ورق استیل 420 با ریز ساختار مارتنزیتی سخت و مقاوم در برابر خوردگی

02135089 شماره تماس
ورق استیل 420 مارتنزیتی

قیمت ورق استیل 420 به عوامل زیادی چون ضخامت، ابعاد، سطح و حجم تقاضا بستگی دارد و بر اساس هریک از آنها متغیر می باشد.

گروه فلز
گروه فلز

معرفی ورق استیل 420

معرفی ورق استیل 420
31/01/2022

قیمت 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 420 آلیاژی ضد زنگ است که در دسته ی فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی طبقه بندی می شود. این آلیاژ از قابلیت سخت شدن برخوردار است و ترکیبی از استحکام خستگی به همراه مقاومت عالی در برابر خوردگی را ارائه می دهد. کوئنچ ورق استیل 420 از محدوده دمای 982 تا 1066 درجه سانتی گراد، باعث ایجاد بالاترین میزان استحکام یا مقاومت به خستگی و همچین مقاومت به خوردگی می گردد. مواردِ استفاده ی ورق استیل 420 در جاهایی است که استحکام، سختی و یا مقاومت به خستگی همراه با مقاومت به خوردگی مورد نیاز باشد.

ورق استیل 420

ترکیب شیمیایی ورق استیل 420

ویژگی های مکانیکی و ترکیب شیمیایی ورق استیل 420 در قالب استاندارد تعیین شده توسط انجمن تست مواد آمریکا یا همان ASTM و با کد A176 ارائه می شود. این استاندارد مشخصات مرتبط با آلیاژهای ضد زنگ و مقاوم به حرارتی که می توانند در قالب پلیت، شیت و استریپ بکار روند را پوشش می دهد. در این استاندارد ضخامت های 5 میلیمتر و بیشتر و عرض بیشتر از 250 میلی متر "پلیت"، ضخامت های کمتر از 5 میلی متر و عرض بیشتر از 600 میلی متر "شیت" و ضخامت های کمتر از 5 میلی متر و عرض کمتر از 600 میلی متر "استریپِ نورد سرد" در نظر گرفته می شوند. ورق استیل 420 همچنین در استاندارد تعیین شده توسط انجمن مهندسین خودرو با کد AMS 5506 معرفی می گردد. این استاندارد آلیاژهای مقاوم به خوردگی و حرارتی را شامل می شود که می توانند در کاربردهای مرتبط با صنعت هوافضا مورد استفاده قرار گیرند.

عناصر/گرید ورق استیل 420
حداقل حداکثر
کربن 0.15 0.40
کروم 12.00 14.00
نیکل - 0.75
فسفر - 0.040
گوگرد - 0.030
سیلیسیوم - 1.00
منگنز - 1.00

خواص مکانیکی ورق استیل 420

مقادیر خواص مکانیکی ورق استیل 420 (استحکام کششی و استحکام تسلیم در واحد مگاپاسکال MPa، سختی راکول C و درصد الانگیشن یا ازدیاد طول در 50.8 میلیمتر) در دمای محیط در جدول ذیل آمده است:

استحکام تسلیم استحکام کششی الانگیشن سختی راکول C
310 586 29 53-58

خواص مکانیکی ورق استیل 420

اطلاعات زیر نیز نشانگر خواص مکانیکی ورق استیل 420 می باشد که در دماهای مختلف و پس از آستنیته شدن در محدوده دمای 982 تا 1066 درجه سانتی گراد و به دنبال آن کوئنچ در روغن و سپس انجام عملیات تمپر به مدت 2 ساعت بدست آمده است.

