رفتار استیل در دماهای مختلف
رفتار استیل در دماهای مختلف ؛ فولادهای ضد زنگ یا استنلس استیل از جمله اقلامی هستند که اغلب در صنعت به دلیل مقاومت در برابر خوردگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این در حالی است که این محصولات به دلیل خواص خود در دماهای بالا و نزدیک به ذوب نیز می‌توانند کاربردهای زیادی داشته باشند. از آنجایی که ذوب شدن استنلس استیل در آتش می‌تواند باعث بروز رفتارهایی از سمت این فلز شود، در این مطلب قصد داریم تا در خصوص استنلس استیل دما بالا بیشتر صحبت کنیم؛ پس با ما همراه باشید.مشخص کردن محدوده دمایی برای استیلفلز استیل یکی از مقاوم‌ترین فلزات موجود در صنعت از لحاظ مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون است. این امر به دلیل وجود عنصر کروم در استیل می باشد. همچنین کروم می‌تواند بر مقاومت استیل در برابر آتش نیز تأثیرگذار باشد (استنلس استیل دما بالا).به همین دلیل، استنلس استیلی که از حداقل ۱۸% کروم تشکیل شده باشد (استنلس استیل دما بالا)، می‌تواند در گریدهای ۳۰۴، ۳۱۶ و ۳۳۰ و تا دماهای ۸۷۰ درجه سانتی‌گراد و حتی بالاتر نیز مورد استفاده قرار بگیرد. در این بین، ذکر این نکته الزامی است که فاکتورهای مختلفی نیز می‌توانند بر ذوب شدن استنلس استیل در آتش تأثیرگذار باشند. فاکتورهای زیر می‌توانند به صورت مستقیم بر میزان تحمل و مقاومت استیل در برابر آتش تأثیر بگذارند:نوع آلیاژ فولاد زنگ نزنمدت زمانی که قطعه استیل در معرض آتش و دمای بالا قرار می‌گیردنوع مواد شیمیایی موجود در محیطشکل هندسی و ضخامت قطعهرفتار استنلس استیل در دماهای بالارفتار استیل در دماهای مختلف ؛ زمانی که ورق استیل در دماهای بالا و نزدیک به ذوب قرار می‌گیرد، رفتار آن تغییر می‌کند و همین رفتار می‌تواند به صورت مستقیم بر کاربرد استیل تأثیرگذار باشد. باید اشاره کرد که میزان تحمل استیل در آتش به میزان عناصر الیاژی موجود در آن بستگی دارد. زمانی که به دمای ذوب شدن استنلس استیل در آتش نزدیک می‌شویم، انبساط حرارتی در فلز می باشد. این انبساط حرارتی می‌تواند باعث شود تا استنلس استیل شکل خود را از دست دهد و با خمش یا کمانش مواجه شود.از سوی دیگر، داغ شدن استنلس استیل دما بالا می‌تواند استحکام کششی آن را نیز به خطر بیندازد. به بیان دیگر، زمان که دمای استیل افزایش پیدا می‌کند، مقاومت آن در برابر خوردگی کم می‌شود و به نوعی خزش در آن پدید می‌آید. همچنین باید اشاره کرد که دماهای بالا می‌توانند مقاومت استیل را در برابر اکسیداسیون به خطر بیندازد. از این رو، فلز مستعد زنگ‌زدگی بیشتر، پوسته پوسته شدن و تضعیف یکپارچگی ساختاری می‌شود.محدوده دمایی آلیاژهای ۳۰۴، ۳۱۶ و ۳۳۰رفتار استیل در دماهای مختلف ؛ استنلس استیل دارای گریدهای بسیار مختلفی است که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به گریدهای ۳۰۴، ۳۱۶ و ۳۳۰ اشاره کرد. تفاوت این گریدها به تفاوت میزان عناصری که در آن‌ها به کار رفته است، بستگی دارد. ما در این قسمت قصد داریم این موضوع را بررسی کنیم که با نزدیک شدن به دمای ذوب شدن استنلس استیل در آتش، هر کدام از این عناصر چه رفتاری نشان می‌دهند و به طور کلی، از آن‌ها می‌توان در چه محدوده دمایی استفاده کرد.