گریدهای استنلس استیل در یک قاب

گریدهای استنلس استیل، موضوع بسیار مهم و کاربردی که در این مقاله قرار است به بررسی کردن آنها بپردازیم. دلیل اهمیت داشتن گریدهای استنلس استیل این است که شما عزیزان با آشنایی با این موارد می‌توانید بهترین گزینه را برای خود انتخاب کنید. استنلس استیل نوعی فولاد است که به دلیل خواص مکانیکی و متالوژیکی برتر، در دسته پراستفاده‌ترین فولادها قرار می‌گیرد. گریدهای استنلس استیل بسیار متنوع بوده و کاربردهایی از لوازم در دسترس و خانگی گرفته تا صنایع بزرگ و قدرتمند را شامل می‌شوند.
در این مقاله قصد داریم تا انواع گریدهای فولاد ضدزنگ را به شما معرفی کنیم و برای درک بیشتر از گریدبندی فولاد، آنها را با هم مقایسه می‌نماییم. در ابتدا برای آشنایی بیشتر به معرفی و بررسی خواص مشترک در استیل های زنگ نزن می پردازیم. پس تا آخر مقاله همراه شرکت پوشش استیل پرگاس باشید.

استیل ضدزنگ چه هستند و چرا اهمیت دارند؟

استنلس استیل یا فولاد ضد زنگ که در انگلیسی به آن Stainless Steel یا Inox نیز می‌گویند.، آلیاژی فولادی است و اصلی‌ترین عناصر تشکیل‌دهنده‌اش آهن، کروم، و نیکل هستند. حداقل میزان کروم در آن ۱۰.۵ درصد و حداکثر میزان کربن ۱.۲ درصد است.
از جمله ویژگی‌هایی که در تمامی فولادهای ضد زنگ وجود دارد، مقاومت عالی آنها در برابر خوردگی و زنگ زدن است. برخی از گریدهای استنلس استیل با داشتن کروم بیشتر یا سایر عناصر آلیاژی دیگر این خاصیت را در خود تقویت می‌کنند. به طوری که در برابر شوره و کلرید و اسیدهای قوی‌تر هم مقاومت کرده و خورده نمی‌شوند.
فولاد زنگ نزن هم چنین استحکام و مقاومت بالایی در برابر فشار و ضربه دارد و همین امر عمر سازه‌های ضدزنگ را افزایش می‌دهد.
برای مثال ورق استیل ۳۰۴ با ۱۸٪ کروم و فولاد ۳۱۶ با ۱۶٪ کروم و ۱۰٪ نیکل از پرکاربردترین فولادهای ضد زنگ است.

انواع گریدهای فولاد ضدزنگ کدام‌اند؟

گریدهای مختلف استیل ضد زنگ شامل دسته‌های متنوعی از آلیاژهای آهن هستند که با اضافه کردن عناصری مانند کروم، نیکل و مولیبدن ساخته می‌شوند تا خواص مختلفی مانند مقاومت در برابر خوردگی، استحکام و شکل‌پذیری را بهبود بخشند. این گریدها بر اساس ترکیبات شیمیایی و خواص مکانیکی در گروه‌های زیر قرار می‌گیرند:

• فولاد ضد زنگ آستنیتی (Austenite): این گرید پرکاربردترین نوع استیل ضد زنگ است که حداقل ۱۶ درصد کروم و ۶ درصد نیکل دارد.
• فولاد ضد زنگ فریتی (Ferrite): این گرید استاندارد حاوی ۱۰.۵ تا ۲۷ درصد کروم و بدون نیکل است و مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد.
• فولاد ضد زنگ مارتنزیتی (Martensite): این نوع به دلیل سختی و مقاومت بالا در برابر سایش مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• فولاد ضد زنگ دو فازی یا داپلکس (Duplex): این گرید ترکیبی از خواص آستنیتی و فریتی را داراست و مقاومت بالایی در برابر خوردگی و تنش‌های مکانیکی دارد.
• فولاد ضد زنگ رسوب سخت شونده (Precipitation Hardening): این نوع به دلیل قابلیت سخت شدن توسط رسوبات میکروسکوپی، مقاومت بالایی در برابر حرارت و خوردگی دارد.