عملیات حرارتی استحکام تسلیم استحکام کششی سختی راکول
آنیل 355 592 85HRB
سخت کاری + تمپر 204 درجه 1311 1759 48HRC
سخت کاری + تمپر 288 درجه 1213 1583 44HRC
سخت کاری + تمپر 316 درجه 1234 1606 45HRC
سخت کاری + تمپر 427 درجه 1280 1627 46HRC
سخت کاری + تمپر 482 درجه 1236 1606 46HRC
سخت کاری + تمپر 538 درجه 951 1093 36HRC
سخت کاری + تمپر 649 درجه 652 838 23HRC

برای حصول حداکثر میزان سختی و استحکام، عملیات حرارتی سخت کاری ضروری است. ورق استیل 420 به ازای هر 25 میلیمتر ضخامت به مدت 60 دقیقه در دمای 1038 درجه سانتی گراد تحت حرارت قرار گرفت و سپس تا دمای اتاق در هوا کوئنچ گردید. ساختار آلیاژ بلافاصله پس از کوئنچ، مارتنزیتی می باشد و برای بازیابی بخشی از انعطاف پذیری و داکتیلیتی باید تحت عملیات تمپر قرار گیرد. به همین دلیل ورق استیل 420 در محدوده ی دماهای بین 204 تا 649 درجه سانتی گراد و به مدت 2 ساعت تحت عملیات تمپر یا بازگشت دهی قرار می گیرد. لازم به ذکر است که در دماهای تمپر بالاتر از 482 درجه سانتی گراد، تغییر در استحکام و سختی ورق استیل 420 بسیار کم بوده است.

خواص فیزیکی ورق استیل 420

مشخصات فیزیکی ورق استیل 420 در شرایط آنیل در جدول زیر آمده است:

خواص فیزیکی/گرید ورق استیل 420
چگالی یا جرم حجمی (g/cm3) 7.7
مدول یانگ (GPa) 200
میانگین ضریب انبساط حرارتی 0-100°C (µm/m/°C) 10.3
0-315°C (µm/m/°C) 10.8
0-500°C (µm/m/°C) -
هدایت گرمایی 100°C (W/m.k) 24.9
500°C (W/m.k) -
گرمای ویژه 0-100°C (kJ/kg.K) 0.46
مقاومت الکتریکی (µΩ.cm) 0.55

در صورتی که ورق استیل 420 تحت هر دو عملیات آنیل و سخت کاری قرار گرفته باشد، از خاصیت آهنربایی برخوردار است و تحت تاثیر میدان های مغناطیسی قرار خواهد گرفت. به همین دلیل می توان آن را ورق استیل بگیر نیز محسوب کرد. در نتیجه، کاربرد آن در جاهایی که میدان مغناطیسی وجود دارد توصیه نمی شود.
ورق استیل 420 دارای خاصیتی فیزیکی تحت عنوان چگالی یا جرم حجمی می باشد که برابر 7.7 در واحد گرم بر سانتی متر مکعب یا 7700 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. با استفاده مفید از این ویژگی و با در اختیار داشتن ضخامت و ابعاد ورق استیل 420 می توانیم به راحتی و در سریع ترین زمان ممکن، وزن تئوری و تقریبی آن را بدست آوریم. مثلاً وزن یک برگ ورق استیل 420 با ضخامت 15 میلیمتر و ابعاد 1 در 2 متر (با در نظر گرفتن جرم حجمی معادل 7700 کیلوگرم بر متر مکعب) تقریباً برابر با 231 کیلوگرم می باشد.

مقاومت به خوردگی ورق استیل 420

در تعریف آلیاژهای ضد زنگ این چنین آمده است: فولادهای حاوی حداقل 11.5 درصد کروم در ترکیب شیمیایی زنگ نزن محسوب می شوند. بر اساس این تعریف و با نگاهی به جدول ترکیب شیمیایی متوجه می شویم که ورق استیل 420 با حداقل محتوای 12 درصد کربن این الزام را برآورده کرده است، بنابراین آلیاژی ضد زنگ بوده و به دلیل توانایی در تشکیل لایه ی اکسیدی و محافظت از سطح در برابر اکسایش بیشتر، در برابر خوردگی اتمسفری، آب آشامیدنی و محیط های شیمیایی با خوردگی ملایم، مقاومت خوبی از خود نشان می دهد. قرار گرفتن ورق استیل 420 در معرض کلریدها عموماً زمانی رضایت بخش خواهد بود که بلافاصله پس از قرارگیری در چنین محیط هایی به خوبی تمیزکاری شوند. ورق استیل 420 در برابر اسیدهای آلی و معدنی رقیق مقاومت به خوردگی خوبی از خود نشان می دهد.

