مقالات، مقالات استنلس استیل
اثر عناصر آلیاژی مختلف بر خواص استیل
آذر
استنلس استیل یا فولاد ضدزنگ یک سری آلیاژهای فولادی یا پایه آهن هستند که در ساختار خود عناصر آلیاژی مختلفی دارند. استفاده از عناصر آلیاژی مختلف سبب پدید آمدن ویژگی‌های خاص و منحصر به فردی در استیل می‌شود. ویژگی‌هایی نظیر مقاومت به خوردگی، شکل پذیری، قابلیت جوشکاری، ظاهر جذاب و … از ویژگی‌هایی هستند که با مقادیر متفاوت در میزان عناصر آلیاژی، به دست می‌آیند. در این مطلب قصد داریم به بررسی تاثیر عناصر آلیاژی بر استیل بپردازیم. اگر این موضوع برای شما نیز جذاب است تا انتهای این مطلب همراه ما باشید.
عناصر آلیاژی استیل
همانطور که گفته شد عناصر آلیاژی مختلفی در استنلس استیل وجود دارد که سبب ویژگی‌های فنی متنوعی در استیل می‌شود. البته برخی از عناصر همراه ناخالصی هستند و سبب افت خواص مکانیکی استیل می‌شوند. اما بیشتر عناصر موجود در استیل، عناصری هستند که ویژگی‌های مهمی را برای ما فراهم می‌کنند. وجود برخی از عناصر آلیاژی در برخی از کاربردها مطلوب نیست. دانستن این موضوع نیازمند شناخت از اثر عناصر آلیاژی و همچنین شناخت ویژگی‌های آنها در آلیاژ مورد نیاز می‌باشد.
بیشتر بخوانید: آشنایی با انواع آلیاژ استیل و خواص آنها
تاثیر کربن (C) بر خواص استیل
مهم‌ترین عنصر موجود در فولاد و استیل کربن است و به همین دلیل نیز شناخت تاثیر کربن در خواص استیل امری ضروری است. کربن در ساختار استیل سبب پدید آمدن فاز آستنیت می‌شود. این فاز دارای استحکام مکانیکی بالایی است. در گریدهای فریتی وجود کربن سبب کاهش چقرمگی و مقاومت به خوردگی می‌شود. تاثیر کربن بر خواص استیل مارتنزیتی نیز به این صورت است که استحکام، سختی و سختی پذیری را افزایش می دهد. وجود کربن در فولاد ضمن مهم بودن و بهبود برخی خواص، باعث کاهش خواصی دیگر نیز خواهد شد. پس مقدار بهینه کربن در هر آلیاژ بسیار مهم است.
بیشتر بخوانید: کربن استیل (فولاد پر کربن) چیست؟
تاثیر کروم (Cr) بر خواص استیل
تاثیر کروم بر خواص استیل به مقاومت به خوردگی آن بازمی‌گردد. کروم پایدار کننده فاز فریت است. تمامی گریدهای استنلس استیل حداقل 10.5% کروم در ساختار خود دارند. کروم باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون می‌شود. علت مقاومت استیل نیز تشکیل یک لایه غیر فعال از اکسید کروم بر روی سطح استیل است. این لایه بر اثر خراشیدگی از بین می‌رود اما دوباره تشکیل می‌شود و مانع خوردگی استیل می‌گردد.
تاثیر نیکل (Ni) بر خواص استیل
تاثیر نیکل بر خواص استیل به گونه‌ای است که سبب بهبود قابلیت شکل پذیری استیل می‌شود. نیکل پایدار کننده فاز آستنیت است. آستنیت فازی است که استحکام بیشتری نسبت به فاز فریت تشکیل شده در استیل دارد. تاثیر نیکل بر خواص استیل سبب می‌شود که چقرمگی و انعطاف پذیری استیل افزایش یابد. نیکل در ساخت استیل رسوب سخت شونده کاربرد بسیار زیادی دارد. علت آن نیز تشکیل ترکیبات بین فازی است که سبب تشکیل ذرات فاز ثانویه شده و استحکام استیل را افزایش می‌دهد.
جهت آشنایی بیشتر با اهمیت نیکل در صنعت استنلس استیل،مطلب آن را در وبلاگ مطالعه کنید.
