ورق استیل نسوز یا 309 مقاوم در برابر خوردگی

02135089 شماره تماس
ورق استیل 309 نسوز با ریز ساختار آستنیتی

انواع ورق استیل نسوز از قبیل ورق استیل 309 با توجه به محتوای بالای عناصر آلیاژی، ترکیبی از خواص استحکام دما بالا همراه با مقاومت در برابر خوردگی و خزش از خود نشان می دهند.

گروه فلز
گروه فلز

معرفی ورق استیل 309

معرفی ورق استیل 309
31/01/2022

قیمت ورق استیل؛ فروش انواع ورق استیل صنعتی و ورق استنلس استیل در آلیاژ و ضخامت های مختلف. با حرفه ای ها خرید کنید تلفن: 35089-021

فهرست موضوعات


مقدمه

ورق استیل 309 آلیاژی ضد زنگ است که زیرمجموعه ی فولادهای زنگ نزن آستنیتی می باید و با توجه به اینکه تحت تاثیر میدان های مغناطیسی قرار نمی گیرد، می توان عنوان ورق استیل نگیر را نیز به آن نسبت داد. این آلیاژ معمولاً برای کاربردهای دما بالا استفاده می شود، به همین دلیل تحت نام ورق استیل نسوز نیز شناخته می شود. محتوای بالای کروم و نیکل در ترکیب شیمیایی باعث می شود تا ورق استیل 309 در مقایسه با آلیاژ استاندارد 304 مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون بالاتر و همچنین استحکامِ دما بالای بیشتری ارائه دهد. ورق استیل 309S نیز نوع کم کربن 309 می باشد و با هدف سهولت در فرآیندهای ساخت، به ویژه بهبود خواص جوشکاری توسعه یافته است.

ورق استیل 309

ترکیب شیمیایی ورق استیل 309/ 309S

محدوده ی محتوای عناصر آلیاژی در ترکیب شیمیایی ورق استیل 309 و 309S بر اساس استانداردهای ASTM A167 و ASTM A240 مشخص می شود. ASTM A167 دربرگیرنده ی مشخصات استاندارد انواع فولادهای ضد زنگ و مقاوم به حرارتِ حاوی نیکل و کروم می باشد که می توانند در شکل های پلیت، ورق و استریپ مورد استفاده قرار بگیرند. ASTM A240 نیز استانداردی است که شامل ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی آلیاژهای حاوی کروم و کروم-نیکل بوده که می توانند در شکل های پلیت، شیت و نوار در ساخت مخازن تحت فشار و کاربردهای عمومی استفاده شوند. ورق استیل 309 و 309S در هر دوی این استانداردها به چشم می خورند. مشخصه های ورق استیل 309/309S در استاندارد دیگری تحت عنوان AMS 5523 نیز آمده است. این استاندارد مواد ضد زنگ و مقاوم به حرارتی را در بر می گیرد که می توانند در کاربردهای هوا فضا مورد استفاده قرار گیرند. کد 5523 در این استاندارد نشانگر ورق استیل 309/309S می باشد.

عناصر/گرید ورق استیل 309 ورق استیل 309S
حداقل حداکثر حداقل حداکثر
کربن - 0.20 - 0.08
کروم 22.00 24.00 22.00 24.00
نیکل 12.00 15.00 12.00 15.00
منگنز - 2.00 - 2.00
سیلیسیوم - 0.75 - 0.75
فسفر - 0.045 - 0.045
گوگرد - 0.030 - 0.030

خواص مکانیکی ورق استیل 309/ 309S

تمام تست های کششیِ صورت گرفته بر ورق استیل 309 بر اساس استاندارد ASTM E8 انجام شده است. داده های بدست آمده شامل میانگین نتیجه های آزمایش بر روی حداقل 2 و حداکثر 10 نمونه آلیاژ می باشد. الانگیشن یا درصد ازدیاد طول پلاستیک در طول 50.8 میلیمتر اندازه گیری شده است. مقادیر مرتبط با خواص مکانیکی ورق استیل 309 و 309S در دماهای مختلف در ادامه آورده شده است (واحد استحکام تسلیم و استحکام کششی مگاپاسکال است):