گریدهای استیل ضدزنگ آستینتی

استیل ضد زنگ آستنیتی (یا همان استیل آستنیتی) یک نوع استیل است که دارای ساختار بلوری آستنیت می‌باشد. این نوع استیل دارای خصوصیات فوق‌العاده از جمله:

• مقاومت در برابر خوردگی: استیل آستنیتی به دلیل شکل‌پذیری عالی و مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی، به عنوان پرکاربردترین گرید فولاد ضد زنگ شناخته می‌شود.
• مقاومت در برابر حرارت: این نوع استیل قابلیت تحمل در دماهای بالا را دارد.
• قابلیت جذب و پذیرش فشار و تنش‌های بالا: استیل آستنیتی به دلیل ساختار مکعبی با مرکز وجوه پر (FCC)، استحکام و سختی بالایی دارد.

از جمله کاربردهای استیل ضد زنگ آستنیتی می‌توان به صنایع خودروسازی، هوافضا، پزشکی، و وسایل آشپزخانه اشاره کرد. این استیل به دلیل ویژگی‌های غیرمغناطیسی(استیل نگیر)، مقاومت در برابر خوردگی، و قابلیت شکل‌پذیری، در محیط‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ساختار بلوری آستنیتی در استیل‌ها یکی از ساختارهای کریستالی است که در گریدهای مختلف استیل وجود دارد. آستنیت به عنوان یک فاز آهن با ساختار بلوری FCC (Face Centered Cubic) شناخته می‌شود. در این ساختار، اتم‌های آهن در مرکز هر یک از وجوه مکعب و همچنین در هر گوشه‌ی مکعب قرار گرفته‌اند.

مهم ترین گریدهای فولاد ضدزنگ آستنیتی

مهم‌ترین گریدهای فولاد آستنیتی که به دلیل خواص برجسته‌شان در صنایع مختلف کاربرد دارند، عبارتند از:

1. گرید ۳۰۴: این گرید به دلیل تعادل خوبی از مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت شکل‌پذیری، پرکاربردترین نوع فولاد زنگ‌نزن آستنیتی است. بنابراین از این گرید در تجهیزات آشپزخانه، مخازن غذایی و سازه‌های فلزی استفاده می‌شود. جوش‌پذیری و مقاومت در برابر مواد خورنده نیز از ویژگی‌های برجسته آن است. از مهم‌ترین محصولات گرید ۳۰۴ می‌توان به رول استیل ۳۰۴ و لوله استیل ۳۰۴ اشاره کرد. لازم به ذکر است که برای جوشکاری گرید ۳۰۴ باید از الکترود استیل مخصوص استفاده کرد.
2. گرید ۳۱۶: این گرید حاوی مولیبدن است که مقاومت آن را در برابر خوردگی در محیط‌های حاوی کلرید و آب‌های شور افزایش می‌دهد و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالاتری دارند مناسب است. فولاد ۳۱۶ در کاربردهای حساس مانند تجهیزات دریایی، لوله‌کشی و سیستم‌های انتقال سیالات، تجهیزات پزشکی و داروسازی، و در محیط‌هایی که تماس با آب نمک و مواد شیمیایی خورنده زیاد است، بسیار پرکاربرد است. این ویژگی‌ها باعث می‌شود فولاد ۳۱۶ در شرایط سخت‌تر و محیط‌های تهاجمی‌تر عملکرد بهتری داشته باشد. از مهم‌ترین محصولات این فولاد هم می‌توان به ورق استیل ۳۱۶ و لوله استیل ۳۱۶ اشاره کرد.
3. گرید ۳۱۰: با مقاومت حرارتی بالا، برای کاربردهایی که در دماهای بسیار بالا قرار دارند، مانند کوره‌ها و موتورهای جت، استفاده می‌شود.این گرید به دلیل مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و حفظ استحکام در دماهای بسیار بالا، برای کاربردهایی که نیاز به تحمل حرارت شدید دارند، مانند اجزای داخلی کوره‌ها، تجهیزات پتروشیمی، موتورهای جت و توربین‌های گازی استفاده می‌شود. فولاد ۳۱۰ قادر است در دماهای بالای ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد نیز عملکرد خوبی داشته باشد، که این امر آن را برای محیط‌های حرارتی چالش‌برانگیز مناسب می‌سازد.

دیگر گریدهای فولاد ضدزنگ…

1. گرید ۳۲۱: این گرید حاوی تیتانیوم برای جلوگیری از خوردگی بین دانه‌ای در دماهای بالا است.بنابراین، برای کاربردهایی که دمای عملیات حرارتی ممکن است باعث خوردگی بین دانه‌ای شود، برای مثال در تجهیزات پتروشیمی، قطعات هواپیما، و سیستم‌های اگزوز خودروها استفاده می‌شود. تیتانیوم در ترکیب شیمیایی این فولاد از تشکیل کاربیدهای کروم که می‌تواند منجر به خوردگی شود، جلوگیری می‌کند و بنابراین مقاومت بالاتری در برابر ترک‌خوردگی و خوردگی در دماهای بالا دارد.
2. گرید ۳۰۳: به دلیل افزودن سولفور برای بهبود قابلیت ماشین‌کاری، برای قطعاتی که نیاز به ماشین‌کاری دقیق دارند، استفاده می‌شود. فولاد ۳۰۳ به طور خاص برای قطعاتی طراحی شده که نیاز به ماشین‌کاری دقیق و تحمل ابعاد دقیق دارند، مانند پیچ‌ها، مهره‌ها، و قطعات مکانیکی که در صنایع مختلف از جمله مهندسی دقیق، خودروسازی و تولید تجهیزات صنعتی استفاده می‌شوند. با اینکه مقاومت خوردگی این گرید نسبت به گریدهای ۳۰۴ و ۳۱۶ کمی کمتر است، اما برای کاربردهایی که نیاز به ماشین‌کاری بالا دارند، انتخاب مناسبی است.

این گریدها در تجهیزات خودرو، وسایل آشپزی، تجهیزات غذایی و آشامیدنی، ماشین‌های پردازش و دیگر کاربردهای صنعتی به کار می‌روند. برای دیدن تفاوت‌های استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ کلیک کنید.

گریدهای استنلس استیل فریتی

استیل ضد زنگ فریتی یک نوع استیل است که دارای ساختار بلوری فریتیک می‌باشد. این گریدها، آلیاژهای کرومی بدون نیکل هستند و اغلب برای دکورهای تزئینی، سینک ظرفشویی و برخی از کاربردهای خودرو مانند سیستم‌های اگزوز استفاده می‌شوند.
این گریدها از طریق عملیات حرارتی سخت نمی‌شوند و قابلیت جوشکاری ضعیفی هم دارند. در ضمن استنلس استیل فریتی خاصیت مغناطیسی داشته و در دسته استیل بگیر قرار می‌گیرد.

مهم‌ترین گریدهای استیل ضد زنگ فریتی

1. گرید ۴۳۰: دارای مقاومت کمتری نسبت به گرید ۳۰۴ در برابر خوردگی است. این گرید دارای مقاومت در برابر مواد خورنده مانند اسید نیتریک، گازهای سولفور و بسیاری از اسیدهای آلی و مواد غذایی است.
2. گرید ۴۰۵: این نوع حاوی کروم کمتری همراه با آلومینیوم اضافی است و برای مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود.
3. گرید ۴۰۹: یکی از ضعیف‌ترین گریدهای ضد زنگ به علت کاهش محتوای کروم است. این نوع فقط برای قسمت‌های داخلی و خارجی در محیط‌های غیر خورنده استفاده می‌شود.
4. گرید ۴۳۴: دارای محتوای مولیبدن است که باعث بهبود مقاومت در برابر خوردگی می‌شود. کاربردهای معمولی این نوع استیل بیشتر در اتصال دهنده‌ها است.
5. گرید ۴۴۲: با افزایش محتوای کروم، مقاومت در برابر پوسته‌پوسته شدن را افزایش داده است.
6. گرید ۴۴۶: برای افزودن مقاومت این نوع در برابر خوردگی و پوسته‌پوسته شدن در دمای بالا، مقدار زیادی کروم افزوده شده است. این گرید برای مقاومت در برابر اکسیداسیون بسیار بالا در یک محیط سولفیدی مناسب است.

