ورق استیل فریتی - نوع و خواص

مقدمه

علت این که ورق استیل عاری از لکه برداشتن و زنگ زدگی است برمی گردد به محتوای کروم در آن و اینکه از مقاومت به خوردگی قابل ملاحظه ای برخوردار است و ورق استیل فریتی نیز از این امر مستثنی نیست. عناصر اصلی ورق استیل فریتی، کروم (حداقل 10.5 درصد) و آهن هستند. بعضی از گریدهای آن فقط کروم دارند اما بعضی دیگر علاوه بر کروم حاوی عناصر دیگری نظیر مولیبدن، تیتانیوم، نئوبیوم و غیره نیز هستند که برخی کارآیی های خاص در آنها ایجاد می کنند. ورق استیل فریتی حاوی کروم (نیکل در آن نیست) می باشد. قیمت کروم در طول تاریخ نسبتاً ثابت بوده و ورق استیل آستنیتی حاوی نیکل در مقایسه با قیمت نازل آن ثابت تر بوده است.
ورق استیل فریتی اکثر خواص مکانیکی و مقاومت خوردگی ورق استیل های آستنیتی را دارا می باشد، بنابراین ورق استیل فریتی می تواند:
•    مکمل ورق استیل ۳۰۴ در خانواده این آلیاژها باشد. ۳۰۴ هنوز پر کاربرد ترین و رایج ترین گرید مورد مصرف می باشد.
•    جایگزین استیل های سری 200 و معمولاً با کارآیی بهتر باشد.
•    به لحاظ کارایی خاص اش در بسیاری زمینه ها به جای مواد دیگری مثل کربن استیل، مس، روی آلومینیوم، پلاستیک و غیره مورد استفاده قرار گیرد. حتی در جاهای اصلی و مهمی که فقط ورق استیل آستنیتی می تواند به کار رود نیز می توانند مواد جایگزین عالی و برجسته ای به شمار روند.
کاربران و مصرف کنندگان ورق استیل فریتی معمولاً از کارآیی تکنیکی و فنی و هزینه نازل طول عمر و دوام آنها سود می برند. ورق استیل فریتی مغناطیسی یا بگیر چیز منفی ای نیست لیکن با کارآیی خاصی که دارد از استنلس استیل های دیگر متفاوت می باشد. ورق استیل های فریتی استاندارد معروف 409 و 430 در سراسر دنیا یافت می شوند. آنها در درام یا مخزن های ماشین لباسشویی، سیستم های اگزوز خودروها و بسیاری موارد مصرف مهم دیگر به طور وسیع کاربرد دارند و بسیار موفقیت آمیز توسعه یافته اند. در حقیقت آلیاژهای فریتی در همه جا کاربردهای بالقوه عالی و مهمی دارند.
آلیاژهای فریتی نوین و تازه توسعه یافته همچون 439، 441 و غیره جهت طیف وسیعی از زمینه های کاربردی مورد استفاده اند و می توانند به اشکال پیچیده چون لوله های بدون درز، لوله های گرد جوشی و لوله پروفیل یا اصطلاحاً قوطی، قطعات مکانیکی از جنس فریتی، قطعات قالب زنی، قطعات و سازه های جوشکاری و غیره در آیند و همچنین ورق استیل فریتی در معمولترین اتصال ها می توانند به وسیله جوشکاری مورد استفاده قرار گیرند.
با افزودن مالیدن به ورق استیل فریتی 444 مقاومت نسبت به خوردگی موضعی حاصل می شود که از این نظر قابل مقایسه با ورق استیل 316 می باشد. ورق استیل فریتی به لحاظ مزایای قیمت، خواص و کانال های عرضه ماده ای ایده آل محسوب می شود.

