معرفی آلیاژهای استیل های سری 400 (فریتی و مارتنزیتی)
بهطورکلی فولادهای زنگ نزن (Stainless steels) برخلاف فولادهای معمولی در مقابل هوا و رطوبت لکه نشده و زنگ نمیزنند. سری 400 فولادهای زنگ نزن، آلیاژهای فریتی و مارتنزیتی هستند. آلیاژهای فریتی سری 400 حاوی میزان قابل توجه کروم بوده و میزان کربن آنها نسبت به آلیاژهای مارتنزیتی کمتر است. سری 400 از فولادهای فریتی معمولاْ حاوی 14 تا 27 درصد کروم هستند و میزان کربن آنها غالباً اندک (زیر 1/0 درصد) است. همچنین عدم حضور نیکل سبب پایداری فاز فریت میشود.
آلیاژهای زنگنزن فریتی میتوانند از طریق کارسرد (نورد سرد) سختتر شوند. مطابق استاندارد ASTM این فولادها در دسته 400 (سری 4) قرار میگیرند. این آلیاژها محصول کوره قوس الکتریک هستند، که در یک مرحله میانی در مبدلهای دیگر مراحل آلیاژسازی، کربنزدایی و گوگردزدایی روی آنها انجام میشود.
شایان ذکر است در استاندارد آلمانی DIN این فولادها با کدهای 4 مشخص میشوند مانند 1.4002. این آلیاژها به میزان بسیار زیادی بشکل ورق، صفحه، میلگرد، تیوب، پروفیل و ... تولید و مصرف میشوند.
ترکیب شیمیایی برخی از استیلهای سری 400
ترکیب شیمیایی برخی از آلیاژهای این گروه در جدول ذیل ارائه شده است.
خواص فیزیکی
همانطور که قبلا نیز گفته شد برخی از فولادهای سری 400 ساختار مارتنزیتی دارند. به عنوان مثال استیل 410، بایستی جهت حصول حداقل میزان مقاومت به خوردگی حدود 5/11 درصد وزنی کروم داشته باشد. این آلیاژ درصورتی که تمپر و پولیش شود میزان مقاومت به خوردگی آن مجدداً نیز افزایش مییابد. شایان ذکر است مقاومت به خوردگی آلیاژهای مارتنزیتی سری 400 ضعیف تر از سری 300 بوده و همچنین نمیتوانند در دماهای بالا سرویس دهی کنند چرا که میزان انعطاف پذیری آنها کاهش مییابد. از آنجایی که آلیاژهای سری 400 فاقد نیکل هستند (یا به میزان اندکی نیکل دارند) جذب آهنربا میشوند. بنابراین در بازار این دسته از آلیاژها به استیل بگیر نیز مشهور هستند.
کاربردهای اصلی استیل های 400
بهطورکلی دامنه کاربردهای آلیاژهای زنگ نزن بسیار وسیع بوده و محدود به صنعت خاصی نمیشود از این آلیاژها عمدتاً در ساخت موارد ذیل استفاده میشود:
کارد و چنگال و ظروف آشپزخانه (استیل 420 برای این مصرف استفاده میشود)
تجهیزات اجاق گاز
ساخت اجسام توخالی تزئینی
تانکرهای حاوی آب داغ
بطورکلی تجهیزاتی که ظاهر آنها نیز اهمیت دارد مانند تجهیزات اتومبیل (اگزوز)
همانطورکه گفته شد فولادهای زنگنزن مارتنزیتی (410 و 420) از نظر مقاومت به خوردگی در سطح پایینتری نسبت به سری 300 قرار دارند. از سوی دیگر از نظر قیمت این آلیاژها مقرون بهصرفهتر از گروه 300 هستند.
مقاومت به خوردگی
شکل ذیل مقایسه مناسبی بین آلیاژهای زنگ نزن با ساختارهای مختلف انجام شده است. ملاحظه میشود که آلیاژهای داپلکس بیشترین مقاومت به حفره شدن را دارا هستند.
تولید و عملیات حرارتی
این آلیاژها از طریق عملیات کارگرم در محدوده دمایی 750 تا C ֯ 1050 تولید شده و در محدوده دمایی 750 تا C ֯ 850 آنیل شده و معمولاً در آب یا هوا سرد میشوند. عملیات آنیل سبب نرم شدن و بهبود قابلیت شکلپذیری آلیاژ میشود. گزارش شده است نگهداری در محدوده دمایی 400 تا C ֯ 500 سبب تردی آلیاژ میشود. چنانچه خواص ضربه مدّنظر باشد، این شرایط مناسب نیست و سبب افت خواص ضربه میشود.
خواص مکانیکی استیلها
خواص مکانیکی دو آلیاژ استیل 410s و 430 طبق استانداردهای تولید کننده ژاپنی (JFE) در جدول ذیل ارئه شده است.
در شکل ذیل مقایسهای بین استحکام تسلیم آلیاژهای مختلف زنگ نزن انجام شده است. ملاحظه میشود فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی از سطح استحکام بالاتری نسبت به دیگر گروه برخوردار هستند.
