فولاد استنلس استیل که به فولاد زنگ نزن معروف است، با توجه به عناصر سازنده و مشخصات فنی به چند دسته اصلی تقسیم میشود که یکی از مهمترین دستهها فولاد آستنیتی است و بیشترین کاربرد را نیز نسبت به سایر آلیاژها (فریتی، مارتنزتی، دوپلکس) دارد.
فولاد آستنیتی (Austenitic Stainless Steel) از انواع رایج فولاد استنلس استیل است که عناصر شیمیایی اصلی آن از 16 تا 30 درصد کروم و 2 تا 20 درصد نیکل تشکیل شده است. از همین رو مقاومت بالایی نسبت به زنگزدگی، خوردگی و سایش دارد و کیفیت سطحی و انعطافپذیری آن نیز بالاست.
مشخصات و ویژگیهای فولاد آستنیتی
از آنجایی که عنصر آستنیت در این فولاد پس از تجربه دماهای عملیات حرارتی متفاوت، باقی میماند، به فولاد آستنیت شناخته میشود. این فولاد ضدزنگ دارای حداقل 16 درصد کروم و حداقل 2 درصد نیکل هستند، بر همین اساس گریدهای مختلفی از این محصول در بازار موجود است، به عنوان نمونه سری 300 فولاد آستنیتی استیل کروم نیکل یا 8-18 و سری 200 آن به کروم منگنز شناخته میشود.
گفتنی است فولاد آستنیتی غیرمغناطیسی یا نگیر است و نمیتوان این محصول را با عملیات حرارتی سخت کرد به عبارتی دیگر فولاد آستنیتی به دلیل نیکل موجود در ترکیبات خود، عمدتا با کار سرد، سخت میشود.
عناصری که در ساختار فولاد آستنیتی استفاده شده، خواص مختلفی به آن داده است که از جمله آنها میتوان به مقاومت بالا در برابر خوردگی و اکسیداسیون، مقاومت در برابر خوردگی حفرهای و قابلیت ماشینکاری اشاره کرد که عمدتا به دلیل وجود کروم، منگنز، نیتروژن، کربن، مولیبدن، سیلیسیم و نیوبیوم است. بر همین اساس میتوان گفت انواع مختلفی از فولاد آستنیتی در بازار موجود است که در ادامه به بررسی هر یک پرداخته میشود.
انواع مختلف فولاد آستنیتی
عناصر متعددی در ترکیبات شیمیایی فولاد آستنیتی موجود است که این محصول را در دسته فولادهای زنگ نزن قرار داده است، با تغییر میزان درصد این ترکیبات آلیاژهای مختلفی از این محصول ایجاد میشود که ویژگیها و کاربردهای منحصر به خود را دارند.
فولاد ضدزنگ آستنیتی از گریدهای پایه مانند 304 تا فوق آستنیتیک مانند گریدهای 904L با نزدیک به 5 تا 6% مولیبدن متغیر هستند. با افزودن عناصری مانند مولیبدن، تیتانیوم یا مس میتوان خواص این فولاد را بهبود داد. این تغییرات میتواند فولاد را برای کاربردهای دمای بالا آماده کند یا مقاومت در برابر خوردگی را افزایش دهد. اکثر فولادها در دماهای پایین شکننده میشوند اما نیکل موجود در استیل آستنیتی آن را برای کاربردهای برودتی یا دمای بالا مناسب میکند. با این اوصاف در ادامه به رایجترین گریدهای فولاد آستنیتی اشاره میشود:
- فولاد 301: عناصر سازنده این نوع آلیاژ شامل 17 درصد کروم، 7 درصد نیکل و 0.15 درصد کربن است از همین رو برای ساخت محصولاتی که نیاز به استحکام و شکلپذیری بالا است به کار میرود از جمله این تولیدات میتوان به ساخت بدنه هواپیما و واگن و بدنه بارکشها اشاره کرد.
- فولاد 302: این نوع از آلیاژ فولاد آستنیتی دارای 18 درصد کروم، 9 درصد نیکل و 0.15 درصد نیز کربن است از همین رو در صنایعی مانند صنعت پزشکی، غذایی، جواهرسازی، ساخت مخازن و وسایل تزئینی استفاده میشود.
- فولاد 304: عناصر سازنده فولاد 304 شامل 19 درصد کروم، 9 درصد نیکل و 0.08 درصد کربن است. و همانطور که پیداست مشابه آلیاژ 302 است که کربن آن کاهش یافته است. این آلیاژ عمدتا برای تولید و ساخت ظروف خانگی، یخچال، لوازم کارخانجات غذایی و ... مناسب است.
- فولاد 304L: کروم 19 درصدی، نیکل 10 درصدی و کربن پایین 0.03 درصدی در این نوع آلیاژ، استفاده از این محصول را برای مخازن سموم، کدهای شمیایی مایع و رب گوجه فرنگی مناسب میسازد و مناسب جوشکاری است.
