استنلس استیل 409

فولادهای ضد زنگ با توجه به ویژگی‌ها و خواص بارزی که دارند در صنایع مختلف به عنوان آلیاژهایی مقاوم به خوردگی و با طول عمر بالا شناخته می‌شوند. استنلس استیل (Stainless Steel) یا فولادهای زنگ نزن، رده‌ای از فولادها هستند که به دلیل مقاومت بالا به خوردگی، به طور گسترده در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دسته از فولادها با توجه به ترکیب آلیاژی متنوعی که دارند در گریدهای مختلف منطبق با نیازهای فنی مختلف توسعه یافته‌اند. یکی از این آلیاژها یا گریدهای خاص استیل 409 است که در این مطلب به تشریح آن می‌پردازیم.

استیل 409 چیست؟

استیل 409 نیز یکی از آلیاژهای استنلس استیل از سری 400 است که در دسته استیل‌های فریتی قرار می‌گیرد. این آلیاژ از گریدهای پرکاربرد برای کاربری‌های دما بالا در محیط خورنده ست. در این مقاله قصد داریم به مشخصات آلیاژی استیل 409 و خواص فیزیکی و مکانیکی آن بپردازیم و تمام ویژگی‌های تولیدی و کاربردهای آن را برای شما بیان کنیم.

خواص، ویژگی، استاندارد و مشخصات فنی گرید 409

استیل 409 یکی از آلیاژهای فولاد ضد زنگ بر پایه آهن است که خواص مکانیکی خوبی دارد. علاوه بر خواص مکانیکی، دارای مقاومت خوب در برابر خوردگی در دماهای بالا است. این گرید استیل دارای ساختاری فریتی است که سبب جوش پذیری بالای این آلیاژ شده است. این آلیاژ همچنین مقاومت خوبی در برابر خوردگی حفره‌ای دارد. استیل 409 خاصیت مغناطیسی داشته و به اصلاح بگیر است.

استیل 409 را در استانداردهای مختلف با نام‌های دیگری نیز معرفی می‌کنند که در جدول زیر تعدادی از مهم‌ترین آنها ذکر شده است.

گرید	شماره UNS	استاندارد بریتانیایی		استاندارد اروپایی (Euronorm)		استاندارد سوئدی	استاندارد ژاپنی
		BS	EN	شماره	نام	Swedish SS	JIS
409	S40900	409S19	–	1.4512	X6CrTi12	–	SUH409

 

خواص شیمیایی استنلس استیل 409

در ساختار استنلس استیل 409 حدود 10 تا 12% کروم وجود دارد. این میزان کروم سبب مقاومت خوب در برابر خوردگی می‌شود. مکانیزم مقاومت در برابر خوردگی در این آلیاژ مثل همه انواع فولادهای ضد زنگ از طریق ایجاد یک لایه محافظ اکسید کروم است که می‌تواند در برابر اکسیداسیون و خوردگی در برابر مواد شیمیایی مقاومت خوبی از خود به نمایش بگذارد.

به غیر از کروم در ساختار استیل 409 حدود 0.75% منگنز، 1% تیتانیوم، 1% سیلیسیوم و 0.5% نیکل وجود دارد. در ادامه به بررسی ویژگی‌ها و اطلاعات فنی این آلیاژ پرکاربرد می‌پردازیم.

گرید	کربن (C)	منگنز (Mn)	سیلیسیم (Si)	فسفر (P)	گوگرد (S)	کروم (Cr)	نیکل (Ni)	تیتانیوم (Ti)
409	Max 0.08	Max 1	Max 1	Max 0.045	Max 0.045	10.5-11.75	Max 0.5	6x C- 0.75

 

خواص مکانیکی استیل 409

همانطور که پیش‌تر نیز اشاره شد، استنلس استیل 409 دارای ساختاری فریتی است. فاز فریت نسبت به فاز آستنیت و مارتنزیت دارای استحکام کمتری می‌باشد. اما شکل پذیری این فاز بسیار خوب است. گریدهای فریتی (ورق استیل فریتی چیست؟) نیز نسبت به گریدهای مارتنزیتی استحکام پایین‌تری دارند. استیل 409 دارای استحکام نهایی 450 مگاپاسکال است. تنش تسلیم این آلیاژ 240 مگاپاسکال می‌باشد. استیل 409 دارای سختی سطحی 75 راکول B می‌باشد و با معیار برینل نیز سختی سطحی آن 131 می‌باشد.

