مقدمه – معرفی ورق استیل ۴۱۰

استنلس استیل (فولادهای زنگ نزن) های مارتنزیتی عموما دارای ۱۱.۵ الی ۱۸ درصد کروم، ۰.۱ الی ۱.۲ درصد کربن و عموما فاقد نیکل می باشند. این فولادها عموما دارای ویژگی های نظیر مقاومت در برابر خوردگی به طور متوسط، مقاومت به سایش، استحکام و سختی بالایی هستند. استیل های مارتنزیتی بر خلاف گریدهای آستنیتی و فریتی دارای قابلیت سختی شوندگی بواسطه عملیات حرارتی می باشند. همچنین مقاومت به خوردگی، جوش پذیری و شکل پذیری ضعیف تری نسبت به استیل های آستنیتی سری ۳۰۰ دارند. این آلیاژها از آنجایی که عمدتا فاقد نیکل بوده و یا دارای مقادیر ناچیزی از این عنصر می باشند قیمت پایین تری نیز نسبت به استیل های آستنیتی دارند. ورق استیل ۴۱۰ یکی از معروفترین رده آلیاژی در بین استنلس استیل های مارتنزیتی سری ۴۰۰ می باشد که در هر دو حالت آنیل و سخت شده دارای خاصیت مغناطیسی است. این رده آلیاژی با دارا بودن ۱۱.۵ الی ۱۳.۵ درصد عنصر کروم بیشتر در محیط هایی استفاده می شود که نیاز به مقاومت به خوردگی متوسط، استحکام و سختی بالایی نیاز باشد. به همین علت در ساخت ابزار آلات برشی همچون چاقو، ابزار دندانپزشکی و…. کاربرد دارد. بیشترین میزان از مقاومت به خوردگی و مقاومت در برابر حرارت در ورق استیل ۴۱۰ پس از عملیات حرارتی (در حال سخت و تمپر شده) و زمانی که سطح آن پولیش شده باشد حاصل می شود. در ادامه با ویژگی بیشتری از این فولاد زنگ نزن مارتنزیتی آشنا می شویم.

ترکیب شیمیایی ورق استیل ۴۱۰

جدول ۱: آنالیز ترکیب شیمیایی ورق استیل ۴۱۰ و (S) 410.

عنصر آلیاژی (%)	استیل ( S ) 410	استیل ۴۱۰
کربن (C)	کمترین مقدار (min)	–	–
بیشترین مقدار (max)	۰.۰۸	۰.۱۵
منگنز (Mn)	کمترین مقدار (min)	–	–
بیشترین مقدار (max)	۱	۱
سیلسیم (Si)	کمترین مقدار (min)	–	–
بیشترین مقدار (max)	۱	۱
فسفر (P)	کمترین مقدار (min)	–	–
بیشترین مقدار (max)	۰.۰۴	۰.۰۴
گوگرد (S)	کمترین مقدار (min)	–	–
بیشترین مقدار (max)	۰.۰۳	۰.۰۳
کروم (Cr)	کمترین مقدار (min)	۱۱.۵	۱۱.۵
بیشترین مقدار (max)	۱۳.۵	۱۳.۵
نیکل (Ni) – بیشترین مقدار (max)	۰.۶	۰.۷۵
تیتانیم (Ti) – بیشترین مقدار (max)	۰.۲	–
آهن (Fe)	عنصر پایه	عنصر پایه

در جدول ۱ آنالیز ترکیب شیمیایی ورق استیل ۴۱۰ و (S) 410 ارائه شده است. گرید (S) 410 رده ی کم کربن استنلس استیل ۴۱۰ می باشد. همانطورکه ملاحظه می شود این آلیاژ نسبت به استیل ۴۱۰، کربن کمتری داشته و دارای مقادیر بسیار کمی از تیتانیم می باشد. بر خلاف استیل ۴۱۰ سختی پذیر نبوده (ورق استیل (S) 410 بر خلاف گرید ۴۱۰ دارای قابلیت سختی پذیری بواسطه عملیات حرارتی نیست)  و دارای ساختار فریتی است. کربن کم و حضور مقادیر کمی از عنصر تیتانیم درترکیب این فولاد از تشکیل فاز آستنیت در دمای بالا جلوگیری می کند. این گرید زمانی که از دمای بحرانی ( critical temperature ) به سرعت سرد می شود نرم و داکتیل می ماند. این ویژگی از ترک خوردگی حین جوشکاری و زمانی که در معرض دمای بالا قرار می گیرد جلوگیری می کند. استیل (S) 410 در حالت آنیل دارای ساختار کاملا فریتی می باشد. رفتار گرید (S) 410 در برابر خوردگی در محیط های آبی مشابه با استیل ۴۱۰ بوده و مقاومت به اکسیداسیون خوبی نیز از خود نشان می دهد.