تاثیر مولیبدن (Mo) بر خواص استیل
تاثیر مولیبدن بر خواص استیل در میزان مقاومت استیل در برابر ترک خوردگی تنشی مشهود است. مولیبدن از عناصری است که سبب پایداری فاز فریت می‌شود. مولیبدن بر خواص مکانیکی استیل نیز تاثیر گذار است و استحکام نهایی را افزایش می‌دهد. حضور مولیبدن باعث افزایش دمای تمپر استیل می‌شود. علاوه بر این در گریدهای مارتنزیتی استیل، مولیبدن با تشکیل فازهای ثانویه سبب رسوب سختی استیل می‌شود
تاثیر منگنز (Mn) بر خواص استیل
منگنز به طور کلی بر خواص شکل پذیری در حالت گرم تاثیر گذار است. تاثیر منگنز بر خواص استیل بسیار جالب است. در دمای پایین منگنز سبب پایداری فاز آستنیت می‌شود. در حالی که اگر دمای استیل بالا رود منگنز سبب تثبیت فاز فریت می‌گردد. منگنز حلالیت نیتروژن را در استیل افزایش می‌دهد و برای تولید استنلس استیل داپلکس مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تاثیر نایوبیوم (Nb) بر خواص استیل
نایوبیوم در ساختار استیل سبب تشکیل فاز فریت می‌شود و یک کاربید قوی در ساختار استیل است. نایوبیوم در استیل برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی بین دانه‌ای می‌شود. علاوه بر این تاثیر نایوبیوم بر خواص استیل، در بهبود خواص مکانیکی دما بالا مشهود است. در گریدهای فریتی نایوبیوم برای بهبود چقرمگی به ساختار استیل افزوده می‌شود.
تاثیر تیتانیوم (Ti) بر خواص استیل
تیتانیوم یک کاربید مستحکم و پایدار کننده فاز فریت است. با افزایش تیتانیوم مقاومت استیل آستنیتی در برابر خوردگی بین دانه‌ای افزایش می‌یابد. در گریدهای فریتی افزودن تیتانیوم سبب بهبود چقرمگی و شکل پذیری می‌شود و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد. در گریدهای مارتزیتی حضور تیتانیوم در ساختار استیل مقاومت مارتنزیت در برابر حرارت را افزایش می‌دهد. در فولادهای رسوب سخت شونده، از تیتانیوم برای تشکیل ترکیبات بین فلزی استفاده می‌شود که برای افزایش استحکام کاربرد دارد.
تاثیر وانادیوم (V) بر خواص استیل
وانادیوم در دمای پایین سبب تشکیل کاربیدها و نیتریدها می‌شود. تاثیر وانادیوم بر خواص استیل به بهبود چقرمگی باز می‌گردد و همچنین ریزساختار فریتی را در استیل پایدار می‌کند. وانادیوم در فولادهای مارتنزیتی سختی و مقاومت در برابر حرارت را افزایش می‌دهد.
تاثیر گوگرد (S) بر خواص استیل
میزان زیاد گوگرد در استیل می‌تواند اثرات بسیار مخربی بر خواص استیل داشته باشد. در برخی از گریدهای خاص استیل، گوگرد به میزان کمی به ساختار استیل اضافه می‌شود تا قابلیت ماشینکای آن را افزایش دهد. تاثیر گوگرد بر خواص استیل بسیار نامطلوب است. گوگرد سبب کاهش چقرمگی، مقاومت به خوردگی، شکل پذیری و قابلیت جوشکاری می‌شود. به طور کلی در فرآیند ساخت استیل سعی بر این است تا مقدار گوگرد را تا حد ممکن کاهش دهند.
تاثیر نیتروژن (N) بر خواص استیل
تاثیر نیتروژن بر خواص استیل در پایداری فاز آستنیت بسیار مشهود است. نیتروژن سبب بهبود استحکام نهایی استیل می‌شود. نیتروژن در ترکیب با مولیبدن می‌تواند مقاومت در برابر خوردگی تنشی را تا حد بسیار زیادی بهبود بخشد. در گریدهای فریتی حضور نیتروژن می‌تواند سبب افت چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی شود. در گریدهای مارتنزیتی، نیتروژن می‌تواند سختی و استحکام را بهبود ببخشد اما چقرمگی استیل را کاهش می‌دهد.
سخن آخر
آگاهی از تاثیر عناصر آلیاژی بر ساختار استنلس استیل اهمیت بسیار زیادی دارد. چرا که با شناخت این تاثیرات و شناخت شرایط و نیازهای کاربردی خود می‌توانیم تا حدودی گرید متناسب با نیاز و کاربری مورد نظر خود را پیدا کنیم. در این مطلب سعی کردیم تا به طور خلاصه به تاثیر عناصر آلیاژی مختلف بر ساختار استیل بپردازیم و برخی از مهم‌ترین عناصر آلیاژی در استنلس استیل را مورد بررسی قرار دادیم. برای مشاوره در خصوص انتخاب و تامین اقلام استیل از جمله، ورق استیل، لوله استیل،پروفیل استیل و … می‌توانید از راهنمایی کارشناسان استیل رخ بهره‌‍مند شوید.
