فهرست موضوعات
یکی از ویژگی های فولادهای زنگ نزن (ورق استیل) علاوه بر مقاومت به خوردگی، مقاومت در برابر حرارت می باشد. مقاومت این آلیاژها در برابر حرارت عموماً بر اساس مقاومت به اکسیداسیون تعریف می شود. در بین انواع فولادهای زنگ نزن، گریدهای آستنیتی 309 و 310 تحت عنوان استنلس استیل مقاوم به حرارت یا استیل نسوز شناخته می شوند. مقاومت این گریدها در برابر اکسیداسیون به خاطر حضور درصد بالای کروم و نیکل در ترکیب شیمیایی این فولادهاست. یکی از عمده ترین مقاطع کاربردی از استنلس استیل های نسوز، ورق می باشد. این ورق ها در عرف بازار به ورق استیل نسوز معروفند. گریدهای 309S و 310S نسخه کم کربن ورق استیل 309 و 310 می باشند. گریدهای S به دلیل کربن پایین تر، در مقابل رسوب زایی کاربیدها و خوردگی بین دانه ای مقاوم تر اند. همچنین خواص جوشکاری را نیز بهبود می بخشند.
ترکیب شیمیایی ورق استیل نسوز
جدول 1: آنالیز ترکیب شیمیایی ورق استیل 309 و 310
| عنصر آلیاژی (%) | استیل 309 | استیل 309S | استیل 310 | استیل 310S |
| کربن (C) | 0.2 | 0.08 | 0.25 | 0.08 |
| منگنز (Mn) | 2 | 2 | 2 | 2 |
| سیلسیم (Si) | 1 | 1 | 1.5 | 1.5 |
| فسفر (P) | 0.045 | 0.045 | 0.045 | 0.045 |
| گوگرد (S) | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
| کروم (Cr) | 22-24 | 22-24 | 24-26 | 24-26 |
| نیکل (Ni) | 12-15 | 12-15 | 19-22 | 19-22 |
| آهن (Fe) | عنصر پایه | عنصر پایه | عنصر پایه | عنصر پایه |
همانطورکه در جدول 1 مشاهده می شود. این فولادها حاوی مقادیر بالایی از عناصر آلیاژی هستند و به همین دلیل از قیمت بالاتری در مقایسه با گریدهایی همچون 304، 316 و 321 برخوردارند. از این رو ورق استیل 310 با دارا بودن 24 الی 26 درصد کروم و 19 تا 22 درصد نیکل، بالاترین قیمت را در بین استنلس استیل های آستنیتی سری 300 دارد.
خواص مکانیکی ورق استیل نسوز
جدول 2: خواص مکانیکی ورق استیل 310 و 309
| رده آلیاژی | استحکام کششی نهایی (MPa) | استحکام تسلیم (MPa) | الانگیشن (%) | سختی | |
| UTS (MPa) | YS (%2 proof stress) | E ( % in 50 mm) | راکول (HR B) حداکثر مقدار |
برینل (HB) حداکثر مقدار |
|
| 309 | 620 | 310 | 45 | 85 | 147 |
| 309S | 620 | 310 | 45 | 85 | 147 |
| 310 | 520 | 205 | 40 | 95 | 217 |
| 310S | 520 | 205 | 40 | 95 | 217 |
مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون ورق استیل نسوز
استنلس استیل های نسوز معمولاً برای بکارگیری و سرویس دهی در دماهای بالا طراحی شده اند. از این رو در مبحث مقاومت به خوردگی بیشتر، خوردگی در دماهای بالا مد نظر می باشد. با این وجود ورق استیل 309 در مقابل مایعات سولفیدی مقاومت به خوردگی خوبی از خود نشان می دهد و در محیط های دریایی نیز مقاومت بیشتری نسبت به آلیاژ 304 دارد. ورق استیل 310 نیز در محیط های مایع و مرطوب نیز مقاومت به خوردگی بالایی از خود نشان می دهد. این گرید نیز مانند دیگر فولادهای آستنیتی سری 300 همچون استیل 304 در محیط های کلریدی در معرض خوردگی های شکافی و حفره ای قرار دارد. البته به علت محتوای کروم و نیکل بالاتر، مقاومت بیشتری نسبت به گرید 304 دارد.
یکی دیگر از معضلات استنلس استیل های آستنیتی در محیط های کلریدی، خوردگی تنشی (SCC) می باشد. گریدهای 304، 316 و 321 معمولاً در این محیط ها و در دمای بالاتر از C ֯ 60، در معرض وقوع این نوع خوردگی هستند. این پدیده برای ورق استیل 310 در محیط های کلریدی و در دمایی بالاتر از C ֯ 100 به وقوع می پیوندد.
استیل های نسوز معمولاً مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون از خود نشان می دهند. مقاومت این گریدها در برابر اکسیداسیون به خاطر حضور درصد بالای کروم و نیکل در ترکیب شیمیایی این فولادهاست. ورق استیل 309 معمولاً در سرویس دهی های پیوسته تا دمای 1093 درجه سانتی گراد و در سرویس دهی های غیر پیوسته تا دمای 982 درجه مقاومت به اکسیداسیون خوبی از خود نشان می دهد. ورق استیل 310 نیز در سرویس دهی های متناوب تا دمای 1035 درجه سانتی گراد و در سرویس دهی های پیوسته نیز حداکثر تا دمای 1150 درجه مقاومت به اکسیداسیون خوبی از خود نشان می دهد.
کاربردهای ورق استیل نسوز
عمده ترین کاربردهای استیل های نسوز اعم از ورق استیل 309، 310، 310S و 309S شامل بکارگیری در ساخت بویلرها، مبدل های حرارتی، تجهیزات پتروشیمی، تجهیزات و قطعات کوره، صنایع غذایی و... می باشد.
قیمت ورق استیل نسوز
ورق استیل نسوز (گریدهای 309، 309S، 310 و 310S) معمولا با سطوح 2B (نورد سرد شده و کمتر از ضخامت 3 میلی متر) و No.1 (نورد گرم شده و بیشتر از ضخامت 3 میلی متر) ارائه می شوند. اما در بحث قیمت گذاری معمولاً ورق های با ضخامت بیشتر از 10 میلی متر قیمت بالاتری در مقایسه با ورق های با ضخامت کمتر از 10 میلی متر دارند.