معرفی

اسامی معمول گرید های استنلس استیل آستنیتی مانند ورق استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ در شمول زیر گریدهای گونه های کم کربن و پر کربن هستند و کاربردهای خاصی دارند.

گریدهای کم کربن کدامند و چرا مورد استفاده قرار می گیرند؟

آلیاژهای کم کربن برای مواردی به کار می روند که سر و کار با عملیات جوشکاری دارند -دما زیاد است مثلاً جوشکاری قطعات سنگین یا متوسط. محتوای پایین فولادهای کم کربن از رسوب کاربیدها در مرزهای دانه جلوگیری می کند که همین موضوع در شرایط عملیاتی خورنده می تواند سبب خوردگی بین دانه ای شود. در محدوده دمای حدود ۴۵۰ تا ۸۵۰ درجه سانتیگراد رسوب کاربید حادث می شود.
بر حسب کاربردهایشان، فولادهای کم کربن به شکل لوله، صفحه و معمول ترین شکل آنها یعنی میلگرد موجود و قابل دسترسی اند. مقاومت های خوردگی گریدهای آستنیتی استاندارد و کم کربن در صورت فقدان بروز دمای بالا و عملیات جوشکاری، یکسان هستند.

گریدهای پر کربن کدامند و چرا مورد استفاده قرار می گیرند؟

آلیاژهای پر کربن در دماهای زیاد -معمولاً بالای ۵۰۰ درجه سانتیگراد- استحکام بالایی دارند. این گریدهای پر کربن از استحکام یا مقاومت خزشی زیادی برخوردارند. آنها معمولاً به شکل های لوله و پلیت تولید می شوند. رایج ترین گریدهای به کارگرفته شده عبارتند از ۳۰۴H و ۳۱۶H، لیکن استاندارد ASTM A240 انواع گریدهای پرکربن ۳۰۹، ۳۱۰، ۳۲۱، ۳۴۸ و ۳۴۸ را نیز تحت پوشش قرار می دهد.
این دوره ها در مواجهه با دماهای حدود ۴۵۰ تا ۸۵۰ درجه سانتیگراد در معرض پدیده حساسیت قرار می گیرند که به نوبه خود سبب خوردنگی آبی و افت چقرمگی و داکتیلیتی در دمای محیط می شود.

تفاوت بین ورق استیل ۳۰۴ و ۳۰۴L چیست؟

این دو آلیاژ از نظر محدوده ترکیبات شیمیایی برای تمام اجزا یکسان اند، به غیر از کربن. مع ذالک نه ورق استیل ۳۰۴ و نه گرید ۳۰۴L مختص به داشتن حداقل محتوای کربن نیستند.

ورق استیل ۳۰۴ و ۳۰۴H

گرید ۳۰۴H گونه پر کربن ورق استیل ۳۰۴ است و مشخصات ترکیب شیمیایی یکسانی با گرید استاندارد ۳۰۴ دارد. این آلیاژ آن محدوده ی تا حداکثر ۰.۱۰ درصد نیتروژن موجود به کار رفته در هر دو گریدهای کم کربن و استاندارد را هم ندارد. تمام گریدهای آستنیتی پر کربن می بایست دانه هایی در سایز استاندارد ASTM No.7 داشته باشند.

ورق استیل ۳۱۶، ۳۱۶L و ۳۱۶H

هر سه گرید مذکور همتایان اصلی ورق استیل ۳۰۴ هستند. فقط محتواهای درصد کربن این گریدها متفاوت اند. جدول ذیل محتوای کربن گزینه های تحت پوشش استاندارد آمریکایی ASTM A240 را به دست می دهد.

توجه: مشخصات فنی برای برخی محصولات دیگر به خصوص لوله های کوچک و بزرگ، محدوده ای حداکثر ۰.۰۳۵ یا ۰.۰۴۰ درصد برای ۳۰۴L و ۳۱۶L دارند اما در غیر اینصورت یکسانند.

مشخصات فنی خواص و ویژگی ها

جدول زیر تفاوت های مشخصات و خواص مکانیکی گرید های گوناگون را نشان می دهد.

عملاً کارخانه های استیل معمولاً تضمین می کنند که گریدهای کم کربن چنانچه حرارت ببینند الزام ها و ویژگی های استحکام گریدهای استاندارد را برآورده می سازند.