پنج دسته یا طبقه بندی ورق استیل فریتی

ورق استیل فریتی به پنج دسته تقسیم می شوند که دسته های 1 تا 3 مختص گریدهای استاندارد و دسته های 4 و 5 ویژه گریدهای خاص می باشند. تا کنون بیشترین مقدار و فراگیرترین کاربردها مختص ورق های استیل استاندارد بوده است. بنابراین ورق استیل فریتی استاندارد به طور کلی کاملاً قادر است تمام نیازهای اکثر صنایع را برآورده سازد.

دسته 1-محتوی 10 تا 14 درصد کروم هستند. نمونه آنها عبارتست از گریدهای 409 و 410L

این نوع استیل کمترین میزان کروم را در تمام آلیاژها دارد و از این رو ارزان ترین و مناسب ترین ماده است برای استفاده در محیط هایی که یا اصلاً هیچ گونه خوردگی مجاز نیست یا خیلی جزئی مجاز می باشد و زنگ زدگی موضعی نیز وجود دارد. ورق استیل 409 اصولاً برای صداگیر های سیستم اگزوز خودروها که خوردگی در آنها بیرونی و عیان نیست، طراحی شده است. از ورق استیل 410L معمولاً در ساخت کانتینرها، اتوبوس ها و خودروهای طویل و اخیراً به عنوان چارچوب یا قاب صفحه نمایش های کریستال مایع استفاده می شود.

دسته 2-محتوی 14 تا 18 درصد کروم هستند به عنوان نمونه گرید 430

گسترده ترین مورد استفاده ورق استیل فریتی مربوط به این دسته می باشد که مقدار کروم بالایی دارد و از مقاومت خوردگی مطلوبی برخوردار است و بیشترین کارایی را دارد و شبیه به آلیاژ 304 می باشد. در برخی موارد، ورق استیل 304 قابل جایگزینی است و معمولاً با برخورداری از مقاومت خوردگی کافی و مناسب، برای مصارف داخلی و خانگی به کار می رود. کاربرد های معمول آن عبارتند از درام یا مخازن داخلی ماشین های لباسشویی، پانل ها یا صفحات داخلی و امثالهم. از آلیاژ 430 معمولی اغلب به عنوان جایگزین 304 برای امکانات و تجهیزات آشپزخانه ای، ماشین های ظرفشویی، دیگ و قابلمه ها و ظروف استفاده می شود.

دسته 3-حاوی 14 تا 18 درصد کروم و عناصر و تثبیت کننده ای مثل تیتانیوم، نئوبیوم و غیره می باشند. گریدهای نمونه آنها عبارتند از 430Ti، 439، 441 و امثالهم.

این نوع از برند در مقایسه با دسته دوم قابلیت جوش پذیری و شکل پذیری خوبی دارد. در اکثر موارد، کارآیی آن حتی از 304 نیز بهتر است. کاربردهای معمول آن عبارتند از: سینک ها، لوله های مبدل حرارتی، سیستم های اگزوز خودروها (طول عمر آن حتی از طول عمر آلیاژ 409 هم بیشتر است) و قطعات جوشی ماشین لباسشویی. گریدهای دسته 3 را حتی ممکن است بتوان جایگزین آلیاژ 304 نمود (به لحاظ الزام های بالاتر بهره وری و کارآیی آنها).

دسته 4-حاوی 0.5 درصد مولیبدن است. نمونه گریدها عبارتند از 434، 436، 444 و غیره.

در این گریدها با افزودن مولیبدن به ترکیب شان، مقاومت خوردگی افزایش می یابد و نمونه هایی از کاربردهای آنها عبارتند از: مخازن آب داغ، آبگرمکن های خورشیدی، سیستم های اگزوز خودروها، ظروف حرارت دهی الکتریکی مثل کتری برقی و قطعات و لوازم مایکروویو، تزئینات اتومبیل و صفحات و پانل های خارج از ساختمان یا اصطلاحاً در هوای آزاد. مقاومت خوردگی در آلیاژهای 444 و 436 کامل می باشد.

