتر، در دماهای بالاتر نیز کارایی دارد. همچنین نیکل 201 مانند نیکل 200، در صنعت غذایی کاربرد دارد. این دو آلیاژ با داشتن مقاومت در برابر آب مقطر و آب طبیعی، به حفظ کیفیت مواد غذایی کمک می‌کنند. علاوه بر این، نیکل 201 معمولاً در مخازن فشاری (که برای نگه‌داری گازها و مایعات در فشارهای متفاوت با محیط طراحی شده‌اند) نیز استفاده می‌شود.

آلیاژ اینوار 36

Invar 36 alloy

“آلیاژ اینوار 36 ، یک آلیاژ آستنیتی داکتیلی است که در دماهای اتاقی و در شرایط هوای خشک، مقاومت قابل توجهی در مقابل خوردگی دارد. اما در شرایط محیطی مرطوب و دیگر محیط‌ها، ممکن است به خوردگی مبتلا شود. Invar 36، در دماهای پایین‌تر از دمای کوری، خواص مغناطیسی دارد و از دماهای بالاتر این خواص را از دست می‌دهد.

 

آلیاژ اینوار 36  در اشکال مختلفی از جمله میلگرد، لوله، و ورق تولید می‌شود. ابعاد این آلیاژ تحت تأثیر دما و شرایط مختلف تغییر نمی‌کند، و این خاصیت ثبات ابعادی آن، از کاربردهای گسترده‌ای در حوزه هوافضا برخوردار می‌سازد. در واقع، ضریب انبساط حرارتی کمتر این آلیاژ، این ویژگی را به وجود می‌آورد.”

 

آلیاژ اینوار 36 (UNS K93603) یک نمونه از آلیاژ‌های آستنیتی می‌باشد. این آلیاژ به عنوان یک آلیاژ نیکل-آهن شناخته می‌شود و در ترکیب خود دارای 36 درصد نیکل است. یکی از ویژگی‌های جالب این آلیاژ، ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین آن است که در بازه دمایی از -418 درجه فارنهایت (-250 درجه سانتی‌گراد) تا 392 درجه فارنهایت (200 درجه سانتی‌گراد) قرار دارد.

 

آلیاژ اینوار 36 همچنین در دماهای پایین، به عنوان یک ماده با خواص مکانیکی مطلوب شناخته می‌شود. به عبارت دیگر، در دماهای سرمازایی، این آلیاژ از تغییرات ناراحت‌کننده در خواص مکانیکی جلوگیری می‌کند.

 

یکی از ویژگی‌های دیگر این آلیاژ، آستانه خستگی بسیار بالای آن است، که به این معناست که می‌توان از آن در برخی از زمینه‌های مختلف مانند صنایع هوافضا و صنایع دقیق استفاده نمود. این ویژگی‌ها، آلیاژ اینوار 36 را به یک ماده مورد توجه برای کاربردهای مختلف در دماهای متفاوت می‌کنند.

 

علاوه بر ویژگی‌های اشاره شده، آلیاژ اینوار 36 از شکل پذیری و چقرمگی خوبی نیز بهره می‌برد که این خصوصیت‌ها آن را به یک ماده مناسب برای فرآیندهای مختلف تبدیل می‌کنند. از جمله فعالیت‌هایی که بر روی این آلیاژ انجام می‌شود می‌توان به سرد کاری، گرم کاری، جوشکاری، ماشین‌کاری و دیگر فرآیندهای صنعتی اشاره کرد.

باید توجه داشت که عملکرد آلیاژ اینوار 36 در محیط‌های مختلف متفاوت است. در محیط‌های خشک، این آلیاژ مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد. اما در محیط‌های مرطوب، شرایط متفاوتی برای آن ایجاد می‌شود و احتمال خوردگی (زنگ‌زدگی) وجود دارد. بنابراین، در انتخاب و استفاده از این آلیاژ، شرایط محیطی مورد نظر باید به دقت در نظر گرفته شود.

 

آلیاژ اینوار 36 به دلیل ثبات ابعاد فلزی خود، از جمله در زمینه‌های مختلف بکار می‌رود. این آلیاژ گواهینامه‌های اخذ شده‌ای نیز دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به F1684-06 از انجمن ASTM و D-33028-2 از BOEING اشاره کرد. زیرا در مواردی که تغییرات ابعادی فلز مهم هستند، مورد تایید و استفاده قرار می‌گیرد.