خواص مکانیکی ورق استیل ۴۱۰

رده آلیاژی	استحکام کششی نهایی (MPa)	استحکام تسلیم (MPa)	الانگیشن (%)	سختی
UTS (MPa)-min	YS (%2 proof stress) (Mpa)	E ( % in 50 mm)-min	راکول (HR B)
۴۱۰	۵۱۵	۳۱۰	۲۵	۸۰
۴۱۰S	۴۶۱	۲۳۸	۲۷	۷۲

جدول ۲: خواص مکانیکی ورق استیل ۴۱۰ و (S) 410 در دمای اتاق

خواص فیزیکی ورق استیل ۴۱۰

جدول ۳: خواص فیزیکی ورق استیل ۴۱۰

خواص فیزیکی استیل ۴۱۰
چگالی (g/cm3)	۷.۸
دمای ذوب (C֯)	۱۴۸۰-۱۵۳۰
مدول الاسیسیته (GPa)	۲۰۰
مقاومت الکتریکی (m.Ωn)	۵۷۰
رسانایی حرارتی (m.k / W)	۱۰۰C	۲۴.۹
۵۰۰C	۲۸.۷
ضریب انبساط حرارتی (C ֯ / m / mµ)	C ֯ ۱۰۰ – ۰	۹.۹
C ֯ ۳۱۵ – ۰	۱۱
C ֯ ۵۳۸ – ۰	۱۱.۵

مقاومت به خوردگی ورق استیل ۴۱۰

فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی همچون ورق استیل ۴۱۰ از آنجایی که حاوی کروم کمتر (نسبت به استیل های سری ۳۰۰) و فاقد نیکل می باشند، در مقایسه با استیل های آستنیتی سری ۳۰۰ مقاومت به خوردگی ضعیف تری دارند. ورق استیل به خاطر دارا بودن کروم کمتر نسبت به ورق استیل ۴۳۰، در مقایسه با این گرید نیز مقاومت به خوردگی کمتری از خود نشان می دهد. معمولا این گرید پس از اعمال سیکل های عملیات حرارتی همچون سخت کاری ( hardening ) و تمپر ( tempering ) دارای بیشترین مقاومت در برابر خوردگی است. پولیش سطح استیل نیز منجر به افزایش مقاومت به خوردگی می شود. این فولاد زنگ نزن در برابر آب شیرین، هوای خشک، مواد غذایی، مواد قلیایی و اسیدهای ملایم مقاومت خوبی از خود نشان می دهد. در برابر غلظت های کم از اسیدهای آلی و معدنی ملایم مقاومت به خوردگی خوبی دارد. استیل ۴۱۰ در برابر اسید سولفوریک، نیتریک اسید، استیک اسید ضعیف و نفتا نیز داری عملکرد قابل قبولی است.
ورق استیل ۴۱۰ در بعضی از محیط های شیمیایی ملایم نیز عملکرد خوبی از خود نشان می دهد. به عنوان مثال در محیط های صنایع نفت و گاز در جاهایی که گاز زدایی شده و سولفید هیدروژن کمی وجود دارد عملکرد خوبی از خود نشان می دهد. با این حال در شرایط اکسید کننده مستعد حملات کلریدی می باشد. البته این نکته را نیز باید اشاره نمود که این گرید در اثر فعالیت های روزانه مانند تهیه غذا، فعالیت های ورزشی و…. در معرض حملات کلریدی قرار دارد. اما درصورتی که به طور مرتب پس از قرار گرفتن در این محیط ها تحت تمیزکاری قرار گیرد می تواند عملکرد رضایت بخشی داشته باشد. برای اینکه ورق استیل ۴۱۰ در محیط های شیمیایی بتواند بهترین عملکرد و مقاومت را در برابر خوردگی داشته باشد می بایست سطح آن عاری از هر گونه اکسیدهای سطحی و آلودگی های به جا ناشی از سیکل های حرارتی باشد. به همین جهت باید سطح آن پولیش و یا سنگ زده شود تا آثار اکسیدهای سطحی و کربن زدایی از بین برود. سپس در محلول گرم اسید نیتریک ۱۰ الی ۲۰ درصد غوطه ور شده و پس آن تحت شستشو با آب قرار گیرد.

