مقدمه
ورق استیل آلیاژی از آهن است که در برابر زنگ زدگی و خوردگی مقاوم می باشد. این آلیاژ حاوی حداقل 11 درصد کروم بوده و ممکن است حاوی عناصری مانند کربن و سایر نافلزات باشد تا سایر خواص مطلوب در آن ایجاد گردد. مقاومت ورق استیل در برابر خوردگی به دلیل حضور کروم درآن است، که یک لایه غیرفعال را تشکیل داده و می تواند از فلز زیرین خود محافظت کند و در حضور اکسیژن به صورت خود به خود ترمیم شود.
خواص ورق استیل
خواص آلیاژ، مانند درخشندگی و مقاومت در برابر خوردگی، در بسیاری از کاربردها مفید است. به طور کل فولاد ضد زنگ اولیه را می توان به صورت ورق، صفحات، میله، سیم و لوله نورد کرد. ورق استیل را می توان در ظروف آشپزی، کارد و چنگال، ابزار جراحی، لوازم صنعتی، وسایل نقلیه، مصالح ساختمانی در ساختمان های بزرگ، تجهیزات صنعتی (به عنوان مثال، در کارخانه های کاغذسازی، کارخانه های شیمیایی، تصفیه آب) و مخازن و تانکرهای ذخیره سازی مواد شیمیایی و محصولات غذایی استفاده کرد.
قابلیت تمیز کردن بیولوژیکی ورق استیل نسبت به آلومینیوم و مس برتر است و با شیشه قابل مقایسه می باشد. تمیزی، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی آن باعث استفاده از ورق استیل در کارخانه های دارویی و مواد غذایی شده است.
انواع مختلف ورق استیل با یک عدد سه رقمی AISI برچسب گذاری شده است. استاندارد ISO 15510 ترکیبات شیمیایی ورق های استیل با مشخصات استانداردهای موجود ISO، ASTM، EN، JIS و GB را در یک جدول تبادل مفید فهرست می کند.
رسانایی ورق استیل
مانند همه فولادها، ورق استیل نیز رسانای نسبتا خوب الکتریسیته هستند ولی رسانایی الکتریکی بسیار کمتری نسبت به مس دارند. به طور خاص، مقاومت تماس غیر الکتریکی (ECR) ورق استیل در نتیجه لایه اکسید محافظ متراکم ایجاد می‌شود و عملکرد آن را در کاربردها به عنوان اتصال دهنده‌های الکتریکی محدود می‌کند. آلیاژهای مس و کانکتورهای پوشش داده شده با نیکل تمایل به نشان دادن مقادیر ECR پایین تری دارند و مواد ارجح برای چنین کاربردهایی هستند. با این وجود، اتصالات ورق استیل در شرایطی که ECR معیارهای طراحی پایین تری دارد و مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز است، برای مثال در دماهای بالا و محیط های اکسید کننده، استفاده می شود.
نقطه ذوب ورق استیل
مانند اکثر آلیاژها، نقطه ذوب ورق استیل به صورت طیفی از دماها بیان می شود و نه یک دمای منفرد. این محدوده دما از 1400 تا 1530 درجه سانتیگراد بسته به درصد عناصر موجود آلیاژ مورد نظر است.
سختی ورق استیل
ورق استیل یک فلز بسیار بادوام است که به دلیل سختی چشمگیرش شناخته شده است. این کیفیت در درجه اول به دلیل وجود دو جزء کلیدی کروم و نیکل است. کروم یک لایه اکسید روی سطح فلز ایجاد می کند و از آن در برابر خوردگی و سایش محافظت می نماید. در همین حال، نیکل به استحکام و انعطاف پذیری فلز کمک کرده و سختی کلی آن را افزایش می دهد. ورق استیل همچنین می تواند از طریق فرآیندهای عملیات حرارتی مانند بازپخت یا کوئنچ سخت شود و سختی آن را بیشتر بهبود بخشد.
هدایت حرارتی ورق استیل
هدایت حرارتی ورق استیل به ترکیب و ساختار آن بستگی دارد. به طور معمول، ورق استیل دارای رسانایی حرارتی بین 15 تا W/mK20 (وات بر متر کلوین) است. به همین دلیل انرژی بیشتری را حفظ می کند که دمای محیط را تثبیت می کند.
مغناطیس ورق استیل
ورق های استیل مارتنزیتی، دوبلکس و فریتی مغناطیسی هستند، در حالی که ورق های استیل آستنیتی معمولاً غیر مغناطیسی می باشند. فولاد فریتی خاصیت مغناطیسی خود را مدیون ساختار کریستالی مکعبی بدنه خود است که در آن اتم های آهن به صورت مکعبی (با یک اتم آهن در هر گوشه) و یک اتم آهن اضافی در مرکز قرار گرفته اند. این اتم آهن مرکزی مسئول خواص مغناطیسی فولاد فریتی است. این ترتیب همچنین میزان کربنی که فولاد می تواند جذب کند را به حدود 025/0% محدود می کند. گریدهایی با میدان اجباری کم برای شیرهای الکتریکی مورد استفاده در لوازم خانگی و برای سیستم های تزریق در موتورهای احتراق داخلی ایجاد شده است. برخی از کاربردها به مواد غیر مغناطیسی مانند تصویربرداری رزونانس مغناطیسی نیاز دارند. گاهی اوقات، اگر فولاد آستنیتی خم یا بریده شود، مغناطیس در امتداد لبه ورق استیل رخ می دهد زیرا ساختار کریستالی خود را مجدداً مرتب می کند.
خوردگی ورق استیل
افزودن نیتروژن همچنین مقاومت در برابر خوردگی حفره ای را بهبود می بخشد و استحکام مکانیکی را افزایش می دهد. بنابراین، درجات متعددی از ورق استیل با محتویات کروم و مولیبدن متفاوت وجود دارد تا با محیطی که آلیاژ باید تحمل کند، مناسب باشد. مقاومت در برابر خوردگی را می توان با روش های زیر افزایش داد:
افزایش محتوای کروم به بیش از 11٪
افزودن نیکل به حداقل 8٪
افزودن مولیبدن (که همچنین مقاومت در برابر خوردگی حفره ای را بهبود می بخشد)
پوشش
گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی