ورق استیل 316 چیست ؟ خصوصیات و ویژگی های آن

فهرست موضوعات

مقدمه

صنعت استیل در حال ایجاد نوآوری و تغییرات جدید در همه بخش های بزرگ و کوچک است. در حال حاضر رشد آن برحسب افزایش کاربرد های آن است. استیل می رود که شرایط پایدار ایجاد نماید و توسعه پذیری و گسترش آن فراتر از دسترس و غیرقابل اجتناب است. این فلز قابل بازیافت و دوستدار محیط زیست می باشد. توسعه مداوم و روز افزون صنعت متالورژی این آلیاژ را غیر قابل مقایسه با فلزاتِ بسیار سهل الوصول می سازد. تطبیق پذیری یا اصطلاحاً همه کاره بودن ورق استیل را می توان با قابلیت دسترسی بیشمار گریدها توجیه نمود. خانواده استیل از پنج گونه آستنیتی، مارتنزیتی، فریتی، دوپلکس و رسوب سختی تشکیل یافته است. این دسته بندی ها بر اساس ساختار کریستالی آنها ایجاد شده است.
ورق استیل آستنیتی پرکاربرد ترین و گسترده ترین گرید در سراسر دنیا است. ساختار کریستالی آن عبارت است از FCC. ورق استیل آستنیتی، آلیاژی دارای کربن، کروم و نیکل به همراه عوامل آلیاژی دیگر است. در گریدهای ورق استیل بر حسب نوع کاربردشان شامل انواع گونه های پر کربن و کم کربن هستند.
سری 300 آلیاژهایی هستند حاوی نیکل و کروم و بیشترین و گسترده ترین کاربرد ها را دارند.
ورق استیل 316 از نظر عمومیت و رواج دومین آلیاژ بعد از ورق استیل 304 است. این گرید از جنبه تجاری حائز اهمیت است. ویژگی آن حضور مولیبدن در آن است که مقاومت بهتری در برابر خوردگی های اسیدی فراهم می سازد. گونه های مختلفی از ورق استیل 316 وجود دارند که جهت اطمینان از برآورده ساختن معیارها و استانداردهای خاص، بازرسی مضاعف بر روی آنها انجام شده است.

ورق استیل 316

گرید 316 آلیاژی است حاوی کروم و نیکل که بلاخص مولیبدن نیز جهت افزایش مقاومت خوردگی آن در محیط های اسیدی به آن افزوده شده و ویژگی آن محسوب می گردد. خصوصاً این آلیاژ مقاومت در برابر خوردگی حفره ای و شیاری را نیز در محیط های کلریدی به خوبی بروز می دهد. در برابر حرارت نیز مقاومت بیشتری دارد و از این رو می تواند در دماهای زیاد مورد استفاده واقع شود. گرید مزبور شکل پذیری عالی نشان می دهد به راحتی می تواند شکل بگیرد و قطعات مورد نیاز برای صنایع مختلف نظیر معماری و حمل و نقل تبدیل گردد. از جوش پذیری خوبی برخوردار است و نیازی به اجرای آنیل بعد از جوشکاری ندارد. این آلیاژ در تجهیزات و دستگاه های فرآوری مواد غذایی و شیمیایی، ساخت پیچ و مهره و صنایع دیگر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

ورق استیل 316L

316L آلیاژی است برگرفته از گرید 316 که محتوای کربن آن کمتر است. میزان کربن کم باعث عدم رسوب کاربید کربن در دماهای 800 تا 1500 درجه فارنهایت می شود. از این آلیاژ در بخش های جوشکاری شده ی با مقیاس سنگین، به طور عمومی استفاده می شود.
در دماهای برودتی مقاومت نموده و استحکام کلی بهتری در سرما نشان می دهد. گرید 316L می تواند به وسیله عملیات حرارتی سخت شود. جوش پذیری خوبی دارد و نیازی به عملیات آنیل پس از جوشکاری نیست.

ورق استیل 316Ti

گرید 316Ti گونه تثبیت شده آلیاژ 316 است و برای کاربردهای نیازمند به دماهای بالا پیشنهاد می شود. این آلیاژ آستنیتی است و حاوی کروم و نیکل می باشد. ورق استیل 316 در دماهای زیاد میل به تشکیل کاربیدها دارد که می تواند منجر به خوردگی مرزدانه ای شود. ویژگی این گرید حضور مقدار کمی تیتانیوم در آن است. محتوای عنصر تیتانیوم در حدود 0.5 درصد در ترکیب این آلیاژ می باشد. تیتانیوم باعث تثبیت ریزساختار آلیاژ در دماهای بالا می شود. این عنصر رسوب کاربید را ریشه کن نموده و مانع از خوردگی در دماهای زیاد نیز می گردد. در طول عملیات حرارتی تیتانیوم با کربن ترکیب و متصل شده و کاربید تیتانیوم تشکیل می دهد. از این رو مانع از تشکیل کاربید کروم می شود. بدین جهت گرید 316Ti را می توان برای طول مدت بیشتری در دماهای زیاد مورد استفاده قرار داد.
همچنین این آلیاژ حاوی مولیبدن -که مقاومت در برابر خوردگی حفره ای ناشی از کلریدها را ایجاد می کند- نیز هست. آلیاژ 316Ti از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی همانند ورق استیل 316 است. این آلیاژ به طور مشخص استحکام کششی و تنشی گسیختگی مطلوبی در دماهای بالا بروز می دهد.
همچنین در برابر اسید هایی چون اسید سولفوریک، اسید هیدروکلریک و سولفات ها مقاومت نشان می دهد. اساساً آلیاژ 316Ti در مواردِ نیاز به دمای بالا می بایست به کار رود. 316Ti می تواند بدون خطر رسوب دهی در معرض حرارت و دمای زیاد برای مدت بیشتری قرار گیرد. 
گرید 316Ti عموماً در صنایع نفت و گاز، خطوط تولید مواد شیمیایی، مبدل های حرارتی، محیط های دریایی، اتوماسیون و دستگاه های کارخانه های کاغذ سازی مورد استفاده واقع می شود.

ترکیب شیمیایی

ویژگی ورق استیل ۳۱۶ وجود مولیبدن به همراه عناصر دیگر تشکیل دهنده آلیاژ است. گرید 316L از نظر ترکیب شیمیایی با آلیاژ 316 یکسان است و فقط در محتوای کربن با هم تفاوت دارند. این گرید، آلیاژی کم کربن می باشد. 316Ti گریدی است که به وسیله تیتانیوم تثبیت یافته، ضمن اینکه حاوی مولیبدن و عناصر دیگری هم هست.

 
خواص فیزیکی

•    چگالی ورق استیل 316 برابر 8 گرم بر سانتی متر مکعب می باشد.
•    مدول کشسانی آن برابر با 193 گیگاپاسکال است.
•    مقاومت الکتریکی ان 74 میکرواهم بر سانتی متر در دمای 20 درجه سانتی گراد است.
•    نقطه ذوب آن 1400 درجه سانتی گراد است.

خواص حرارتی

•    ضریب انبساط حرارتی گرید 316، 15.9 µm/m° در دمای 1 تا 100 درجه و 17.5 µm/m° در 538 درجه می باشد.
•    هدایت حرارتی آن 16.3 w/mk در دمای 100 و 2.5 w/mk در دمای 500 است.

خواص مکانیکی

•    استحکام کششی ورق استیل 316 برابر با 500 مگاپاسکال و استحکام تسلیم آن معادل 205 مگاپاسکال می باشد. سختی آن حداکثر 215 برینل و ازدیاد طول آن 40 درصد در 50 میلیمتر می باشد.
•    استحکام کششی استیل 316L برابر با 485 مگاپاسکال و استحکام تسلیم آن 170 مگاپاسکال است. سختی ان حداکثر 217 برینل و ازدیاد طول آن 40 درصد در 50 میلیمتر می باشد.
•    گرید 316Ti از استحکام کششی 515 مگاپاسکال و استحکام تسلیم 205 مگاپاسکال برخوردار است و ازدیاد طول آن 35 درصد در 50 میلیمتر می باشد.

خواص مغناطیسی

گریدهای 316، 316L و 316Ti همگی آستنیتی اند و ذاتاً غیرمغناطیسی (نگیر) هستند.

عملیات حرارتی

آنیل: ورق استیل 316 را می توان آنیل نمود. بدین صورت که اول تا دماهای 1010 تا 1121 درجه حرارت داده و سپس سریعاً سرد می کنند. این آلیاژ به وسیله عملیات حرارتی سخت نمی شود و راه سخت کردن آن از طریق سردکاری انجام می شود. 316 آلیاژی است که به راحای شکل می گیرد و عملیات سردکاری موجب تقویت استحکام و سختی آن می گردد.

مقاومت خوردگی

•    ورق استیل 316 به گونه ای طراحی و ساخته شده که در مواجهه با عوامل و واسطه های کلریدی خورنده، مقاومت مطلوبی داشته باشد. این آلیاژ عموماً تحت عنوان گرید دریایی شناخته می شود. آلیاژ ۳۱۶ در آب های مملو از کلرید در مقابل خوردگی مقاوم است و به لحاظ مقاومت خوردگی مطلوبش مشهور می باشد.
•    گریدهای 316L و 316Ti مقاومت خوردگی معادلی نسبت به ورق استیل 316 نشان می دهند.

مقاومت حرارتی

•    گرید 316 مقاومت خوبی در برابر اکسید شدن در شرایط کاری متناوب و گرما تا دمای 870 درجه و شرایط کاری مداوم تا دمای 925 درجه دارد. گرید 316L می تواند در معرض دماهای زیاد قرار بگیرد زیرا در دماهای بالا رسوب کاربید در آن منتفی می گردد.

جوشکاری

•    جوشکاری با استفاده از روش ذوبی همراه با یا بدون فیلر می تواند انجام شود. الکترودهای 316 و 316L برای جوشکاری پیشنهاد شده است
•    316Ti می تواند برای جوشکاری آلیاژ 316 در قطعات سنگین به کار رود. برای قطعات سنگین عملیات پس از جوش ممکن است ضروری گردد.

قابلیت ماشینکاری

•    خصیصه ورق استیل ۳۱۶ قابلیت خوب ماشینکاری آن است. گرید 316L چون مقدار کربن پایینی دارد، ماشین کاری آن آسان است.

کاربردها

ورق استیل ۳۱۶ به طور گسترده در صنایع فرآوری غذایی، تاسیسات پتروشیمی و تجهیزات دریایی کاربرد دارد.