انواع گریدهای استیل و مقایسه آن‌ها
استنلس استیل که به طور خلاصه به آن استیل نیز گفته میشود آلیاژی از فولاد است که حاوی حداقل 12 درصد کروم می باشد. وجود کروم در استیل باعث می شود تا یک فیلم محافظ روی این آلیاژ تشکیل شود و از زنگ زدگی آن جلوگیری کند. علاوه بر عنصر کروم که نقش اصلی را دارد عناصر دیگری مانند نیکل، مولیبدنم و ... نیز در ساختار استیل وجود دارد. کم و زیاد شدن هر کدام از این عناصر باعث می شود تا نوع جدیدی از استیل با ویژگی های متفاوت از سایر گریدها به دست آید. به همین ترتیب امروزه صدها نوع استیل تولید شده است. برای مشخص کردن استیل از یک شماره استفاده می شود. اما در استانداردهای مختلف از شیوه های نامگذاری مختلفی استفاده می شود. آگاهی از نام های مختلف یک گرید استیل می تواند در هنگام خرید و یا مطالعه ی مشخصات استیل ها بسیار مفید باشد. دراین مقاله گریدهای مختلف استیل به همراه نام های معادل آن در استانداردهای گوناگون مانند استاندارد ژاپنی، استاندارد نام گذاری یکپارچه، استاندارد بریتانیا، سوئد و یورونوم آورده شده است.
مقدمه
فولاد ضدزنگ (Stainless Steel) یکی از پرکاربردترین آلیاژهای فلزی است که به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، استحکام مکانیکی مناسب و ظاهر زیبا، در صنایع مختلف استفاده میشود. این آلیاژ با افزودن عناصر مختلفی مانند کروم، نیکل، مولیبدن و کربن، به انواع گریدهای متنوعی تقسیم‌بندی میشود که هر یک از آن‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در این مقاله، انواع گریدهای فولاد ضدزنگ و کاربردهای صنعتی آن‌ها مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
دسته‌بندی فولاد ضدزنگ
فولاد ضدزنگ براساس ساختار کریستالی و ترکیب شیمیایی آن‌ها به چند دسته اصلی تقسیم میشود:
1. فولاد زنگ‌نزن آستنیتی (Austenitic Stainless Steel)
این نوع فولاد، پرکاربردترین گروه فولاد ضدزنگ است و دارای کروم بالا (حداقل 16 درصد) و نیکل برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی است. از ویژگی‌های اصلی آن می‌توان به مقاومت بالا در برابر زنگ‌زدگی، انعطاف‌پذیری عالی و قابلیت جوشکاری اشاره کرد. نمونه‌های رایج:
گرید 301: دارای استحکام بالا و مقاومت مناسب در برابر خوردگی.
گرید 304: متداول‌ترین گرید، مناسب برای صنایع غذایی، پزشکی و شیمیایی.
گرید 316: معروف به استیل دریایی، مقاوم در برابر محیط‌های کلریدی و کاربرد در صنایع دریایی و شیمیایی.
گرید 321: دارای تیتانیوم برای مقاومت بهتر در برابر دمای بالا.
گرید 347: افزودن نیوبیوم برای افزایش مقاومت حرارتی.
2. فولاد زنگ‌نزن فریتی (Ferritic Stainless Steel)
این نوع فولاد دارای کروم بالا و مقدار کمی نیکل یا بدون نیکل است. خاصیت مغناطیسی دارد و معمولاً مقاومت متوسطی در برابر خوردگی دارد. نمونه‌های رایج:
گرید 409: کم‌هزینه‌ترین فولاد ضدزنگ، استفاده در سیستم‌های اگزوز خودرو.
گرید 430: مقاوم در برابر خوردگی متوسط، مورد استفاده در لوازم خانگی و تزئینات خودرو.
گرید 444: حاوی مولیبدن، مقاوم در برابر خوردگی حفره‌ای و کاربرد در مبدل‌های حرارتی.