مقاومت در برابر حرارت ورق استیل ۴۱۰

همانطورکه در قسمت قبل اشاره شد بیشترین مقاومت به خوردگی در ورق استیل ۴۱۰ پس از اعمال سیکل های عملیات حرارتی همچون فرایندهای سخت کاری و تمپر حاصل می شود. معمولا تحت همین شرایط استیل ۴۱۰ دارای بیشترین مقاومت در برابر حرارت نیز می باشد. این آلیاژ معمولا در سرویس دهی های پیوسته دمای ( C ° ) ۷۰۰ و در سرویس دهی های متناوب تا دمای ( C ° ) ۸۱۵ مقاومت به اکسیداسیون خوبی از خود نشان می دهد. با این حال خواص مکانیکی آن در محدوده دمایی ۴۰۰ الی ( C ° ) ۵۰۰ افت می کند.

عملیات حرارتی ورق استیل ۴۱۰

استنلس استیل های مارتنزیتی همچون فولادهای کربنی عملیات حرارتی پذیر هستند و تحت تاثیر این فرایندها خواص مکانیکی آنها بهبود می یابد. در حالی که استیل های فریتی و آستنیتی این گونه نیستند. اعمال سیکل های حرارتی روی این فولادها علاوه بر تغییر خواص مکانیکی سبب افزایش مقاومت به خوردگی نیز می شود که در قسمت قبل به آن اشاره شد. سیکل عملیات حرارتی استنلس استیل ۴۱۰ به شرح زیر است:
عملیات آنیل (Annealing): حرارتی دهی یکنواخت تا دمای ( C ° ) ۹۰۰ – ۸۱۶، سپس سرد کردن در کوره تا دمای ( C ° )  ۵۹۳ و در نهایت سرمایش در هوا.
آنیل فرایندی (Process Annealing): حرارت دهی تا دمای ( C ° )  ۷۸۸ – ۷۳۲ و سرمایش در هوا.
عملیات سخت کاری (Hardening): این فرایند جهت بدست آوردن حداکثر سختی و مقاومت در سایش ضروری است. حرارت دهی در محدوده دمایی ( C ° )  ۱۰۱۰ – ۹۲۷ و سرمایش در هوا یا روغن. لازم است که پس از این مرحله عملیات تنش زدایی یا تمپز انجام شود.
عملیات تنش زدایی (Stress Relieving): حرارت دهی در بازه دمایی ( C ° ) ۴۲۷ – ۱۴۹ به مدت ۱ الی ۲ ساعت و سرمایش در هوا.
عملیات تمپر (Tempering): حرارت دهی در محدوده دمایی ( C ° ) ۷۶۰ – ۵۹۳ به مدت ۱ الی ۴ ساعت و سرمایش در هوا.
همانطورکه پیش تر نیز اشاره شد گرید (S) 410 رده ی کم کربن ورق استیل ۴۱۰ بوده و دارای ساختاری فریتی است بنابراین بواسطه عملیات حرارتی سخت نمی شود. سیکل عملیات آنیل این آلیاژ شامل حرارت دهی در محدوده دمایی ( C ° ) ۸۹۹ – ۸۷۱ و سرمایش در هوا بوده که جهت کاهش تنش های ناشی از کارسرد انجام می شود. در صورتی که طی این عملیات فرایند درشت دانگی اتفاق بیفتد محدوده دمای عملیات آنیل می بایست به  بازه دمایی ( C ° ) ۷۳۲ – ۶۴۹ کاهش پیدا کند. این نکته را نیز باید اشاره که معمولا استفاده از استیل (S) 410 در دمایی بالاتر از ( C ° ) ۱۰۹۳ به علت ایجاد شکنندگی توصیه نمی شود.

جوش پذیری ورق استیل ۴۱۰

ورق استیل ۴۱۰ در بین فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی دارای بهترین جوش پذیری است. استیل های مارتنزیتی به خاطر قابلیت سخت شوندگی شان دارای محدودیت هایی حین جوشکاری هستند. از این رو می بایست به منظور جلوگیری از ترک های سرد، قبل و بعد از جوشکاری تحت عملیات حرارتی قرار گیرند. بدین منظور معمولا قبل از جوشکاری این فولادها، عملیات پیش گرم در دمای دمای (C ° )  ۲۶۰ انجام می شود. پس از جوشکاری نیز جهت دستیابی به ماکزیمم داکتیلیته و خواص مطلوب عملیات حرارتی انجام می گیرد. معمولا از گریدهای ۴۱۰ و ۳۰۹ نیز به عنوان فیلر جهت جوشکاری ورق استیل ۴۱۰ می شود.

