ورود عضویت درخواست پیش فاکتور
آشنایی با استیل نسوز و انواع آلیاژهای آن
تجارت فلز

آشنایی با استیل نسوز و انواع آلیاژهای آن

از آنجا که فولاد در معرض دمای بالا گرما را جذب می کند، خواص فولاد و مقاومت تسلیم آن به طور قابل توجهی کاهش میابد. فولاد ضدزنگ دارای خواص بسیاری است که آن را جز مواد استراتژیک و ساختاری بسیاری از صنایع کرده است. از ویژگی های فولاد ضدزنگ می توان به مقاومت ذاتی آن در برابر اکسیداسیون و استحکام و پایداری آن در دمای بالا را نام برد. فولاد ضدزنگ مقاومت ذاتی در برابر آتش ندارد اما مشتعل نیز نمی شود و انتشار شعله آن خیلی کم است. برای اینکه این فولاد را به استیل نسوز تبدیل کنیم باید عناصر آلیاژی به آن اضافه شده و تحت عملیات حرارتی های خاص محلول جامد و رسوب گذاری، تقویت شود.

استیل نسوز در دماهای بالای ℃500 و در معرض گازهای گرم مقاومت خوبی دارد و دچار آسیب نمی شود. حداکثر دمای کاری این آلیاژ ℃1200 است که اگر در محیط گوگرد دار، حاوی بخار آب و خاکستر قرار گیرد این دما به شدت کاهش میابد.

در این گروه از فولادها دو عنصر آلیاژی کروم و نیکل از بقیه مهم تر هستند. عناصر آلیاژی که برای افزایش خواص مکانیکی دما بالا به استیل اضافه می شود عبارتند از:

کروم: عنصریست که در تمام فولادهای مقاوم به حرارت و ورق استیل های نسوز وجود دارد. کروم علاوه بر افزایش مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر کربوراسیون و استحکام دما بالا را نیز افزایش می دهد. در واقع ویژگی نسوز بودن استیل به دلیل وجود کروم بالاست. کروم ریز ساختار را فریتی می کند.

نیکل: هنگامی که نیکل به فولاد اضافه می شود شکل پذیری، استحکام دما بالا و مقاومت فولاد را در برابر کربوره و نیتریده شدن افزایش می دهد. نیکل تمایل دارد که ریز ساختار را آستنیتی کند که این موجب می شود حلالیت کربن و نیتروژن کاهش یابد.

کربن: مهمترین عنصر تقویت کننده کربن است. محدوده کربن در استیل محدود است و مقدار کربن در استیل های نسوز بین 0.05 تا 0.1 درصد می باشد. کربن در آلیاژ حل می شود و استحکام آن را بالا می برد همچنین اگر با عناصر فلزی مانند کروم، مولیبدن، تیتانیم و... آلیاژ شود، به صورت ذرات کوچک و سختی بنام کاربید رسوب می کند.

نیتروژن: مقدار این عنصر در استیل نسوز بسیار پایین است و بیشتر برای تقویت استیل های نسوز مارتنزیتی و آستنیتی اضافه می شود.

سیلسیم: این عنصر موجب کاهش حلالیت کربن در فولاد می شود. سیلسیم مقاومت در برابر اکسیداسیون، کربوریزاسیون و مقاومت در برابر جذب نیتروژن را در استیل های نسوز افزایش می دهد.

گوگرد: این عنصر به عنوان ناخالصی در نظر گرفته می شود. گوگرد قابلیت جوشکاری را ضعیف و قابلیت تراشکاری را افزایش می دهد.

فسفر: عنصری نامطلوب در استیل های نسوز است. زیرا وقتی خارج از دانه و در مرزدانه ها باشد موجب تردی و شکنندگی فولاد می شود. همچنین قابلیت جوشکاری آلیاژ را پایین میاورد و در استیل های نسوز از یک حدی بیشتر نباید باشد.

عناصر آلیاژی دیگر: مانند منگنز، مولیبدن، تیتانیم، وانادیم، تنگستن، آلومینیم، کبالت، نیوبیم، زیرکونیم، مس و عناصر کمیابی مانند بور، سزیم، لانتانیم و ایتریم در استیل نسوز به کار می روند. این عناصر یکپارچگی خواص را در دمای بالا حفظ می کنند. برخی از آن ها استحکام را افزایش داده و برخی دیگر مقاومت در برابر اکسیداسیون، کار پذیری و پایداری ریز ساختار را حفظ می کنند.

استیل نسوز در دو گروه کلی فریتی-مارتنزیتی و آستنیتی تقسیم بندی می شود. رایج ترین استیل های نسوز طبق استاندارد AISI گروه های 309 و 310 هستند که اگر به صورت کم کربن باشند یک s به انتهای عدد گروه اضافه می شود.

 در جداول زیر ترکیب شیمیایی چند آلیاژ استیل نسوز بیان شده است:

Si

Al

Cr

Cmax

Ferritic

0.5-1

0.5-1

6-8

0.12

EN:1.4713

 

 

 

 

 

S

P

Si

N

Mn

Ni

Cr

Cmax

EN.No

Austenitic

0.03

0.045

1

-

2

12-15

22-24

0.2

1.4828

309

0.03

0.045

0.75

0.11

2

12-15

22-24

0.08

1.4883

309s

0.03

0.045

1.5

0.11

-

19-22

24-26

0.25

1.4841

310

0.03

0.045

1.5

0.11

-

19-22

24-26

0.1

1.4845

310s

 

 

خواص استیل های نسوز

  • مقاومت به خستگی و خزش در محدوده دمایی مورد نظر.
  • مقاومت خوردگی در دمای بالا.
  • مقاومت در برابر پوسته پوسته شدن در اثر لایه های اکسیدی.
  • استحکام کافی در برابر تنش های دمایی مداوم و خطر تردی.
  • ریز ساختار پایدار در دمای کاری.

کاربرد استیل نسوز

  •     صنایع سرامیک سازی و شیشه سازی
  •     صنایع شیمیایی و پتروشیمی
  •     ساخت دیگ بخار و مبدل های حرارتی
  •     ساخت کوره های استوانه ای دوار برای سیمان سازی

دیدگاه کاربران

دسته بندی دانش نامه