مقاومت به خوردگی ورق استیل 420

اندازه گیری های پلاریزاسیون آندی پتانسیودینامیک می تواند برای تعیین مقاومت نسبی ورق استیل 420 در برابر شروع حملات موضعی کلر (خوردگی حفره ای و شیاری) استفاده شود. در این روش پتانسیل شکست اندازه گیری شده و به عنوان معیار افزایش سرعت جریان آندی به دلیل شروع حمله موضعی تعریف می شود. هرچه پتانسیل شکست مثبت یا نجیب تر باشد، مقاومت آلیاژ در برابر خوردگی بیشتر است.

ویژگی های ساخت ورق استیل 420

ماشینکاری: ورق استیل 420 باید در شرایط آنیل و با استفاده از سرعت های سطحی 18.3 تا 24.4 متر در دقیقه تحت عملیات ماشینکاری قرار بگیرد.
آماده سازی سطح: برای دستیابی به حداکثر مقاومت به خوردگی در برابر محیط های شیمیایی، سطح ورق استیل 420 باید عاری از هرگونه رنگ حرارتی یا اکسیدیِ ناشی از عملیات آهنگری یا آنیل باشد. تمام سطح باید به طور یکنواخت پولیشکاری و صیقلی شود تا هرگونه اثر اکسید و کربن زدایی سطح از بین برود. سپس قطعات باید در محلول گرم اسید نیتریک با غلظت 10 تا 20 درصد غوطه ور شده و اسیدشویی شوند. به دنبال اسیدشویی، قطعات باید به طور کامل با آب شستشو شوند تا آثار اسید نیتریک تماماً از روی سطح از بین برود.
ریزساختار: زمینه ورق استیل 420 در شرایط آنیل متشکل از فریت و کاربید می باشد. هنگامی که این آلیاژ در دماهای بالا در محدوده بین 982 تا 1066 درجه سانتی گراد تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد، آستنیت تشکیل شده و با سرد شدن تا دمای اتاق (کوئنچ در هوا یا روغن) فاز زمینه مارتنزیتی می گردد. سختیِ مارتنزیت با افزایش محتوای کربن افزایش می یابد (البته تا جایی که با کربن اشباع شود). کربن همچنین با کروم ترکیب شده و کاربید کروم تشکیل می دهد. کاربید کروم با پراکنده شدن در ریز ساختار باعث افزایش مقاومت به خستگی و همچنین سختی بالاتر در ورق استیل 420 می شود.
آهنگری: محدوده دمای اولیه برای آهنگری ورق استیل 420 بین 1093 تا 1204 درجه سانتی گراد می باشد. لازم به ذکر است که همیشه بعد از آهنگری یا کار گرم، برای جلوگیری از خوردگی تنشی، آلیاژ باید تحت عملیات آنیل قرار بگیرد.