گرید/خواص مکانیکی دمای تست °C استحکام تسلیم استحکام کششی الانگیشن
ورق استیل 309 25 290 621 49
204 241 552 46
427 207 497 40
538 166 455 36
649 152 379 35
760 138 248 40
871 128 145 50
982 - 69 65
ورق استیل 309S 25 351 670 44.6
204 258 563 34.5
427 204 531 32.1
538 184 491 26.6
649 170 386 28.8
760 153 248 22.5
871 114 142 73.3
982 56 74 -
1038 32 46 -

ورق استیل نسوز

خواص فیزیکی ورق استیل 309

مقادیر مرتبط با خواص فیزیکی ورق استیل 309 که همگی در شرایط آنیل بدست آمده اند، در جدول ذیل آمده است:

خواص فیزیکی/گرید ورق استیل 309
چگالی یا جرم حجمی (g/cm3) 8.03
مدول یانگ (GPa) 196
میانگین ضریب انبساط حرارتی 0-100°C(µm/m/°C) 15.6
0-500°C(µm/m/°C) 17.6
0-1000°C(µm/m/°C) 19.4
هدایت گرمایی 100°C(W/m.k) 15.6
500°C(W/m.k) 18.7
گرمای ویژه 0-100°C(J/kg.K) 502
مقاومت الکتریکی (nΩ.m) 780

 مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون ورق استیل 309

ورق استیل 309 با توجه به اینکه آلیاژی نسوز محسوب می شود، در کاربردهای دما بالا مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال، این آلیاژ با توجه به محتوای بالای کروم و نیکل در ترکیب شیمیایی، در برابر خوردگی های ناشی از آب نیز مقاومت بالایی از خود نشان می دهد. آلیاژهای فلزی در اکثر شرایط با محیط اطراف خود واکنش می دهند که رایج ترینِ آنها اکسیداسیون می باشد. در این واکنش، عناصر فلزی با اکسیژن ترکیب شده و اکسید می شوند. کرومِ موجود در ترکیب ورق استیل 309 با اکسیژن واکنش داده و اکسید می شود. این اکسید به صورت لایه ای نازک روی سطح آلیاز تشکیل شده و از آن در برابر اکسیداسیون حفاظت می کند. به طوری که با توجه به وجود کرومِ کافی در ورق استیل 309، لایه ی اکسیدیِ ایجاد شده از تشکیل اکسیدهای دیگر جلوگیری کرده و به عنوان مانعی برای تخریب آلیاژ عمل می کند. نرخ اکسیداسیون از طریق انتقال عوامل باردار در پوسته های ایجاد شده روی سطح کنترل می شود. با ضخیم شدن پوسته، سرعت اکسیداسیون به طرز چشمگیری کاهش می یابد زیرا عوامل باردار باید مسیرهای طولانی تری را طی کنند تا به سطح برسند. مقاومت به اکسیداسیون فولادهای ضد زنگ آستنیتی را می توان با توجه به محتوای کروم در ترکیب شیمیایی به طور تقریبی محاسبه کرد. ورق استیل نسوز معمولاً حاوی حداقل 20 درصد کروم می باشد. جایگزین کردن آهن با نیکل نیز به طور کلی رفتار دما بالای آلیاژ را بهبود می بخشد. ورق استیل 309 نسوز حاوی مقادیر بالایی عناصر آلیاژی هستند و به همین دلیل مقاومت بالایی در برابر اکسیداسیون دارند. ورق استیل 309 در کاربردهای متناوب تا 1038 درجه سانتی گراد و در کاربردهای مداوم تا 1010 درجه سانتی گراد در برابر پوسته شدن مقاومت می کند.

