معرفی انواع آلیاژهای استیل نسوز
📷
همان طور که می دانید فولاد در معرض دمای بالا گرما را به خود جذب می نماید، خواص فولاد و همچنین مقاومت آن به طور چشمگیری کاهش پیدا می کند. فولاد ضد زنگ دارای ویژگی های بسیار مطلوبی است که آن را جزء مواد استراتژیک و کاربردی در صنایع مختلف تبدیل کرده است. از خواص فولاد ضد زنگ می توان به مقاومت ذاتی آن در برابر اکسیداسیون و همچنین استحکام و مقاومت آن در دماهای بسیار بالا اشاره کرد. همان طور که احتمالاً می دانید فولاد ضد زنگ مقاومت ذاتی در برابر آتش از خود نشان نمی دهد ولی مشکلی نیز ایجاد نمی شود و انتشار شعله آن بسیار کم است. برای آن که این فولاد را به استیل نسوز تبدیل کنند باید عناصر آلیاژی به آن بیفزایند و تحت عملیات حرارتی ویژه محلول جامد و رسوب گذاری تقویت شود. در ادامه مطالب به معرفی انواع آلیاژهای استیل نسوز می پردازیم.
📷
انواع آلیاژهای استیل نسوز
لازم به ذکر است استیل نسوز در دماهای بالای ℃۵۰۰ و در مقابل گازهای گرم مقاومت بسیار مطلوبی از خود نشان می دهد و دچار آسیب نمی شود. حداکثر دمای کاری این آلیاژ ℃۱۲۰۰ بوده است که اگر در محیط گوگرد دار، حاوی بخار آب و خاکستر گذاشته شود این دما به شدت کاهش پیدا می کند.
جالب است بدانید که در این دسته از فولادها ۲ عنصر آلیاژی نیکل و کروم از دیگر عناصر مهم تر می باشند. عناصر آلیاژی که جهت افزایش ویژگی های مکانیکی دما بالا به استیل افزوده می شود عبارت اند از:
کروم: کروم عنصری است که در همه فولادهای مقاوم به حرارت و استیل های نسوز یافت می‌شود. کرم علاوه‌بر افزایش مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در مقابل کربوراسیون و استحکام در دمای بالا را نیز افزایش می دهد. در کل می توان گفت که ویژگی نسوز بودن استیل به خاطر وجود کروم بالا در آن می باشد. جالب است بدانید که کرم ریز ساختار را فریتی می کند.
نیکل: زمانی که نیکل به فولاد افزوده می شود و حالت پذیری و شکل پذیری، استحکام دما بالا رفته و مقاومت فولاد در مقابل کربوره و نیتریده شدن افزایش می یابد. بر خلاف کرونیکل سعی دارد که ریز ساختار را آستنیتی کند که این باعث می شود حلالیت کربن و نیتروژن کاهش پیدا کند.
کربن: کربن نیز یکی از مهم ترین عناصر تقویت کننده به شمار می رود. مقدار عنصر کربن در استیل بسیار محدود است و میزان کربن در استیل های نسوز بین ۰٫۰۵ تا ۰٫۱ درصد می باشد. لازم به ذکر است که عنصر کربن در آلیاژ حل می شود و مقاومت و استحکام آن را بالا می برد. لازم به ذکر است که اگر با عناصر فلزی نظیر کروم، مولیبدن، تیتانیم و… آلیاژ شود، به شکل ذرات کوچک و مستحکم به اسم کاربید رسوب می نماید.
نیتروژن: میزان عنصر نیتروژن در استیل نسوز بسیار اندک است و اغلب جهت تقویت استیل های نسوز مارتنزیتی و آستنیتی افزوده می شود.
سیلسیم: عنصر سیلیسیم باعث کاهش حلالیت کربن در فولاد خواهد شد. عنصر سیلیسیم مقاومت در مقابل اکسیداسیون، کربوریزاسیون و مقاومت در برابر جذب نیتروژن را در استیل های نسوز بیشتر می کند.
گوگرد: عنصر گوگرد به‌عنوان ناخالصی شناخته می شود. عنصر گوگرد قابلیت جوشکاری را ضعیف کرده و قابلیت تراشکاری را تقویت می نماید.
فسفر: فسفر یک عنصر نامطلوب در استیل های نسوز بشمار می رود. به این خاطر که وقتی خارج از دانه و در مرز دانه ها وجود داشته باشد باعث تردی و شکنندگی فولاد خواهد شد. همچنین جالب است بدانید قابلیت جوشکاری آلیاژ را به شدت کاهش می دهد و در استیل های نسوز از یک حدی بیشتر نباید به کار برود.
سایر عناصر آلیاژی نظیر منگنز، کبالت، وانادیم، نیوبیم، زیرکونیم، مولیبدن، تیتانیم، تنگستن، آلومینیم، مس و عناصر کمیابی مثل بور، لانتانیم، سزیم و ایتریم در استیل نسوز استفاده می شوند. این عناصر یکنواختی خواص را در دمای بالا حفظ می نمایند. بعضی از آن ها استحکام را افزایش داده و برخی دیگر به مقاومت در برابر اکسیداسیون، پایداری و کارپذیری ریز ساختار را نگه می دارند.
لازم به ذکر است که استیل نسوز در دو دسته کلی فریتی-مارتنزیتی و آستنیتی تقسیم بندی می شود. متداول ترین استیل های نسوز مطابق با استاندارد AISI گروه های ۳۰۹ و ۳۱۰ می باشند که اگر به شکل کم کربن باشند یک s به انتهای عدد گروه اضافه خواهد شد.
📷
استیل نسوز
خواص استیل های نسوز
در برابر خستگی و خزش در بازه دمایی موردنظر از مقاومت نشان می دهد.
در دماهای بسیار بالا نسبت به خوردگی از خود مقاومت نشان می دهد.
در مقابل پوسته پوسته شدن در اثر لایه‌های اسیدی از خود مقاومت بروز می دهد.
در مقابل تنش های دمایی دائمی و خطر شکنندگی استحکام کافی از خود نشان می دهد.
دارای ریز ساختار پایدار در دمای کاری می باشد.
کاربرد استیل نسوز
استیل نسوز در صنایع گوناگون کاربردهای بسیار فراوانی دارد که برخی از این کاربردها عبارت اند از:
در صنایع شیمیایی و پتروشیمی از آن ها استفاده می شود؛
همچنین در صنایع سرامیک سازی و شیشه سازی می توان از آن ها بهره برد؛
در تولید و ساخت دیگ بخار و مبدل های حرارتی قابل استفاده می باشند؛
در کوره های استوانه ای دوار جهت سیمان سازی کاربرد فراوانی دارند.
در آخر
ما سعی کردیم در مطالب فوق هر آنچه لازم است درباره انواع آلیاژهای استیل نسوز بدانید را بررسی نماییم. چنانچه در این باره نیاز به کسب اطلاعات بیشتر دارید و برای خرید خود احتیاج به مشاوره دارید، می توانید با کارشناسان مجموعه استیل برتر پارس در ارتباط باشید تا شما را در این زمینه راهنمایی نمایند.