انواع ورق استیل ؛ گریدها، کاربردها و خواص آنها

ورق استیل یا استنلس استیل چیست؟ ورق استیل از انواع ورق‌های فولادی می‌باشد که ماهیت ساختاری آن باعث بروز ویژگی‌هایی شده است که آن را از سایر ورق های فولادی متمایز می‌کند. در بین ورق‌های فولادی، ورق ضد زنگ از نظر نوع و درصد عناصر آلیاژی متفاوت است. در واقع ورق استیل از فولاد ضد زنگ ساخته شده است. مهم‌ترین ویژگی ورق زنگ نزن مقاومت به خوردگی بالای آن می‌باشد که باعث شده است تا در محیط‌ های مرطوب و مستعد به خوردگی کاربرد فراوانی داشته باشد. گریدهای مختلفی از ورق‌های زنگ نزن وجود دارد که با توجه ساختار هر کدام، کاربرد آن نیز متفاوت می‌باشد. آیا درباره انواع ورق استیل و کاربردهای آن اطلاعاتی دارید؟ برای آشنایی بهتر با این محصول فولادی در این مقاله با آرتان پرس همراه باشید.

*** ورق استیل چیست؟

برای شناخت بهتر ورق استیل ابتدا بهتر است تا با فرآیند تولید آن آشنا شوید. برای تولید ورق استیل به عناصر آلیاژی نیاز است که برای تامین آن ضایعات استیل در کوره قوس الکتریکی ذوب می‌شوند. سپس شمش‌هایی با ترکیب‌های موردنظر برای ساخت ورق آماده می‌شوند. در مرحله بعد عملیات نورد گرم بر روی شمش‌ها انجام می‌گیرد. برای کاهش ضخامت اولیه ورق ۷ مرحله نورد صورت می‌گیرد. بعد از عملیات نورد دمای ورق کاهش می‌یابد و به دلیل داشتن سطح اکسیدی بر روی آن نیاز به شستشوی شیمیایی دارند. برای این کار ورق‌ها را آنیل کرده و طی آن عملیات اکسیدزدایی انجام می‌شود. چندین مرحله نورد سرد برای رسیدن به ضخامت موردنظر و چند مرحله آنیل نیز برای شستشوی کامل ورق و رسیدن به سطحی صاف و براق انجام می‌گیرد.

*** ویژگی‌های ورق استیل

ورق استیل دارای آلیاژی بر پایه آهن و حاوی حدود ۱۰ درصد کروم می‌باشد. تفاوت بین ورق معمولی و استیل در میزان کربن آن است. کربن موجود در استیل از ۰٫۳ تا ۱٫۷۵ درصد متغیر می‌باشد. تفاوت اصلی بین ورق زنگ نزن و سایر ورق‌ها بخصوص رقیب اصلی آن یعنی ورق گالوانیزه در ترکیب عناصر آلیاژی آن ها می‌باشد. عناصر کروم و نیکل در سایر ورق‌ها وجود ندارد. آنچه که باعث افزایش مقاومت فلز استیل در برابر خوردگی می‌شود، میزان عنصر کروم و نیکل آن است که خاصیت ضد زنگ بودن را به این محصول می‌دهد. ورق استیل علاوه بر ضد زنگ بودن فولاد دارای ویژگی های دیگری نظیر بازیافت پذیر بودن، استحکام در برابر خوردگی، طول عمر زیاد و مقاومت در برابر حرارت می‌باشد. همچنین با افزودن مقداری مولیبدن به ترکیب می‌توان مقاومت به خوردگی در برابر اسیدهای کاهنده را نیز افزایش داد.

همان‌طور که اشاره کردیم یکی از ویژگی‌های ورق زنگ نزن قابلیت بازیافت شدن آن است. حدود ۷۰ الی ۸۰ درصد ورق‌های استیل از ضایعات بازیافتی تولید می‌شوند. این ورق به دو صورت رول و شیت تولید و در بازار عرضه می‌شود. اگر بخواهیم به خصوصیات مهم و کلی این محصول اشاره کنیم، می‌توان مقاومت در برابر خوردگی، ظاهر زیبا، قابلیت بازیافت، مقاومت در برابر حرارت، قابلیت جوشکاری و عمر طولانی و مفید را نام برد.