ویژگی های ساخت ورق استیل 309

ورق استیل 309 با توجه به خواص دما بالا و مقاومت در برابر خوردگی، کاربرد گسترده ای در صنایع مرتبط با عملیات حرارتی و فرآوری مواد دارد. به این ترتیب، از این آلیاژ در ساخت سازه های پیچیده استفاده می شود. به طور کلی فولادهای کربنی به عنوان استاندارد عملکرد در اکثر فرآیندهای شکل دهی فلزات در نظر گرفته می شوند. در مقایسه با فولادهای کربنی، فولادهای آستنیتی به ویژه ورق استیل 309 نسوز تفاوت قابل توجهی از خود نشان می دهند. این آلیاژ دارای چقرمگی بالایی است و همچنین تمایل زیادی به سخت شدن از خود نشان می دهد. برشکاری و ماشینکاری ورق استیل 309 به آسانی و با استفاده از روش های استانداردی که معمولاً برای فولادهای نرم استفاده می شود، با اعمالِ برخی تغییرات انجام می گردد. رفتار برشی این آلیاژ می تواند کاملاً متفاوت باشد، زیرا سخت تر بوده و در طول کار به سرعت سفت می شود. پلیسه های ایجاد شده رشته ای و چقرمه اند و دارای انعطاف پذیری قابل توجهی می باشند. ابزار برش بایستی تیز و ثابت (محکم) باشند. برش های عمیق تر و سرعت های آهسته تر معمولاً برای نواحی زیرینِ قسمت های سخت کاری شده استفاده می شود. به دلیل هدایت حرارتی پایین و ضریب انبساط حرارتی بالای ورق استیل 309، حجم گرما و تلرانس ابعادی در حین فرآیند برشکاری و ماشینکاری باید در نظر گرفته شوند.

ورق استیل 309 نسوز

شکل دهی ورق استیل 309

ورق استیل 309 را می توان با استفاده از انواع روش های استاندارد مانند خمکاری، شکل دهی کششی، رولکاری، شکل دهی فشاری، فلنج کاری و هیدروفرمینگ به آسانی تحت شکل دهی قرار داد. ورق استیل 309 به راحتی سخت کاری می شود و این ویژگی با افزایش مقادیر نیروی مورد نیاز برای ادامه ی تغییر شکل، خود را نشان می دهد. این امر سبب می شود تا تجهیزات شکل دهی قوی تر مورد نیاز باشد. با توجه به عوامل متعدد محیطی و متالورژیکی، می توان از محدوده ی مشخصی از دما برای کار گرم ورق استیل 309 استفاده نمود. آهنگری باید در محدوده دمای 980 تا 1120 درجه سانتی گراد آغاز شود و دمای آن کمتر از 980 درجه سانتی گراد نباشد. به دلیل تشکیل فریت، کار در دماهای بالاتر منجر به کاهش شکل پذیری گرم خواهد شد. کار در دماهای پایین تر نیز می تواند باعث تشکیل فازهای ثانویه ی شکننده مانند سیگما و یا حساسیت در آلیاژ شود. پس از آهنگری، آلیاژ باید سریعاً تا دمای سیاه شدن سرد گردد.

جوشکاری ورق استیل 309

گریدهای آستنیتی معمولاً جوش پذیرترین آلیاژهای زنگ نزن در نظر گرفته می شوند. آلیاژهای زیرمجموعه ی این سری را می توان با استفاده از تمام فرآیندهای رایج جوشکاری نمود. این موضوع در خصوص ورق استیل 309 نسوز نیز صادق است. در صورت نیاز به فلز پر کننده، معمولاً از فیلرهای هم خانواده استفاده می شود. محتوای بالای عناصر آلیاژی در ترکیب شیمیایی ورق استیل 309 نسوز می تواند حوضچه جوش را سست کند. در صورت وجود مشکل در حوضچه جوش، فیلرهای حاوی سیلیسیوم مانند ER 309Si یا ER 309LSi می توانند کمک کننده باشند. ورق استیل 309 دارای ضریب انبساط حرارتی نسبتاً بالا، هدایت حرارتی پایین و محتوای پایین فریت در فلزِ جوشِ در حال انجماد می باشد. این عوامل ممکن است منجر به ایجاد ترک گرم شوند. این مشکل برای قطعات مهار شده و یا عریض شدیدتر می باشد. فیلر با محتوای آلیاژی کمتر مانند گرید 308 میزان فریت در رسوب جوش را افزایش داده و تمایل به ترک گرم را کاهش می دهد. در ادامه و با رقیق شدن فلز پایه، مقاومت به خوردگی و حرارت در ناحیه جوش احتمالاً کاهش خواهد یافت.
ورق استیل 309S دارای محتوای کربن نسبتاً پایینی است. در صورت نیاز به این آلیاژ می توان از الکترودهای کم کربن مثل ER309L استفاده نمود. در صورت استفاده از روش های مناسب جوشکاری، خوردگی بین دانه ای در ناحیه ی تحت تاثیر حرارت بعید به نظر می رسد. برای اطمینان از بازیابی کامل مقاومت به خوردگی در نواحی مجاور جوش، حذف رنگ یا پوسته های حرارتی الزامی است. برای از بین بردن پوسته های حرارتی می توان از سنگ زنی یا برسکاری با استفاده از برس های استنلس استیل استفاده نمود. اسیدشویی نیز رنگ حرارتی را از بین خواهد برد. قطعات کوچک در حمام های مخصوص اسیدشویی می شوند و برای قطعات بزرگتر می توان آنها را به صورت موضعی و با استفاده از خمیر مخصوص متشکل از مخلوط اسید نیتریک و اسید کلریدریک تحت اسیدشویی قرار داد. بلافاصله پس از این کار قطعات باید به طور کامل با آب شستشو شوند تا تمام آثار اسیدشویی تماماً از بین برود.

عملیات حرارتی ورق استیل 309

دلیل اصلی آنیل ورق استیل 309، ایجاد تبلور مجدد با اندازه دانه های یکنواخت و حل کردن رسوبات مضر کاربید کروم می باشد. برای اطمینان از آنیل کامل، آلیاژ باید به ازای هر 25 میلیمتر ضخامت به مدت تقریباً 30 دقیقه در محدوده دمای 1120 تا 1175 درجه سانتی گراد نگهداری شود. البته این توصیه ای کلی است و در موارد خاص ممکن است با اعمال برخی تغییرات انجام شود. ورق استیل 309 در صورتی که به درستی آنیل شود، در دمای اتاق دارای ریزساختار آستنیتی خواهد بود (ممکن است مقدار کمی فریت نیز در زمینه وجود داشته باشد). تشکیل اکسید طی آنیل و کوئنچ در هوا در خصوص ورق استیل 309 اجتناب ناپذیر است. 
این اکسید عموماً غنی از کروم بوده و چسبنده می باشد. قبل از استفاده، این اکسیدها باید از سطح برداشته شوند. دو روش حذف اکسید عبارتند از شیمیایی و مکانیکی. عملیات شات بلاست قبل از حذف به روش شیمیایی، در از بین بردن همه ی اکسیدها (به جز چسبنده ترینِ آنها) موثر می باشد. ماسه سیلیس یا دانه های شیشه ای انتخاب خوبی برای این کار می باشند. حذف شیمیایی به طور کلی با مخلوط اسید نیتریک و اسید هیدروفلوئوریک انجام می شود. ترکیب مناسب حمام و دمای فرآیند به شرایط حاکم بستگی دارد. یک حمام اسیدشوییِ معمول شامل 5 الی 25 درصد اسید نیتریک (با قدرت اولیه 65 درصد) و 0.5 الی 3 درصد اسید هیدروفلوئوریک (با قدرت اولیه 60 درصد) در محلول آبی می باشد. غلظت های بالاتر اسید هیدروفلوئوریک منجر به حذف اکسیدهای تهاجمی تر می شود. دمای حمام نیز معمولاً از دمای محیط تا 50 درجه سانتی گراد متغیر می باشد. دماهای بالاتر منجر به رسوب زدایی سریعتر می شود، اما ممکن است به شدت به مرز دانه ها حمله کند و در نتیجه شیارهای سطحی ایجاد شود. در ادامه ی اسیدشویی باید شستشوی کامل با آب انجام شود تا تمام آثار آن از بین برود. سپس برای جلوگیری از لک شدن باید آلیاژ را خشک نمود.

قیمت ورق استیل 309

همانطور که اشاره شد، ورق استیل 309 در دمای اتاق تنها دارای فاز آستنیت است و نمی تواند از طریق عملیات حرارتی سخت شود. استحکام مکانیکیِ بالاتر از طریق کار سرد یا گرم قابل دستیابی است، اما این گرید معمولاً در چنین شرایطی در دسترس نمی باشد. استحکام کششی و تسلیم بالاتری که از طریق کار سرد و عدم آنیل کامل در ادامه آن بدست می آید، در کاربرد در دماهای بالاتر پایدار نیستند. به ویژه خواص خزشی آلیاژ ممکن است تحت تاثیر نامطلوب استفاده از موادِ تحت کار سرد در دماهای بالا قرار بگیرد.

کاربردهای ورق استیل 309

انواع ورق استیل نسوز از قبیل ورق استیل 309 با توجه به محتوای بالای عناصر آلیاژی، ترکیبی از خواص استحکام دما بالا همراه با مقاومت در برابر خوردگی و خزش از خود نشان می دهند. به همین دلیل از این آلیاژ در صنعت عملیات حرارتی و در ساخت قطعات کوره مانند تسمه نقاله، غلتک ها، اجزای مشعل، اجزای نسوز، روتور و آستر کوره ها، فن ها، آویزهای لوله و سبدها و سینی ها برای نگهداری قطعات کوچک به طور گسترده استفاده می شود. ورق استیل 309 همچنین در صنایع شیمیایی برای ساخت تجهیزات مورد نیاز برای تولید، نگهداری و حمل اسیدهای گرمِ غلیظ، آمونیاک و دی اکسید گوگرد کاربرد دارد. از دیگر کاربردهای این آلیاژ می توان به نگهداری و حمل اسید استیک و سیتریک گرم در صنایع غذایی اشاره نمود.

قیمت ورق استیل 309

تعیین قیمت ورق استیل 309 به مولفه های زیادی بستگی دارد که در ادامه به بررسی آنها می پردازیم:
حجم عرضه و تقاضا: با توجه به کاربردهای جدیدی که برای ورق استیل 309 به وجود آمده، حجم تقاضا نیز با گذشت زمان افزایش یافته است. این موضوع یکی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر قیمت ورق استیل 309 می باشد.
قیمت مواد اولیه: ورق استیل 309 عمدتاً با استفاده از ضایعات بازیافتی تولید می شود. در صورت کمبود این مواد، طبیعتاً هزینه محصول نهایی افزایش خواهد یافت. این در حالی است که در صورت فراوانیِ این مواد، نتیجه ی حاصله عکس خواهد بود.
هزینه حمل: هزینه حمل بسته به مسافت و زمان ارسال کاملاً متفاوت است که خود عاملی موثر بر تعیین قیمت ورق استیل 309 دارد.
برای آگاهی از آخرین و بروزترین قیمت ورق استیل 309 نسوز در انواع سطوح مات صیقلی و زبر تک پولیش در ضخامت های 1 تا 40 میلیمتر و در قالب کویل، پلیت، شیت برشی و شیت فابریک با کارشناسان فروش مجموعه ی گروه فلز تماس حاصل نمایید.


  • دمای کاری ورق استیل نسوز 309 چقدر است؟

    ورق استیل نسوز 309 معمولا در سرویس دهی های پیوسته تا دمای ( C ° ) 1093 و در سرویس دهای متناوب تا دمای ( C ° ) 982 مقاومت به اکسیداسیون خوبی از خود نشان می دهد. البته گازها و مواد موجود در محیط، تحمل حرارتی این آلیاژها را تحت تاثیر قرار می دهند.

  • تفاوت ورق استیل 309 و (S) 309 در چیست؟

    ورق استیل (S) 309 در مقایسه با گرید 309 کربن کمتری دارد. کربن کمتر منجر به افزایش مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای حین جوشکاری می شود. بنابراین می توان گفت که ورق استیل نسوز (S) 309 در مقایسه با گرید 309 جوش پذیری بهتری دارد.


امتیاز شما به این مطلب چقدر است؟


ارسال نظر درباره این موضوع

Loading...
تماس بگیرید