عملیات حرارتی ورق استیل 420

عملیات حرارتی ورق استیل 420 با روش آنیل انجام می شود، به طوری که آلیاژ تا محدوده دمای بین 843 تا 899 درجه سانتی گراد حرارت می بیند، سپس به ازای هر 25 میلیمتر ضخامت به مدت یک ساعت در کوره نگهداری می شود. بعد از این کار آلیاژ در کوره تا دمای اتاق سرد می شود. این روش سختی ورق استیل 420 را افزایش خواهد داد. برای دستیابی به حداکثر میزان سختی و مقاومت به خستگی، عملیات حرارتی سخت کاری لازم است. از آنجا که آلیاژهای استنلس با توجه به هدایت حرارتی پایین شان گرما را بسیار آهسته جذب می کنند، باید به تدریج تحت حرارت قرار گیرند و به اندازه کافی در دماهای از پیش تعیین شده باقی بمانند تا دما در بخش های ضخیم نیز یکنواخت شود. برای حصول حداکثر استحکام و مقاومت به خوردگی، باید ورق استیل 420 را به آرامی تا 1010 الی 1066 درجه سانتی گراد حرارت داد و سپس تا دمای اتاق در روغن کوئنچ نمود. برای انواع ورق استیل 420 با ضخامت نازک تر، می توان از هوا به جای روغن استفاده نمود.
در صورتی که پس آستنیته کردن و کوئنچ ورق استیل 420 تا دمای اتاق مشخص شود که مقداری فاز آستنیت در زمینه باقی مانده، برای دستیابی به سختی اضافی، آلیاژ باید تا دماهای زیر صفر (مثلاً منفی 73 درجه سانتی گراد) سرد شود. زمینه مارتنزیتی که بلافاصله پس از کوئنچ حاصل شده، کاملاً ترد و شکننده است و باید تا دمای 204 الی 260 درجه سانتی گراد تنش زدایی و تمپر شود تا بخشی از شکل پذیری آن بازیابی گردد. در طول تمپر بین 149 و 316 درجه سانتی گراد، زمینه مارتنزیت سست خواهد شد که به موجب آن، تنش های حجمی مرتبط با تشکیل مارتنزیت در حین کوئنچ کاهش می یابد. در نتیجه، مارتنزیت همچنان سختی و خواص مقاومت به خستگی را نشان می دهد، اما با از دست دادن بخشی از سختی، مقداری شکل پذیری ایجاد خواهد شد.

جوشکاری ورق استیل 420

فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی با توجه به سختی پذیریشان، جوش پذیری محدودی دارند. این آلیاژها برای جلوگیری از ترک سرد باید تا دمای 260 درجه سانتی گراد پیش گرم و سپس جوشکاری شوند. برای دستیابی به ویژگی های مورد نیاز، عملیات حرارتی پس از جوشکاری باید مدنظر قرار گیرد. ورق استیل 420 در مقایسه با گرید هم خانواده ی خود یعنی 410 جوش پذیری ضعیف تری دارد. این آلیاژ محتوای کربن بالاتری در مقایسه با 410 دارد و همین موضوع باعث می شود تا قبل از جوشکاری به گرمایش و پس از آن به عملیات حرارتی نیاز داشته باشد. در صورت نیاز به پرکننده ی جوش می توان از فیلرهای AWS E/ER 420، 410NiMo و 309L بهره گرفت.

جوشکاری ورق استیل 420

کاربردهای ورق استیل 420

از جمله کاربردهای عمده ی ورق استیل 420 ساخت و تولید لوازم غذاخوری از قبیل انواع کارد و چنگال می باشد. بسته به نیاز مصرف کنندگان، آلیاژهای بکار رفته در ساخت کارد و چنگال می توانند با توجه به رفتارهای مرتبط با عملیات حرارتی، خواص حرارتی و ویژگی های ساخت انتخاب شوند. هنگامی که محتوای کربن به میزان کافی به ورق استیل 420 اضافه شود، با استفاده از عملیات حرارتی (سخت کاری) می توان به ویژگی هایی چون استحکام بهینه، سختی بالا و مقاومت به خستگی دست یافت. محتوای کروم کافی در ترکیب شیمیایی ورق استیل 420، مقاومت به خوردگیِ لازم در آن ایجاد کرده و باعث تشکیل ذرات کاربید کروم در آلیاژ می شود که این موضوع باعث افزایش مقاومت به سختی آلیاژ می گردد. هرچه محتوای کربن در آلیاژ بیشتر باشد، میزان ذرات کاربید کروم بیشتر بوده و در نتیجه استحکام و سختی آن نیز بیشتر خواهد بود. هنگام جداسازی و مهرزنی قطعات کارد و چنگال از ورق های مختلف، این ورق استیل 420 است که معمولاً سختی، استحکام تسلیم و استحکام کششی آن در حدی پایین است که برای چنین اهدافی مناسب می باشد. از دیگر کاربردهای ورق استیل 420 می توان به ساخت ابزار دندانپزشکی و جراحی، نازل ها، قطعات شیرها، تجهیزات مرتبط با پمپ چاه های نفت، صفحات جدا کننده و صافی ها، فنرها، قیچی ها و سطوح سایشی اشاره نمود.