- فولاد 309: این فولاد آستنیتی دارای 23 درصد کروم، 13.5 درصد نیکل و 0.2 درصد کربن است از همین رو به افزایش استحکام و مقاومت آن منجر شده است و برای استفاده در صنایعی مانند سینیهای عملیات حرارتی، پوششهای محقظه تابکاری، قطعات کوره و تلمبه مناسب است.
- فولاد 310: ترکیبات شیمیایی این گرید از فولاد آستنیتی شامل 25 درصد کروم، 0.20 درصد نیکل و 0.25 درصد کربن است. این گرید دارای مقاومت حرارتی بالایی است از همین رو در صنایعی مانند قطعات توربین گازی، کورههای آشغال سوزی و قطعات کوره و کاربردهایی از این قبیل به کار میرود.
- فولاد 316: عناصر سازنده فولاد 316 شامل کربن 0.08 درصدی، 17 درصد کروم و 12 درصد نیکل است، از همین رو دارای مقاومت به خوردگی و استحکام خزشی بالایی است که استفاده از این محصول را برای تولید ابزار عکاسی و کتری برقی و محیطهای دارای کلرید به گزینه مطلوب تبدیل کرده است.
- فولاد 316L: فولاد 316L که در مقایسه با نوع 316 کربن کمتری دارد(حدود 0.03 درصد) عمدتا در ساززههای جوشکاری شده مورد استفاده قرار میگیرد.
- فولاد 321: این فولاد آستنیتی که عمدتا برای تولید ظروف تحت فشار، اتصالات قابل تعمیر، گرم کنندههای کابین به کار میرود دارای 18 درصد کروم، 10.5 درصد نیکل و 0.08 درصد نیز کربن است.
- فولاد 347: استحکام خزشی بالا در این آلیاژ، استفاده از آن را برای تولید مخازن جوشکاری شده مواد شیمیایی، قطعات موتور جت و برخی اجزای هواپیما به گزینه مناسبی تبدیل کرده است. گفتنی است ترکیبات شیمیایی این فولاد آستنیتی شامل 18 درصد کروم، 11 درصد نیکل و 0.08 درصد کربن است.
- فولاد 201: این گرید از فولاد آستنیتی دارای 17 درصد کروم، 4.5 درصد نیکل و 6 درصد کربن است.با توجه به نیکل پایین و کربن بالا در آلیاژ 201، این فولاد عمدتا برای ساخت ظروف مسطح، کاربردهای تزئینی به کار میرود.
- فولاد 202: اصلیترین ترکیبات شیمیایی این فولاد شامل 18 درصد کروم، 5 درصد نیکل و 0.15 درصد نیکل است از همین رو برای ساخت وسایل آشپزخانه شیر از این فولاد استفاده میگردد.
کاربردهای اصلی فولاد آستنیتی
با توجه به ویژگیهایی نظیز خاصیت غیرمغناطیسی، مقاومت بالا در برابر انواع خوردگی و زنگزدگی، قابلیت شکلپذیری و جوشپذیری، قابلیت عملیات کار سرد، هدایت حرارتی پایین و مقاومت در دمای بالا؛ این محصول در طیف وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار میگیرد که در ادامه به برخی از مهمترین کاربردها اشاره میشود:
- انواع شیرآلات
- سینک ظرفشویی و انواع لوازم خانگی
- انواع قاشق و چنگال
- تجهیزات مواد غذایی
- تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی
- مخازن شیمیایی و تجهیزات پتروشیمی
- تجهیزات کوره
- تجهیزات راهآهن
- سیستمهای گرمایشی و مبدلهای حرارتی
- صنعت ساختمانسازی
- صنعت هوا و فضا
- قطعات خوردو
نکات مهم فولاد آستنیتی
همانطور که در سطور بالا نیز اشاره شد، فولاد آستنیتی به دلیل ویژگیهای متعدد و تنوع بالا در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار میگیرد. از همین رو ضروری است با در نظر گرفتن این ویژگیها و نوع کاربرد فولاد آستنیتی، هنگام خرید چند نکته کلیدی را مدنظر قرار دهید.
- نوع و گرید فولاد
- ترکیبات شمیایی آلیاژ مدنظر
- استاندارد تولید
- خواص مکانیکی فولاد
- قابلیت جوشکاری آلیاژ مدنظر
- میزان مقاومت به خوردگی
- محیط کاربرد
- دمای عملیاتی مورد نظر
- برند سازنده و کیفیت محصول
- نکاتی که اشاره شد به شما کمک میکند در انتخاب آلیاژ مناسب با پروژه خود را خریداری کرده و از تناسب کیفیت و قیمت فولاد آستنیتی خریداری شده اطمینان حاصل کنید.