دسته 5-حاوی 18 تا 30 درصد کروم است. نمونه هایی از گریدهای این دسته عبارتند از 446، 445 و 447

در این دسته گریدها با افزودن مقدار کروم بیشتر و همچنین مولیبدن هم مقاومت خوردگی بالاتر می رود و هم مقاومت در برابر اکسیداسیون. مقاومت خوردگی و مقاومت به اکسیداسیون در این گریدها از گرید ۳۱۶  بهتر است. موارد معمول کاربرد آنها عبارتند از محیط های ساحلی و مناطق فوق العاده خورنده دیگر. مقاومت خوردگی آلیاژ 447 با مقاومت خوردگی تیتانیوم فلزی برابر است.

کارآیی ممتاز ورق استیل فریتی نوین و مدرن

ورق استیل فریتی مرغوب و کیفیت بالا سال های بسیاری است که وجود دارد و اکنون سری گریدهای تجاری با کارایی و کیفیت عالی و ممتاز را تشکیل می دهد. ورق استیل 430 یک زمانی تنها گرید فریتی شناخته شده بود لیکن کاربردها و موارد مصرف آغازین این گرید در موارد جوشکاری یا شرایط شدیداً خورنده و وخیم، از نظر تکنیکی به طور کافی پشتیبانی و پایداری نمی کرد. در این مسیر اتفاقاتی هم رخ داده است، به طوری که بعدها تشکیل ورق استیل فریتی با کارآیی ضعیف و استیل آستنیتی با کارکرد عالی با هم اشتباه و موجب سوءتفاهم گردیده است.
در واقع ورق استیل فریتی برای ارتقا و توسعه راه طولانی را پیموده است. پشتیبانی تمام عیار فناوری نوین و افزایش و تنوع بخشی و گوناگون گریدهای استیل متضمن این مطلب است که نیازهای کاربر یا مصرف کننده بر اساس کارآیی و قابلیت برآورده می گردد. کارآیی ورق استیل فریتی را می توان با ورق استیل آستنیتی قیاس نمود. اینکه گفته شود کارآیی ورق استیل فریتی ضعیف و کارایی ورق استیل آستنیتی به طور ویژه مطلوب می باشد، کلاً نادرست است. تفاوت میان آنها فقط در زمینه کارایی و کاربرد وجود دارد. در حقیقت در بسیاری از مواقع و شرایط در مقایسه با مواد گرانقیمت، ورق استیل فریتی گزینه ی بهتری می باشد. این نوع ورق استیل برای برخی نیازمندیهای شرایط خاص زیست محیطی مطلوب تر می باشد، کارآیی و عملکرد آن نه فوق العاده است و نه خیلی پایین و ضعیف و بگونه ای است که فقط نیازها را برآورده می سازد.

کارآیی و قابلیت شکل پذیری عالی

ورق استیل فریتی و فولاد کربنی از نظر داکتیلیتی، مانند اغلب عملیات قالبگیری، هیچ مشکلی ندارند لیکن هیچ نوع ورق استیل آستنیتی وجود ندارد که داکتیلیتی خوب و مطلوب نداشته باشد. آلیاژ آستنیتی داکتیلیتی ممتازی دارد لیکن در بسیاری موارد از کارایی برجسته و ممتازی برخوردار است. ورق استیل فریتی و کربن استیل شکل پذیری یکسانی نشان می دهند. از این رو مادامی که تصور می کنید کربن استیل می تواند به شکل های پیچیده گوناگونی در آید مانند بدنه اتومبیل، در می یابید که ورق استیل فریتی نیز همین قابلیت را دارد. چنانچه ابزارها و گریدها به طور صحیح و مطلوب انتخاب شده باشند ورق استیل فریتی را می توان به اشکال گوناگون ماشین کاری و تولید نمود.

