اطلاعات کلیدی استیل, مقالات, مقالات استنلس استیل
استنلس استیل ۴۴۴ چیست؟
آذر
استنلس استیل‌ها فولادهای آلیاژی حاوی کروم هستند که مقاومت به خوردگی بالایی دارند. محتوای بالای کروم در این آلیاژها سبب تشکیل لایه‌ای مقاوم در برابر خوردگی می‌شود که می‌تواند از استیل در برابر اسیدها و مواد خورنده محافظت کند. استنلس استیل 444 گرید کروم-مولیبدن فریتی است و مقاومت به خوردگی آن به‌گونه‌ای است که برای کاربری‌هایی می‌تواند جایگزین استیل 316 شود. در این مطلب از استیل رخ قصد داریم ویژگی‌ها و خواص این گرید را بررسی کنیم.
ویژگی‌های کلیدی استنلس استیل 444
در این بخش به بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی استیل 444 می‌پردازیم. این آلیاژ به دلیل ریزساختار فریتی، مغناطیسی است و جذب آهن‌ربا می‌شود. وجود مقادیر زیاد کروم در ترکیب شیمیایی منجر به پایداری فاز فریت در زمینه آلیاژ می‌شود.
ترکیب شیمیایی
ترکیب شیمیایی و خواص مقاطع مختلف مانند ورق استیل ضد زنگ 444 شامل شیت و کویل در استاندارد ASTM A240/240M تعریف شده است.
| گرید فولاد | آهن | کربن | کروم | نیکل | مولیبدن | فسفر | گوگرد | سیلیسیوم | منگنز | سایر (Ti+Nb) |
| 444 | Bal | Max 0.025 | 17.5-19.5 | Max 1 | 1.75-2.5 | Max 0.04 | Max 0.03 | Max 1 | Max 1 | 0.2+4(C+N)-0.8 |
خواص مکانیکی
خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ گرید 444 به‌صورت زیر است:
| آلیاژ | استحکام کششی(MPa) | استحکام تسلیم 0.2%(MPa) | ازدیاد طول(%) | سختی راکول بی (HRB) | سختی برینل (HB) |
| گرید 444 | 415 | 275 | 20 | 96 | 217 |
خواص فیزیکی
خواص فیزیکی و مقادیر آن برای این آلیاژ در جدول زیر ارائه شده است:
| گرید | چگالی (Kg/m3) | مدول الاستیک (GPa) | هدایت حرارتی (W/m.K) | ضریب انبساط حرارتی (µm/m/°C) | گرمای ویژه (J/kg.K) | مقاومت الکتریکی (nΩ.m) | |
| °C 0-100 | °C 0-400 | ||||||
| 444 | 7700 | 200 | 26.8 | 11 | 11.5 | 427 | 620 |
استانداردهای استنلس استیل 444
اسامی ارائه شده در جدول زیر آلیاژهایی هستند که از نظر ترکیب شیمیایی و خواص، بیشترین شباهت را به استیل 444 دارند. باید توجه داشت که مقادیر ارائه شده برای استیل 444، تطابق کامل با آلیاژهای معرفی شده در سایر استانداردها را ندارند.
| گرید فولاد | شماره UNS | استاندارد اروپایی (Euronorm) | استاندارد سوئدی (Swedish SS) | استاندارد ژاپنی (JIS) | |
شماره | نام | ||||
| 444 | S44400 | 1.4521 | X2CrMoTi18-2 | 2326 | SUS 444 |
جایگزین‌های استنلس استیل 444
با توجه به ویژگی‌های مورد نیاز در صنایع مختلف، می‌توان فولاد زنگ نزن 444 را با برخی دیگر از گریدهای استیل جایگزین کرد. این جایگزینی نیازمند این است که ابتدا شرایط کاری مدنظر قرار گرفته شود و سپس با توجه به خواص هر آلیاژ، متریال مناسب انتخاب شود.
| گرید فولاد | دلیل جایگزینی با استیل 444 |
| 316 | نیاز به جوشکاری برای مقاطع سنگین – نیاز به خواص کششی بهتر – دسترس بودن در ضخامت‌های بالاتر از 2 تا 3 میلی‌متر |
| 2304 | جوشکاری بهتر برای مقاطع سنگین – استحکام بالاتر |
| 439 | استفاده از این گرید در شرایطی مناسب است که نیاز به خوردگی مطرح نباشد |
خواص استنلس استیل 444
در این بخش به بررسی ویژگی‌های کلیدی استیل 444 می‌پردازیم.
مقاومت در برابر خوردگی
استنلس استیل 444 معیارهای مقاومت به خوردگی استنلس استیل را دارد. مقاومت در برابر خوردگی حفره‌ای این آلیاژ در محیط‌های کلریدی مانند استنلس استیل 316 است. عدد PREN برای این آلیاژ حدود 25 است که تقریباً با استیل 316 برابر است. علاوه بر این استیل 444 در شرایط کاری تحت تنش و خوردگی می‌تواند در برابر ترک خوردگی تنشی (SCC) به خوبی مقاومت کند. در محیط‌های اسیدی مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن 444 نسبت به استیل 316 کمتر است.