تحمل دمایی گرید ۳۰۴هنگامی که استنلس استیل ۳۰۴ به عنوان پُر کاربردترین گرید استیل، در دماهایی بین ۸۷۰ تا ۹۲۵ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد، همچنان مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون از خود نشان می‌دهد. با این وجود، اگر مقاومت در برابر رطوبت مد نظر باشد، بهتر است که از استفاده مداوم این فلز در محدوده دمایی ۴۲۵ تا ۸۶۰ درجه سانتی‌گراد خودداری شود.به عبارت دیگر، استنلس استیل دما بالا می‌تواند با حفظ خواص خود برای مدت کوتاهی در دماهای ۸۷۰ تا ۹۲۵ درجه سانتی‌گراد مورد استفاده قرار بگیرد. در صورتی که این محدوده دمایی همچنان برقرار باشد، باعث می‌شود که مقاومت فلز در برابر رطوبت کاهش پیدا کند و گرید ۳۰۴ در معرض آسیب‌های خوردگی و زنگ‌زدگی قرار بگیرد. دمای ذوب استنلس استیل ۳۰۴ بین ۱۳۹۹ تا ۱۴۵۴ درجه سانتی‌گراد است. طبیعی است که هر چه به این دما نزدیک‌تر شویم، استحکام کششی آن کاهش پیدا می‌کند.تحمل دمایی گرید ۳۱۶از استنلس استیل ۳۱۶ می‌توان در محیط‌هایی استفاده کرد که احتمال خوردگی و بخصوص خوردگی کلریدی بسیار زیاد است. دلیل این امر این است که مقاومت در برابر خوردگی این گرید در مقایسه با گرید ۳۰۴ بیشتر است. محدوده ذوب این فلز ۱۳۷۱ تا ۱۳۹۹ درجه سانتی‌گراد است. از این رو، دمای ذوب آن تقریباً بین ۱۰ تا ۴۰ درجه سانتی‌گراد کمتر از استیل با گرید ۳۰۴ است. به همین دلیل، آلیاژ گرید ۳۱۶ نسبت به آلیاژ گرید ۳۰۴ برای استفاده در دماهای بالاتر کمی نامطلوب‌تر خواهد بود. در دماهای بالا مقاومت این فلز نیز در برابر خوردگی فلزات و زنگ‌زدگی کاهش پیدا می‌کند و گرید ۳۱۶ مستعد خزش و شکست می‌شود.تحمل دمایی گرید ۳۳۰بدون شک، در میان سه گرید اشاره شده از استنلس استیل دما بالا، گرید ۳۳۰ به عنوان مقاوم ترین استیل در برابر آتش شناخته می‌شود. از این رو می‌توان از آن به عنوان یک آلیاژ مقاوم در برابر حرارت‌های بالا نام برد. استیل ۳۳۰ به دلیل مشخصات مقاوم به حرارت در کوره‌ها و سبدهای عملیات حرارتی بسیار کاربرد دارد و از جمله آلیاژهای پُر نیکل و گران قیمت استیل است. از آنجایی که دو عنصر کروم و نیکل در این گرید حضور دارند، استنلس استیل ۳۳۰ می‌تواند دماهای نزدیک به ۱۰۹۴ درجه سانتی‌گراد را تحمل کند. این دما نزدیک به دمای ذوب شدن استنلس استیل در آتش است.به طور معمول، این آلیاژ بین ۱۸ تا ۲۲ درصد کروم و ۳۴ تا ۳۷ درصد نیکل دارد. با این که استنلس استیل با گرید ۳۳۰ می‌تواند در برابر پوسته پوسته شدن و اکسیداسیون در دماهای نزدیک به ۱۰۹۴ درجه مقاومت کند، اما بهتر است تا از آن در دماهای بالاتر از ۹۴۰ درجه سانتی‌گراد استفاده نشود. این کار می‌تواند شکل فلز را تغییر دهد و مقاومت آن در برابر خزش و شکست را کم کند.سخن آخرآلیاژهای استنلس استیل به دلیل وجود عناصری مانند کروم یا نیکل مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد. زمانی که دما را به دمای ذوب شدن استنلس استیل در آتش نزدیک می‌کنیم، تغییرات مختلفی همچون تغییرات ساختاری، انبساط حرارتی، کاهش مقاومت در برابر اکسیداسیون و پوسته پوسته شدن و… اتفاق می افتد. با این وجود، گریدهای ۳۰۴، ۳۱۶، ۳۰۹، ۳۱۰، ۳۱۴ و ۳۳۰ از جمله گریدهای مقاوم استیل در برابر حرارت هستند.گروه صنعتی فولاد کاران
تنظیم و نگارش : یحیی صالحی
رفتار استیل در دماهای مختلف
منبع