 

مناطق کاربردی آلیاژ اینوار 36 عبارتند از :

1. سیکل‌های تبرید و لوله کشی‌ها : بخصوص در مواردی که تغییرات حرارتی ممکن است ایجاد تغییر در ابعاد دقیق ایجاد کنند.
2. اجزای مختلف دستگاه‌های لیزر : زیرا در دستگاه‌های لیزر، دقت ابعادی بسیار حیاتی است.
3. تانکرهای حمل گاز طبیعی مایع (LNG) : در این تانکرها که مایعات یخ‌زده و با دماهای بسیار پایین ذخیره می‌شوند، آلیاژ اینوار 36 به دلیل ثبات ابعادی در دماهای پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد.
4. قطعات و اجزای وسایل دریایی : زیرا در محیط دریایی تحت تأثیر عوامل محیطی متعددی قرار می‌گیرند و نیاز به ثبات ابعادی دارند.
5. توربین‌های بادی : در توربین‌های بادی که در شرایط محیطی مختلف عمل می‌کنند، آلیاژ اینوار 36 به عنوان یک ماده مقاوم در برابر تغییرات دما و ابعاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آلیاژ هستلوی C22

آلیاژ هستلوی C22 به خوبی در مقابل خوردگی شکافی و همچنین ترک‌زدگی‌های ناشی از تنش‌های وارد شده مقاومت نشان می‌دهد و به همین دلیل این آلیاژ در زمینه فرآیندهای شیمیایی به عنوان یک ماده بسیار پرکاربرد شناخته می‌شود. همچنین، وجود کروم در ترکیب این آلیاژ باعث می‌شود که این فلز در مقابل محیط‌های اکسیده‌کننده مقاومت خوبی از خود نشان دهد.

 

آلیاژ هستلوی C22 به صورت میلگرد، لوله و ورق تولید می‌شود و از عناصری همچون نیکل، مولیبدن و کروم تشکیل شده است و با شماره UNS N06022 شناخته می‌شود. این آلیاژ به عنوان یکی از منعطف‌ترین آلیاژ ‌های آستنیتی شناخته می‌شود که در برابر تنش، ایجاد شکاف و حفره‌ها مقاومت بالایی دارد. همچنین، این فلز در برابر خوردگی‌های عمومی و موضعی مقاومت بسیار خوبی دارد.

 

این آلیاژ گاهی به عنوان “بهترین فلز برای استفاده در شرایط جوشکاری” نیز شناخته می‌شود.

 

آلیاژ هاستلوی C-22 : یک نگاه به این فلز با خصوصیات منحصر به فرد

 

آلیاژ هاستلوی C-22 یکی از آلیاژ‌های ویژه است که به خوبی در مقابل خوردگی شکافی و ترک‌زدگی‌های ناشی از تنش مقاومت نشان می‌دهد. این ویژگی‌ها از آن یک ماده پرکاربرد در صنایع شیمیایی و فرایندهای صنعتی کرده‌اند.
وجود کروم در ترکیب این آلیاژ باعث می‌شود که این فلز در مقابل محیط‌های اکسیده‌کننده مقاومت بالایی داشته باشد.
علاوه بر این، حضور مولیبدن و تنگستن نیز به افزایش مقاومت آلیاژ هاستلوی C-22 در برابر محیط‌های کاهنده کمک می‌کند. از این آلیاژ می‌توان در مواجهه با اسیدهای رقیقی مانند اسید کلریدریک، فرمیک اسید و استیک اسید نیز بهره برد.

 

خواص مکانیکی :

– استحکام تسلیم با 2 درصد آفست : حداقل 310 مگاپاسکال بر نیوتن در میلی‌متر مربع

– استحکام تسلیم : حداقل 690 مگاپاسکال بر نیوتن در میلی‌متر مربع

– افزایش طول نسبی : 45 درصد به ازای هر 50 میلی‌متر

– کاهش مقطع : صفر درصد

– سختی برینل : 95

 

خواص فیزیکی (در دمای 500 درجه سلسیوس) :

– چگالی : 8690 کیلوگرم بر متر مکعب

– مدول الاستیسیته (مدول یانگ) : 203 گیگاپاسکال

– ضریب انبساط حرارتی : 12.4 میکرومتر بر متر بر درجه سلسیوس

– رسانایی گرمایی : 10.1 وات بر متر در کلوین

– مقاومت ویژه الکتریکی : 1140 نانواهم بر متر

 

آلیاژ هاستلوی C-22 به عنوان یک فلز ویژه با خصوصیات منحصر به فرد، در بسیاری از برنامه‌های صنعتی به کار می‌رود و از مقاومت بالایی در برابر محیط‌های خورنده و کاهنده بهره‌مند است.