3. فولاد زنگ‌نزن مارتنزیتی (Martensitic Stainless Steel)
این گروه از فولاد ضدزنگ، دارای درصد بالایی از کربن است که باعث افزایش سختی و استحکام میشود. این نوع فولاد خاصیت مغناطیسی دارد و معمولاً در ابزارهای برشی، چاقوها و قطعاتی که نیاز به سختی بالا دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. نمونه‌های رایج:
گرید 410: مقاوم در برابر سایش و خوردگی، استفاده در توربین‌ها و شفت‌ها.
گرید 420: سختی بالا، کاربرد در تیغه‌های چاقو و ابزار جراحی.
گرید 440C: حاوی کربن زیاد، بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش، استفاده در بلبرینگ‌ها.
4. فولاد زنگ‌نزن دوبلکس (Duplex Stainless Steel)
فولاد دوبلکس ترکیبی از ساختارهای آستنیتی و فریتی است که باعث افزایش استحکام و مقاومت در برابر خوردگی میشود. این نوع فولاد برای محیط‌های با خورندگی بالا مانند صنایع نفت و گاز، شیمیایی و دریایی مناسب است. نمونه‌های رایج:
S32205 و S31803: مقاوم در برابر خوردگی تنشی و ترک‌خوردگی.
S32760: دارای 25 درصد کروم، مقاومت فوق‌العاده در برابر خوردگی در محیط‌های تهاجمی.
5. فولاد زنگ‌نزن سخت‌شونده رسوبی (Precipitation Hardening Stainless Steel)
این نوع فولاد ضدزنگ دارای ترکیبی از کروم، نیکل و عناصر سخت‌شونده مانند مس، آلومینیوم و نیوبیوم است که با عملیات حرارتی، سختی و استحکام بالایی به دست می‌آورد. نمونه‌های رایج:
17-4PH: استحکام بالا و کاربرد در صنایع هوافضا و انرژی.
15-5PH: مقاوم در برابر خوردگی، استفاده در صنایع شیمیایی و هسته‌ای.
کاربردهای صنعتی فولاد ضدزنگ
به دلیل تنوع بالا در گریدهای فولاد ضدزنگ، این آلیاژ در طیف وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد:
1. صنایع غذایی و تجهیزات پزشکی
گریدهای 304 و 316 به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و ایمنی غذایی، در تجهیزات پردازش مواد غذایی، ظروف آشپزخانه و ابزارهای جراحی به کار می‌روند.
2. صنایع شیمیایی و نفت و گاز
فولادهای دوبلکس و گریدهای 316 و 321 در تجهیزات فرآوری مواد شیمیایی، خطوط لوله و مخازن تحت فشار استفاده می‌شوند.
3. صنایع خودروسازی
فولادهای فریتی مانند 409 و 430 در سیستم‌های اگزوز، قطعات داخلی و تزیینی خودروها کاربرد دارند.
4. ساختمان و معماری
استفاده از فولاد ضدزنگ در نمای ساختمان‌ها، نرده‌ها، پل‌ها و سازه‌های شهری به دلیل زیبایی، دوام و مقاومت در برابر شرایط جوی متداول است.