قیمت ورق استیل 420

قیمت ورق استیل 420 به عوامل زیادی چون ضخامت، ابعاد، سطح و حجم تقاضا بستگی دارد و بر اساس هریک از آنها متغیر می باشد. این آلیاژ فاقد نیکل است و همین موضوع دلیلی بر ارزانتر بودن آن نسبت به سایر گریدهای ضد زنگ از جمله خانواده آستنیتی می باشد. قیمت ورق استیل 420 نازک ممکن است نسبت به انواع ضخیم گرانتر باشد که علت آن می تواند ناشی از تقاضای بیشتری باشد که در خصوص انواع نازک وجود دارد. ورق استیل در ضخامت های پایین معمولاً طرفداران بیشتری دارد و تقاضای زیاد یک محصول برابر با گرانتر بودن آن می باشد (البته همیشه اینگونه نیست). این آلیاژ همچنین در انواع سطوح مختلف نیز تولید و عرضه می شود که همین موضوع بر قیمت ورق استیل 420 تاثیرگذار خواهد بود. برای دریافت اطلاعات بیشتر و آگاهی از آخرین و بروزترین قیمت ورق استیل 420 در انواع ضخامت ها، ابعاد و سطوح در قالب کویل، پلیت، شیت برشی و شیت فابریک با واحد فنی و فروش مجموعه گروه فلز تماس بگیرید.


  • آیا ورق استیل 420 عملیات حرارتی پذیر است؟

    ورق استیل 420 همچون دیگر فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی سری 400 دارای قابلیت سختی پذیری بواسطه عملیات حرارتی است. معمولا با اعمال فرایندهای عملیات حرارتی همچون سخت کاری (Hardening) خواص مکانیکی آن بهبود می یابد. همچنین این آلیاژ در حالت سخت شده دارای بیشترین مقاومت به خوردگی است. بنابراین می توان گفت اعمال سیکل های عملیات حرارتی علاوه بر تغییر خواص مکانیکی منجر به افزایش مقاومت به خوردگی نیز می شوند.

  • آیا ورق استیل 420 جوش پذیر است؟

     ورق استیل 420 دارای جوش پذیری ضعیف تری نسبت به گرید 410 می باشد. ورق استیل 420 همچون دیگر گریدهای مارتنزیتی نیز قبل و بعد از جوشکاری به عملیات حرارتی نیاز دارند. عملیات پیش گرم این آلیاژ معمولا در دمای ( C ° ) 260 انجام گرفته و پس از جوشکاری نیز تحت عملیات حرارتی در محدوده دمایی ( C ° ) 760 – 610 قرار می گیرد.


امتیاز شما به این مطلب چقدر است؟


ارسال نظر درباره این موضوع

Loading...
  • مهدی رحیمی
    با سلام ایا میتوانید بگید برای ساخت اره های باغبانی از چه ورق ا الیاژی استفاده می شود مانند اره معروف سامورایی که خود شرکت نوع الیاژ sk5معرفی میکنید و یا نزدیک به ان در ایران موجود هست
تماس بگیرید