مشخصات فولاد زنگ نزن فریتی

فولادهای ضد زنگ فریتی حاوی بیش از ۱۲ درصد کروم هستند و در دو جنبه مهم با دیگر فولادهای ضد زنگ تفاوت دارند:

1. ساختار مولکولی مرزدانه: در فولادهای فریتی، ساختار مولکولی به صورت فریتیک است. این به معنی داشتن اتم‌های آهن در مرکز هر یک از وجوه مکعب و همچنین در هر گوشه‌ی مکعب است.
2. ترکیب شیمیایی: فولادهای فریتی حاوی کروم بالا هستند، اما بدون نیکل. این ترکیب شیمیایی باعث مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی می‌شود.

گریدهای فولاد ضد زنگ فریتی در کاربردهای مختلفی مانند خودروسازی، لوله‌سازی، و صنایع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

گریدهای فولاد زنگ‌نزن مارتنزیتی

استینلس استیل مارتنزیتی یکی از انواع استینلس استیل است که دارای خصوصیات منحصر به فردی است:

1. مقاومت بالا در برابر خوردگی: استینلس استیل مارتنزیتی به دلیل ساختار کریستالی خود، مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارد. این خصوصیت آن را مناسب برای استفاده در محیط‌های خورنده می‌کند.
2. استحکام مکانیکی بالا: ساختار مارتنزیتی این نوع استینلس استیل باعث می‌شود که استحکام کششی و مقاومت به سایش آن بسیار بالا باشد. این ویژگی آن را مناسب برای کاربردهایی مانند قطعات ماشین‌آلات و ابزارهای برش می‌کند.
3. قابلیت حرارت دهی و آبکاری: استینلس استیل مارتنزیتی می‌تواند به راحتی حرارت داده شده و یا آبکاری شود تا خواص مکانیکی آن بهبود یابد.
4. کاربردهای متنوع: به دلیل ترکیب مناسب خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی، استنلس استیل مارتنزیتی در صنایع مختلفی مانند ماشین‌آلات، ابزارهای برش، فضای هوایی و صنعت دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گریدهای معروف استنلس استیل مارتنزیتی

استیل‌های ۴۱۰ و ۴۲۰ دو گرید از فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی هستند که به دلیل خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی مورد توجه قرار گرفته‌اند. در اینجا به معرفی و بررسی ویژگی‌های این دو گرید می‌پردازیم:

• استیل ۴۱۰: این گرید دارای مقاومت خوبی در برابر خوردگی و به طور کلی حاوی ۰.۱۵% کربن و حدود ۱۲% کروم است. استیل ۴۱۰ به دلیل قابلیت سختی‌پذیری در عملیات حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی در هوای عادی، آب و برخی از اسیدهای شیمیایی، در صنایع مختلفی مانند خودروسازی و نفت و گاز استفاده می‌شود. یکی از محصولات مهم استیل ۴۱۰، رول استیل ۴۱۰ است.
• استیل ۴۲۰: این گرید نسبت به استیل ۴۱۰ دارای مقدار کربن بیشتری است که سختی و مقاومت آن را افزایش می‌دهد. استیل ۴۲۰ معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر سایش و خستگی دارند، مانند ابزارهای برش و قطعات ماشین‌کاری استفاده می‌شود. یکی از محصولات مهم این استیل هم ورق استیل ۴۲۰ است.

هر دو گرید به دلیل ویژگی‌های مغناطیسی و مقاومت در برابر خوردگی، در صنایع مختلف کاربرد دارند و انتخاب مناسبی برای قطعاتی هستند که در معرض شرایط سخت محیطی قرار دارند.