گرید	استحکام کششی (MPa)	تنش تسلیم 0.2% (MPa)	درصد ازیاد طول (% in 50mm)	سختی راکول B‌ (HRB)	سختی برینل (HB)
409	450	240	25	75	131

خواص فیزیکی استیل 409

خواص فیزیکی اغلب آلیاژهای استنلس استیل تقریبا مشابه است. خواص فیزیکی شامل مدول یانگ یا مدول الاستیک، ویژگی‌های حرارتی و الکتریکی است. این ویژگی‌‌ها در گریدهای مختلف استیل، به میزان کمی تفاوت دارند که با توجه به کاربرد ممکن است در برخی موارد اثرگذار باشند. در جدول زیر خواص فیزیکی استیل 409 را مشاهده می‌نمایید.

گرید فولاد	چگالی (Kg/m3)	مدول الاستیک (GPa)	مقاومت الکتریکی (nΩ.m)	ضریب انبساط حرارتی(μm/m/°C)	هدایت حرارتی (W/m.K)	گرمای ویژه (J/kg.K)
409	7800	200	600	0 – 100 0C : 11.0 100 – 315 0C : 11.7 315 – 538 0C : 12.4	100 0C : 25.8 500 0C : 27.5	460

مقاومت فولاد گرید 409 در برابر حرارت 

فولاد زنگ نزن 409 یکی از گریدهای استیل است که گرینه‌ای بسیار مناسب از نظر قیمت برای کاربری‌های در محیط خورنده دما بالاست. این گرید استیل می‌تواند تا دمای 675 بصورت پیوسته و دمای 815 درجه سانتی‌گراد بصورت متناوب خواص مکانیکی خود را حفظ کند و تا دمای 450 درجه سانتی‌گراد نسبت به خوردگی و پوسته شدن مقاومت داشته باشد. استیل 409 در این بازه دمایی در برابر پوسته پوسته شدن بسیار مقاوم است. فولاد ضد زنگ گرید 409 مقاومت عالی در برابر خوردگی گازهای خروجی اگزوز و خوردگی‌های جوی است که نسبت به گرید 410 مارتنزیتی با 12% کروم برتری دارد.

گریدهای جایگزین 409

گرید	ویژگی‌ها
3CR12	جوش پذیری آسان و مقاومت خوب آن در برابر خوردگی برای مقاطع سنگین از استیل 409 بهتر است
304	مقاومت حرارتی بسیار خوب و مقاومت در برابر خوردگی بسیار بالاتر از استیل 409 دارد. ولی قیمت آن نیز از استیل 409 بیشتر است.
321	مقاومت حرارتی این گرید بسیار خوب است و برای کاربری‌های تحت دمای بالا در زمان طولانی بسیار مناسب هستند. این گرید نیز قیمت بسیار بالاتری نسبت به 409 دارد.

 

عملیات حرارتی استیل 409

برخی از گریدهای استنلس استیل مانند گریدهای مارتنزیتی را می‌توان با انجام عملیات حرارتی استحکام بخشی کرد. اما برخی از گریدهای استیل این ویژگی را ندارند و برای افزایش استحکام آن‌ها نیاز است تا فرآیندهای کارسرد بر روی آن‌ها انجام شود. آلیاژ 409 قابلیت سخت شدن با عملیات حرارتی را ندارد. برای این گرید استیل تنها می‌توان فرآیند آنیل را در دمای 790 تا 900 درجه سانتی‌گراد انجام داد. با انجام فرآیند آنیل، تنش‌های باقی‌مانده در ساختار استیل 409 در اثر انجام فرآیندهای مکانیکی و جوشکاری از بین می‌رود.