*** انواع گریدهای ورق استیل

در دسته بندی کلی، ورق زنگ نزن به دو نوع نگیر و بگیر تقسیم می‌شود. منظور از ورق استیل نگیر ورقی است که جذب آهنربا نمی‌شود و ورق استیل بگیر جذب آهنربا می‌شود. استیل نگیر کاربردی‌تر و در عین حال گرانتر هم می‌باشد. از نظر ساختار آلیاژی و براساس استاندارد AISI نیز ورق زنگ نزن به چند نوع و سری تقسیم می‌شود که در ادامه به هر یک از آنها و  برخی از کاربردهایشان اشاره خواهیم کرد.

*** ورق استیل سری ۲۰۰

ورق سری ۲۰۰ از فولاد زنگ‌‌نزن آستنیتی ساخته شده که کروم، نیکل و منگنز اصلی‌ترین عناصر تشکیل دهنده آن می‌باشد. ورق استیل سری ۲۰۱ و ۲۰۲ از مهم‌ترین انواع آن است که به روش نورد سرد ساخته شده وکاربردهایی در کارد و چنگال و لوازم‌خانگی دارد.

*** ورق استیل سری ۳۰۰

این نوع از ورق دارای ساختار آستنیتی با عناصر آلیاژی کربن، نیکل و مولیبدن است. در ادامه به چند نوع سری از این ورق اشاره ‌کرده‌ایم:

• سری ۳۰۱: از ویژگی‌های این ورق قابلیت انعطاف پذیری و شکل گرفتن بالای آن است. همچنین قابلیت جوشکاری خوب و مقاومت سایشی بالا از جمله ویژگی‌های مهم آن است.
• سری ۳۰۲: مقاومت خوردگی آن با ورق استیل ۳۰۴ برابر بوده و البته به دلیل داشتن کمی کربن اضافی مقاوم‌تر نیز است.
• سری ۳۰۳: این ورق به دلیل گوگرد و فسفر اضافه، شکل پذیری بهتری نسبت به ورق ۳۰۴ دارا می باشد.
• سری ۳۰۴: رایج‌ترین نوع ورق ضد زنگ است که به ورق استیل ۱۸/۸ نیز معروف می‌باشد. این اعداد به ترتیب بیانگر درصد کروم و نیکل این ورق هستند.
• سری L304: نسخه کم کربن ۳۰۴ می‌باشد که به دلیل کربن کم قابلیت جوشکاری بهتری دارد.
• سری ۳۰۹: این ورق از نظر مقاومت در برابر حرارت در مقایسه با ۳۰۴ بهتر عمل می‌کند.
• سری ۳۱۶: بعد از ورق استیل ۳۰۴ ورق ۳۱۶ بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف دارد. این ورق به دلیل داشتن عنصر مولیبدن برای استفاده در صنایع غذایی و فرآورده‌های دارویی کاربرد دارد و آلودگی بسیار کمی به خود اختصاص می‌دهد. همچنین به دلیل دارا بودن مقاومت به خوردگی بالاتر نسبت به ۳۰۴ در صنایع دریایی نیز بسیار پرکاربرد می‌باشد. از دیگر صنایع پر مصرف ورق استیل ۳۱۶ ساعت سازی‌ها هستند. این ورق قادر به تحمل گرمای ۲۰۰۰ درجه فارنهایت را نیز داشته و از آن برای ساخت آستر دودکش‌ها نیز استفاده می‌شود.
• سری ۳۱۷: این ورق به دلیل داشتن درصد قابل توجهی از مولیبدن در ساختار خود، مقاومت بسیار بالایی در برابر خورندگی مواد شیمیایی دارد.
• سری ۳۲۱: مانند ورق استیل ۳۰۴ به دلیل دارا بودن تیتانیوم، در هنگام جوشکاری خطر پوسیدگی جوش در آن بسیار کم است.

*** ورق استیل سری ۴۰۰

ساختار آلیاژی ورق سری ۴۰۰ فریتی و مارتنزیتی است. استحکام و مقاومت در برابر سایش این ورق‌ها بسیار بالا می‌باشد. در ادامه مطلب به سری‌های معروف ۴۰۰ اشاره کرده‌ایم:

• سری ۴۰۵: ورق استیل ۴۰۰ دارای ترکیباتی است که برای جوشکاری مناسب می‌باشد.
• سری ۴۰۸: این نوع از ورق ضد زنگ دارای ۸ درصد نیکل و ۱۱ درصد کروم می‌باشد که باعث شده تا مقاومت در برابر حرارت بالایی داشته اما مقاومت به خوردگی آن ضعیف باشد.
• سری ۴۰۹: ورق ۴۰۹ جزء ارزانترین ورق‌ها است که در ساخت اگزوز خودرو کاربرد دارد.
• سری ۴۳۰: ورق استیل ۴۳۰ غالبا برای ساخت مواد تزئینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل شکل پذیری مناسب این ورق‌ها، تزئینات خودروها را با استفاده از آنها آماده می نمایند.
• سری ۴۴۰: ورق زنگ نزن  ۴۴۰ با حرارت بالا تولید می‌شود. در تولید کارد و چنگال کاربرد دارد.