استنلس استیل داپلکس

این آلیاژ از ترکیب استیل‌های آستنیتی و فریتی تشکیل شده است که این ترکیب باعث می‌شود خواص مطلوب هر دو گروه را در خود داشته باشد. برخی از ویژگی‌های استنلس استیل داپلکس عبارت‌اند از:

• مقاومت به خوردگی زیاد
• استحکام مکانیکی عالی
• مقاومت حرارتی بالا
• قابلیت جوشکاری مناسب

استنلس استیل داپلکس در صنایع حساس مانند کشتی‌سازی، ساخت اسکله‌های فلزی درون آب دریا و صنایع نفت و گاز استفاده می‌شود. قیمت داپلکس نسبت به خواص منحصر به فرد آن بالاتر است.
یکی از مهم‌ترین گریدهای داپلکس، فولاد داپلکس ۲۲۰۵ است که به تنهایی ۷۵ تا ۸۰ درصد از کل مصرف فولاد داپلکس در دنیا را به خود اختصاص داده است. این فولاد دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی، استحکام مکانیکی مناسب، مقاومت حرارتی و قابلیت جوشکاری است.. این فولاد به دلیل خواص منحصر به فردش، قیمتی بالاتر نسبت به سایر استیل‌ها دارد.

استیل زنگ‌نزن رسوب سخت‌شونده

فولاد زنگ‌نزن رسوب سخت شونده (Precipitation Hardening یا به اختصار PH)یک نوع فولاد زنگ‌نزن است که با انجام عملیات پیرسازی در دمای محیط، سخت می‌شود. این گرید ممکن است دارای ساختار کریستالی آستنیتی، نیمه آستنیتی و یا مارتنزیتی (مارایجینگ) باشد. تفاوت این گروه‌های فولادی با یکدیگر در ریزساختار متالورژیکی آن‌ها بعد از عملیات حرارتی است. استیل آستنیتی معمولی مقاومت به خوردگی کمتری نسبت به فولاد زنگ‌نزن رسوب سخت شونده دارد. به طور کلی، فولاد زنگ‌نزن رسوب سخت شونده به دلیل مقاومت دربرابر خوردگی و استحکام مکانیکی بالا و چقرمگی مناسب طراحی و تولید می‌شود.
از جمله گریدهای مهم استنلس استیل رسوب سخت شونده می‌توان به ۱۷-۵ PH و ۱۷-۴ PH اشاره کرد. این گریدها به دلیل مقاومت دربرابر خوردگی و استحکام مکانیکی بالا، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع گریدهای فولاد ضدزنگ در یک نگاه

گریدهای استنلس استیل مختلفی وجود دارند که ویژگی مشترک همه آنها مقاومت در برابر خوردگی است. البته این مقاومت در فولادهایی با درصد نیکل و کروم بالاتر، بیشتر است.
فولادهای مارتنزیتی حاوی کروم و کربن هستند و می‌توانند از طریق عملیات حرارتی سخت شوند. مقاومت بالایی در برابر سایش و خستگی دارند اما در مقایسه با دیگر فولادهای ضد زنگ، مقاومت کمتری در برابر خوردگی دارند.
فولادهای آستنیتی حداقل ۱۶ درصد کروم و ۸ درصد نیکل دارند و نسبت به سایر گریدها مقاومت بالاتری در برابر خوردگی و دمای بالا دارند. خاصیت مغناطیسی ندارند.
به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، برای ساخت وسایل خانه، صنعت، ساخت و ساز و دکوراسیون مناسب هستند.
فولاد فریتی نیز حاوی ۱۱ تا ۳۰ درصد کروم بوده و در برابر خوردگی و دما مقاومت بالایی دارد. این استیل در برابر ترک خوردن مقاوم است و معمولاً فاقد نیکل بوده یا درصد کمی نیکل دارد.
به طور خلاصه، فولاد مارتنزیتی برای کاربردهایی که نیاز به استحکام بالا دارند مناسب است، فولاد استنیتی به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و دما برای کاربردهای گسترده‌ای استفاده می‌شود و فولاد فریتی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و دما برای کاربردهای خاصی که نیاز به مقاومت در برابر ترک خوردگی دارند، مناسب است.