شکل پذیری ورق استیل ۴۱۰

ورق استیل ۴۱۰ شکل پذیری (کارپذیری در حالت سرد) مناسبی در حالت آنیل دارد. معمولا در این حال می تواند تا حدودی تحت فرایندهایی نظیر کشش قرار گیرد.

کاربردهای ورق استیل ۴۱۰

به طورکلی استنلس استیل های مارتنزیتی بیشتر در مواردی بکارگیری می شوند که به مقاومت به خوردگی متوسطی توام با استحکام، سختی و مقاومت به سایش بالایی نیاز باشد. به همین جهت معمولا یکی از کاربردهای ورق استیل ۴۱۰ بکارگیری در ساخت کارد و چاقوی مورد استفاده در آشپزخانه می باشد. از جمله دیگر وسایلی که نیاز به خواص مذکور (مقاومت به خوردگی، استحکام، سختی و مقاومت بهسایش بالا) دارند می توان ابزارآلات مورد استفاده در دندانپزشکی همچون جرم گیر، پنس، قیچی و…. را نام برد. علاوه بر این موارد از این فولاد زنگ نزن مارتنزیتی در ساخت پره های توربین بخار و گازی، ظروف آشپزخانه، تجهیزات صنایع معدنی، تجهیزات صنعت پتروشیمی همچون برج های تقطیر، پمپ، شفت و…. استفاده می شود.

 

قیمت ورق استیل ۴۱۰  

معمولا عوامل مختلفی بر قیمت ورق استیل تاثیر می گذارند. یکی از مهمترین پارامترهایی که سبب اختلاف قیمتی در بین این فولادها می شود نوع و میزان عناصر آلیاژی موجود در ترکیب شیمیایی آنهاست. از این رو عموما استیل های مارتنزیتی به خاطر فقدان نیکل و دارا بودن کروم کمتر قیمت کمتری نسبت به گریدهای آستنیتی سری ۳۰۰ دارند. در بین استیل های سری ۴۰۰ نیز که عموما نیکل چندانی ندارند هر گریدی که کروم بیشتری داشته باشد از قیمت بالاتری برخوردار است. از این رو انتظار می رود که قیمت ورق استیل ۴۱۰ به خاطر داشتن کروم کمتر در مقایسه با استیل فریتی ۴۳۰ پایین تر باشد. اما در بازار فروش استیل در ایران اینگونه نیست و معمولا قیمت ورق استیل ۴۱۰ بالاتر است. دلیل این امر مربوط به میزان موجودیت این دو گرید در بازار است.  فولادهای زنگ نزن آلیاژهایی وارداتی هستند  و در بین این فولادها گریدهایی همچون ۳۰۴، ۳۱۶ و ۴۳۰ از موجودیت زیادی در بازار برخوردار هستند. بنابراین تهیه و خرید ورق استیل بگیر (گرید ۴۳۰) که جزء گریدهای روتین بازار محسوب می شود سخت نیست. اما واردات ورق استیل ۴۱۰ در ایران محدودتر بوده و بسیاری از تامین کنندگان استنلس استیل در کشور این متریال را موجود ندارند. همین عامل یعنی موجودیت کمتر و سختی تهیه این گرید سبب افزایش قیمت ورق استیل ۴۱۰ شده است. بنابراین می توان گفت که عامل میزان موجودیت و عمده بودن این ماده بر کمتر بودن میزان کروم غلبه کرده و سبب افزایش قیمت آن نسبت به استیل فریتی ۴۳۰ شده است.

خرید ورق استیل ۴۱۰

همانطورکه در قسمت قبل اشاره شد استنلس استیل ها کالایی وارداتی بوده و در بین این فولادها موجودیت ورق استیل ۴۱۰ در بازار ایران به گستردگی گریدهای روتین بازار نیست. بنابراین خرید ورق استیل ۴۱۰ کمی دشوار است. اما در بین کمپانی های وارد کننده فولادهای زنگ نزن مجموعه بازارگانی فلزات رنگین جزء معدود شرکت هایی بوده که همواره این رده آلیاژی را در بین محصولات خود موجود داشته است. لازم به ذکر است که شرکت فلزات رنگین در زمینه واردات ورق های استنلس استیل (سری های ۳۰۰ و ۴۰۰) بیش از سی سال سابقه دارد. جهت استعلام قیمت و سفارش خرید ورق استیل می توانید با کارشناسان بخش فروش در مجموعه بازرگانی فلزات رنگین تماس برقرار نمایید.
فروش ورق استیل در مجموعه ما همراه با ارائه سرتیفیکیت به مشتری خواهد بود. این سرتیفیکیت ها از طرف کارخانه سازنده صادر شده و مختص به همان متریال تولیدی می باشد.