5. هوافضا و صنایع پیشرفته
فولادهای سخت‌شونده رسوبی مانند 17-4PH در قطعات موتور جت، تجهیزات فضایی و صنایع نظامی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مقایسه گریدهای مختلف استنلس استیل در استانداردهای مختلف
| گرید | UNS شماره | بریتانیایی قدیم | یورونوم | سوئدی | ژاپنی JIS | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BS | En | شماره | نام | ||||
301 302 303 303Se 304 304L 304H 304N (302HQ) 305 309S 310 310S 314 316 316L 316H 316N 316Ti 317L 321 329 347 403 405 409 410 416 416Se 420 420F 430 430F 431 434 440C 444 630 631 (904L) (2111HTR) (2205) (2304) (2507) (4565S) (Zeron100) (UR52N+) | S30100 S30200 S30300 S30323 S30400 S30403 S30409 S30451 S30430 S30500 S30908 S31000 S31008 S31400 S31600 S31603 S31609 S31651 S31635 S31703 S32100 S32900 S34700 S40300 S40500 S40900 S41000 S41600 S41623 S42000 S42020 S43000 S43020 S43100 S43400 S44004 S44400 S17400 S17700 N08904 S30815 S31803 S32304 S32750 S34565 S32760 S32520 | 301S21 302S25 303S31 303S42 304S31 304S11 - - 394S17 305S19 309S24 310S24 310S16 - 316S31 316S11 316S51 - 320S31 317S12 321S31 - 347S31 403S17 405S17 409S19 410S21 416S21 416S41 420S37 416S29 430S17 - 431S29 434S17 - - - 460S52 904S13 - 318S13 - - - - - | - 58A 58M - 58E - - - - - - - - - 58H,58J - - - - - 58B,58C - 58G - - - 56A 56AM - 56C - 60 - 57 - - - - - - - - - - - - - | 1.4310 1.4319 1.4305 - 1.4301 1.4306 1.4948 - 1.4567 1.4312 1.4833 1.4840 1.4845 1.4841 1.4401 1.4404 1.4919 1.4406 1.4571 1.4438 1.4541 1.4460 1.4550 1.4000 1.4002 1.4512 1.4006 1.4005 - 1.4021 - 1.4016 1.4104 1.4057 1.4113 1.4125 1.4521 1.4542 1.4568 1.4539 1.4835 1.4462 1.4362 1.4410 1.4565 1.4501 1.4507 | X10CrNi18-8 - X8CrNiS18-9 - X5CrNi18-10 X2CrNi18-11 X6CrNi18-11 - X3CrNiCu18-9-4 - X12CrNi23-13 X15CrNi25-20 X8CrNi25-21 X15CrNiSi25-21 X5CrNiMo17-12-2 X2CrNiMo17-12-2 - X2CrNiMoN17-11-2 X10CrNiMoTi18-10 X2CrNiMo18-16 X6CrNiTi18-10 X8CrNiMo27-5 X6CrNiNb18-10 X7Cr13 X7CrAl13 X6CrTi12 X12Cr13 X12CrS13 - X20Cr13 - X8Cr17 X12CrMoS17 X17CrNi16-2 X6CrMo17-1 X105CrMo17 X1CrMoTi18-2 X5CrNiCuNb16-4 X7CrNiAl17-7 X1NiCrMoCuN25-20-5 X9CrNiSiNCe21-11-2 X2CrNiMoN22-5-3 X2CrNiN23-4 X2CrNiMoN25-7-4 X2CrNiMnMoN24-17-6-4 X2CrNiMoCuWN25-7-4 X2CrNiMoCuN25-6-3 | 2331 - 2346 - 2332 2352 - 2371 - - - - 2361 - 2347 2348 - 2375 2350 2367 2337 2324 2338 2301 - - 2302 2380 - 2303 - 2320 2383 2321 2325 - 2326 - 2388 2562 2368 2377 2327 2328 - - - | SUS 301 SUS 302 SUS 303 SUS 303Se SUS 304 SUS 304L - SUS 304N1 SUS XM7 SUS 305 SUS 309S SUH 310 SUS 310S - SUS 316 SUS 316L - SUS 316N SUS 316Ti SUS 317L SUS 321 SUS 329J1 SUS 347 SUS 403 SUS 405 SUH 409 SUS 410 SUS 416 - SUS 420J1 SUS 420F SUS 430 SUS 430F SUS 431 SUS 434 SUS 440C SUS 444 SUS 630 SUS 631 - - SUS 329J3L - - - - - |
نتیجه‌گیری
فولاد ضدزنگ به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، استحکام مناسب و قابلیت پردازش و جوشکاری، یکی از مواد اصلی در بسیاری از صنایع محسوب میشود. انتخاب گرید مناسب بسته به شرایط محیطی و نوع کاربرد، از اهمیت بالایی برخوردار است. شناخت دقیق انواع گریدهای فولاد ضدزنگ و ویژگی‌های آن‌ها می‌تواند به انتخاب صحیح و بهینه این آلیاژ در صنایع مختلف کمک کند.
