معرفی

اسامی معمول گرید های استنلس استیل آستنیتی مانند ورق استیل 304 و 316 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 450 تا 850 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 500 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 304H و 316H، لیکن استاندارد ASTM A240 انواع گریدهای پرکربن 309، 310، 321، 348 و 348 را نیز تحت پوشش قرار می دهد.
این دوره ها در مواجهه با دماهای حدود 450 تا 850 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 304 و 304L چیست؟

این دو آلیاژ از نظر محدوده ترکیبات شیمیایی برای تمام اجزا یکسان اند، به غیر از کربن. مع ذالک نه ورق استیل 304 و نه گرید 304L مختص به داشتن حداقل محتوای کربن نیستند.

ورق استیل 304 و 304H

گرید 304H گونه پر کربن ورق استیل 304 است و مشخصات ترکیب شیمیایی یکسانی با گرید استاندارد 304 دارد. این آلیاژ آن محدوده ی تا حداکثر 0.10 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 316، 316L و 316H

هر سه گرید مذکور همتایان اصلی ورق استیل 304 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 0.035 یا 0.040 درصد برای 304L و 316L 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 425 تا 525 درجه سانتیگراد خودداری شده است. این کدها تشکیل شده اند از یک عبارت که بیانگر گریدهای استانداردی است که حاوی حداقل 0.04 درصد کربن بوده و می بایست در دمای بالای 550 درجه سانتیگراد به کار رفته باشند. بنابراین گریدهای 304 و ورق استیل 316 با داشتن 0.02 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 0.030 درصد یا حداکثر 0.035 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 0.04 تا 0.10 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 0.10 درصد نیتروژن و 0.08 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 304/304L 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.