تفاوت های ابعادی

میان گرید های استاندارد، کم کربن و پر کربن هیچگونه تفاوت ابعادی و تفاوت های دیگر وجود ندارد.

مخازن تحت فشار

کدهای مخازن تحت فشار مثل AS1210 و کدهای لوله های تحت فشار مانند AS4041 حدود فشارهای کاری مجاز را برای هر یک از گریدهای استنلس استیل در شرایط دمایی بالا و زیاد فراهم می سازند. این کدها محدوده های فشار زیاد را برای گریدهای استاندارد استیل را در مقایسه با گریدهای کم کربن در هر دمایی، به دست می دهند. در این کدها از به کار بردن فولادهای کم کربن در دمای از ۴۲۵ تا ۵۲۵ درجه سانتیگراد خودداری شده است. این کدها تشکیل شده اند از یک عبارت که بیانگر گریدهای استانداردی است که حاوی حداقل ۰.۰۴ درصد کربن بوده و می بایست در دمای بالای ۵۵۰ درجه سانتیگراد به کار رفته باشند. بنابراین گریدهای ۳۰۴ و ورق استیل ۳۱۶ با داشتن ۰.۰۲ درصد کربن مجاز به استفاده در دماهای زیاد نیستند. کدهای مخازن تحت فشار همین محدوده فشار مجاز را برای گریدهای پرکربن ارائه می نمایند.

کاربرد گرید جایگزین

این امکان وجود دارد که از یک محصولی که به عنوان گرید استاندارد لیبل خورده، به جای آلیاژهای کم کربن و پر کربن به لحاظ مسائل دسترسی استفاده شود یا بالعکس. این جایگزینی می تواند تحت شرایط ذیل انجام پذیرد:

الزام های استحکام و مقاومت در دمای زیاد

گریدهای کم کربن مادامی که استحکام و مقاومت در دمای زیاد مطرح و مورد نیاز نباشد و خواص مکانیکی آنها با خواص مکانیکی و الزام های گرید استاندارد مطابقت داشته باشد، می توانند به عنوان گرید استاندارد مورد استفاده قرار گیرند. گریدهای کم کربن تقریباً همیشه با الزام ها و نیازهای گرید استاندارد همخوانی و مطابقت دارند لیکن این موضوع بر حسب هر موقعیتی باید مورد بررسی قرار گیرد.

محتوای کربن مورد آزمون قرار گرفته- گریدهای کم کربن

گریدهای استاندارد چنانچه محتوای کربن آنها در حدود گرید کم کربن یعنی ۰.۰۳۰ درصد یا حداکثر ۰.۰۳۵ درصد باشند، می توانند به عنوان گریدهای کم کربن به کار روند.

محتوای کربن مورد آزمون قرار گرفته- گریدهای پر کربن

گریدهای استاندارد اغلب به جای گریدهای پرکربن به کار می روند زیرا محتوای کربن آنها حدود پر کربن را برآورده می سازد، یعنی ۰.۰۴ تا ۰.۱۰ درصد. مضافاً اینکه به منظور رضایتمندی از الزام های سایز و اندازه دانه ممکن است انجام آزمون مورد نیاز باشد. گرید های پر کربن با داشتن حداکثر ۰.۱۰ درصد نیتروژن و ۰.۰۸ درصد کربن به عنوان گریدهای استاندارد به کار گرفته می شوند.

صدور گواهی دوگانه

تهیه و تولید گریدهای کم کربن با حرارت، برای کارخانه های فولاد هنگامی که گریدهای استاندارد سفارش داده شده باشند، بسیار رایج و معمول است. در واقع برخی محصولات و گواهی های آزمون ها به صورت دوگانه ۳۰۴/۳۰۴L مشخص شده اند. در بعضی موارد، محصول فقط تحت عنوان استاندارد یا کم کربن مشخص گردیده اند. جزئیات مندرج در گواهی آزمون کارخانه نشان خواهد داد که گریدهای جایگزین با استاندارد مطابقت دارند یا نه.
نیاز و الزام یک گرید پرکربن جهت هرگونه کاربرد دما بالا می بایست در زمان سفارش مشخص و مد نظر قرار گرفته باشد. فولاد پرکربن مورد نیاز بر حسب قابلیت دسترسی تولید خواهد شد. محصول و گواهی آزمون آن مطابقت و همخوانی گرید را تایید خواهد نمود.