جوشکاری استیل 409

برای انجام فرآیند جوشکاری بر روی استنلس استیل 409 باید عملیات پیش ‌گرم بر روی آن انجام شود. این گرید را باید تا دمای 150 تا 260 درجه سانتی‌گراد پیش گرم شود. برای جلوگیری از درشت دانه شدن ساختار استیل 409 باید جوشکاری با حداقل حرارت ممکن انجام شود. برای جوشکاری آلیاژ 409 از فیلرمتال‌های 409 و 430 استفاده می‌شود.

پس از انجام جوشکاری، استیل 409 را در دمای 760 تا 815 قرار می‌دهند تا شکل پذیری آن بهبود یابد. چرا که با اعمال این دما، تنش‌های باقی مانده در اثر جوشکاری از یبن می‌روند. برای مقاطع نازک نیاز به انجام این فرآیند نیست.

مقاومت در برابر خوردگی استیل 409

این گرید استیل دارای مقاومت نسبتاً خوبی در برابر خوردگی می‌باشد. قیمت مناسب و مقاومت گرید 409 در برابر گازهای خروجی از اگزوز و مقاومت در برابر خوردگی جوی، کاربرد آن را در طراحی خطوط خروج گاز در صنایع مختلف بیشتر کرده است. آلیاژ 409 نسبت به گرید 410 که ساختاری مارتنزیتی دارد و نسبت به 3CR12 مقاومت به خوردگی بهتری دارد.

فرق استیل 409 با استیل 304

استیل 409 و 304 تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند که به صورت مختصر به آن‌ها نگاهی می‌اندازیم. مهم‌ترین تفاوت آن‌ها در ترکیب شیمیایی آن‌ها مشخص است. استیل 304 دارای مقادیر بالاتری از کروم و نیکل است در صورتی که میزان نیکل در گرید 409 بسیار ناچیز است. همین تفاوت در ترکیب شیمایی سبب تفاوت در ویژگی‌های دیگر مانند مقاومت در برابر خوردگی، ساختار فازی، میزان شکل پذیری و … می‌شود. بصورت کلی ورق استیل 304 دارای مقاومت بسیار بهتری در برابر خوردگی می‌باشد ولی از نظر قیمت نیز خیلی مقرون به صرفه نیست.

کاربرد و موارد استفاده استنلس استیل گرید 409

به دلیل مقاومت به خوردگی گرید 409 در دمای بالا و قیمت مناسب از این گرید برای استفاده در ساخت منیفولد و لوله اگزوز، سیستم‌های مبدل کاتالیزوری و ساخت مافلر و صدا خفه کن استفاده می‌شود. علاوه بر این کاربردها از این آلیاژ در ترانسفورماتورها، هیترها و اجزای توربین‌های گازی نیز بعضاً مورد استفاده قرار می‌گیرد.

جهت خرید ورق استیل در آلیاژها و ضخامت‌های متنوع با کارشناسان ما در مجموعه استیل رخ در تماس باشید.

سخن اخر

استیل 409 به دلیل قیمت مناسب و ویژگی‌های خوبی که ارائه می‌دهد، کاربرد زیادی در صنایع مختلف و بخصوص خودروسازی (انواع کاربرد ورق استیل در خودروسازی) دارد. استیل 409 دارای مقاومت خوبی در برابر خوردگی است. هرچند باید توجه داشت که مقاومت این آلیاژ در محیط‌های خورنده شدید مطلوب نیست و در این موارد بهتر است از گریدهای دیگر استیل استفاده شود. قابلیت جوشکای استیل 409 نیز خوب است و برای جوشکاری باید الزامات آن را رعایت کرد.