ویژگی ها و خواص مغناطیسی منحصر به فرد

یک سوءتفاهم و تصور غلط درباره ورق استیل فریتی این است که گفته می شود: ورق استیل فریتی چون خواص مغناطیسی دارد از این رو استنلس استیل واقعی نیست و مانند کربن استیل دچار زنگ زدگی می شود. این مطلب موجه و قابل تایید نیست. برخی آلیاژها مغناطیسی یا اصطلاحاً بگیر هستند و برخی آلیاژهای دیگر، علت اصلی غیرمغناطیسی بودنشان این است که ساختار اتمی میان آن ها متفاوت می باشد. مقاومت خوردگی نه تنها هیچ ربطی به ساختار اتمی ندارد، بلکه به ترکیب شیمیایی مواد در آلیاژ مربوط می شود که به طور خاص یعنی مقدار معین کروم. بدین ترتیب ویژگی های مغناطیسی بودن و مقاومت خوردگی ارتباطی به هم ندارند.
در واقع خاصیت مغناطیسی استنلس استیل های فریتی یکی از ویژگی های مهم این متریال است که سبب می شود بسیاری مزایا و کاربردهای جاری و بالقوه را داشته باشند. درب یخچال ها، چاقو ها، ابزارها و لوازم فلزی دیگر از این قابلیت امتیاز می گیرند. کاربرد عملی در وسیله پخت و پز با گرمای القایی، کارایی اصلی ظرف آن مغناطیسی بودن آن است. زیرا روند حرارت دهی یعنی قرار دادن ظرف در معرض انرژی گرمایی فرآیند.

مزایای تکنیکی و فنی منحصر به فرد ورق استیل فریتی

ورق استیل فریتی به طور ویژه بادوام و متریالی است که از نظر نگهداری کم هزینه، که نسبت به کربن استیل هزینه طول عمر و دوره عمر بسیار پایین تری دارد و صد در صد قابل بازیافت می باشد. ورق استیل فریتی در مقایسه با کربن استیل تمام مزایای استنلس استیل را دارا است نظیر: مقاومت خوردگی، هزینه پایین دوره عمر و دوام و عمر طولانی. علاوه بر این در مقایسه با انواع مشابه ورق استیل آستنیتی، مزایای آن تنها قیمت و هزینه پایین آن نیست بلکه در واقع ورق استیل فریتی از جنبه بسیاری خواص و ویژگی ها از ورق استیل آستنیتی برتر و بهتر می باشد.
•    ورق استیل فریتی، کارآیی اش منحصر به فرد می باشد.
•    این آلیاژ مغناطیسی و اصطلاحاً بگیر است.
•    ورق استیل فریتی ضریب انبساط حرارتی پایینی دارد حتی خیلی پایین تر از آلیاژهای آستنیتی هنگام گرم شدن.
•    هدایت گرمایی ورق استیل فریتی زیاد است و نسبت به آلیاژ آستنیتی گرما را به شکلی یکنواخت تری انتقال و توسعه می دهد.
•    آلیاژهای فریتی حاوی نئوبیوم پایدار و تثبیت شده دارای مقاومت به خزش مطلوبی اند و در مقایسه با آلیاژهای آستنیتی تحت تنش طولانی، کرنش کمتری دارند.
•    ورق استیل فریتی نسبت به انواع آستنیتی آسانتر برش می خورد و پردازش می شود. ماشینکاری انواع آلیاژهای آستنیتی نیاز به وسایل و ابزار مخصوص و ماشین آلات پر قدرت دارد که نتیجه اش می شود فرسودگی بیشتر ابزار و وسایل.
•    تمایل به برگشت الاستیک ورق استیل استیل تحت کار سرد یا شکل دهی سرد بسیار کمتر از انواع آستنیتی می باشد.
•    استحکام تسلیم ورق استیل فریتی از استحکام تسلیم ورق استیل 304 بیشتر و برابر با استحکام تسلیم کربن استیل می باشد.
•    ورق استیل فریتی تمایل کمتری به خوردگی تنشی دارد.