مقاومت در برابر حرارت و اکسیداسیون
مقاومت در برابر حرارت در استیل 444 برای شرایط متناوب دمایی حدود 920 درجه سانتی‌گراد و در شرایط ثابت حدود 870 درجه سانتی‌گراد است. علت پایین‌تر بودن دمای کاری در محیط‌هایی با دمای ثابت این است که استیل 444 در این شرایط ترد می‌شود. هرچند این تردی و شکنندگی با عملیات آنیلینگ از بین می‌رود.
عملیات حرارتی
استنلس استیل 444 با انجام عملیات حرارتی سخت نمی‌شود. برای آنیل کردن این آلیاژ باید آن را در دمای 952 درجه سانتی‌گراد قرار داد و سپس درون آب یا با استفاده از هوای فشرده خنک کرد. نگهداری فولاد زنگ نزن 444 در بازه دمای حدود 400 الی 550 درجه سانتی‌گراد سبب پدیده تردی 475 درجه می‌شود. این امر با استفاده از عملیات حرارتی قابل اصلاح است.
جوشکاری
استیل 444 را به راحتی می‌توان توسط تمام فرآیندهای رایج، جوش داد. با توجه به مقادیر پایین کربن و نیتروژن و همچنین وجود تیتانیوم و یا نایوبیم، مقاومت این آلیاژ در برابر پدیده حساس شدن و خوردگی بین دانه‌ای بسیار خوب است. اغلب گریدهای فریتی در ناحیه متأثر از حرارت با پدیده درشت شدن دانه مواجه می‌شوند. به همین دلیل هنگام جوشکاری فولاد زنگ نزن 444 باید توجه داشت که گرمای ورودی باید حداقل میزان ممکن باشد.
طبق استاندارد AS 1554.6 برای جوشکاری استیل 444 باید از فیلر 316L استفاده کرد. همچنین استفاده از گاز محافظ خنثی نیز برای جلوگیری از تماس ناحیه جوش با هوا الزامی است.
قابلیت ماشینکاری
استنلس استیل 444 قابلیت ماشینکاری بهتری نسبت به استنلس استیل 316 دارد اما این آلیاژ معمولاً به‌صورت میلگرد در دسترس نیست. علت قابلیت ماشینکاری خوب آن نیز میزان نرخ کارسختی کم این آلیاژ است که می‌تواند سبب سهولت فرآیندهای تولیدی شود. میزان انعطاف‌پذیری این آلیاژ محدود است. قابلیت کشش عمیق ورق استنلس استیل AISI 444 مانند استیل 316 خوب است اما برای شکل‌دهی به روش کشش ورق مناسب نیست.
از آنجا که استیل 444 معمولاً به‌صورت ورق، کویل و لوله تولید می‌شود، تهیه آن در قالب میلگرد کار ساده‌ای نیست. اگر برای ساخت قطعات ماشین‌کاری‌شده مانند شفت یا پین به مقطع گرد نیاز دارید، بهتر است پیش از سفارش از موجود بودن یا امکان تولید سفارشی آن اطمینان حاصل کنید.
در صورتی که تأمین آن ممکن نباشد، می‌توان از میان گریدهای موجود در دسته‌بندی میلگرد استیل گزینه‌ای با مقاومت به خوردگی نزدیک، مانند 316 یا 316L، انتخاب کرد. البته باید توجه داشت که 316 نسبت به 444 در برابر ترک خوردگی تنشی ناشی از کلرید حساس‌تر است و این موضوع در محیط‌های کلریدی گرم اهمیت پیدا می‌کند.
کاربردهای فولاد زنگ نزن 444
استیل 444 با توجه به مقاومت به خوردگی بسیار خوب و همچنین قابلیت جوشکاری و شکل‌دهی مناسب، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربردهای این آلیاژ به‌صورت زیر است:
- سیلندرهای آب گرم
- لوله‌های مبدل حرارتی
- تجهیزات فرآیند شیمیایی
- کاربردهای دکوراتیو در صنعت معماری
سخن آخر
فولاد زنگ نزن 444 گریدی با مقاومت به خوردگی بالا و استحکام خوب است که ریزساختاری فریتی دارد. این آلیاژ در برخی از محیط‌های خورنده مقاومتی شبیه به استیل 316 دارد. حتی برای برخی از کاربردها می‌تواند جایگزین این آلیاژ شود چرا که از لحاظ اقتصادی بسیار به‌صرفه‌تر است. این آلیاژ می‌تواند در محیط‌هایی با دمای کاری بالا نیز به خوبی در برابر اکسیداسیون مقاومت کند.