*** کاربردهای گسترده ورق استیل

با توجه به گریدهای مختلف از ورق ضد زنگ ، کاربردهای گسترده‌ای از این محصول وجود دارد. در ادامه به برخی از این کاربردها اشاره خواهیم کرد:

*** ساختمان سازی

ورق استیل با توجه به عدم مراقبت و نگهداری به طور گسترده در معماری کاربرد دارد. این نوع از انواع ورق فولادی به دلیل مقاومت به خوردگی بالا در محیط خارج از ساختمان بکار می‌رود. کیفیت سطحی ورق ضد زنگ متفاوت می‌باشد و می‌تواند براق و یا آینه‌ای باشد. از ورق استیل با سطح نرم در سقف‌ها و به عنوان سطوح صاف استفاده می‌شود، زیرا این ماده به راحتی شکل می‌گیرد و از دوام خوبی برخوردار است. ار ورق ضد زنگ در ساخت بدنه داخلی آسانسور استفاده می‌شود.

*** تولید برق و حمل و نقل

از ورق استیل در نیروگاه تولید برق و در اجزایی مانند توربین گازی، پیل‌های سوختی و پنل خورشیدی استفاده می‌شود. ورق استیل مارتنزیتی در چرخ دنده و پیچ که به استحکام زیادی نیاز دارند بکار می‌رود و ورق آستنیتی و فریتی در محیط های خورنده استفاده می‌شود. از ورق ۴۳۰ در تزئینات داخلی اتومیبل‌ها استفاده می‌شود. ورق زنگ نزن ۴۰۹ که ساختاری فریتی دارد، در صفحه راکتور ماشین بکار می‌رود. این نوع از ورق زنگ نزن توانایی تحمل شرایط خورنده را داشته و در برابر نمک حاصل از احتراق مقاومت می‌کند. انواع ورق زنگ نزن ۲۰۱ و ۳۰۱ در صنایع اتومبیل سازی به وفور استفاده می‌شوند، زیرا بر روی این ورق‌ها عملیات نورد سرد انجام می‌شود و نسبت استحکام به وزن آن ها سه برابر بیشتر از فولاد ساده کربنی می‌باشد. در نتیجه امکان ساخت ماشین سبکتر که نیاز به نیروی محرکه کمتری دارد، فراهم شد.

*** شستشو، صنایع غذایی و آشپزخانه

مقاومت به خوردگی و استحکام مطلوب ورق استیل آن را برای ساخت لباسشویی و خشک‌کن مناسب کرده است. ورق ضد زنگ به دلیل داشتن خاصیت ضد زنگ، ظاهر زیبا و عدم نیاز به رنگ و طراحی در ساخت مبلمان منزل بکار می‌رود. از مهم‌ترین کاربردهای ورق ضد زنگ  در آشپزخانه، تهیه ظروف غذا و کارد و چنگال می‌باشد.

*** تجهیزات بیمارستانی

در تجهیزات بیمارستانی از ورق استیل مارتنزیتی استفاده شده است. تجهیزات ساخته شده از ورق ضد زنگ به راحتی استریل شده و مقاومت به خوردگی مطلوبی دارند. در ساخت وسایل ایمپلنت نیز از ورق زنگ نزن استفاده می‌شود. تجهیزات استریل کننده و اتوکلاوها از ورق ضدزنگ ساخته می‌شوند. از ورق زنگ نزن در تجهیزات اتاق معاینه و آزمایشگاه نیز بکار رفته است.

*** صنعت کشاورزی و نساجی

با توجه به این که کودها و اسپری‌های مورد استفاده در کشاورزی شرایط خورنده‌ای دارند، در ساخت ماشین‌آلات و تجهیزات کشاورزی از ورق استیل استفاده می‌شود. اگرچه هزینه این تجهیزات گران تمام می‌شود، اما عمر زیاد و عدم نیاز به نگهداری این هزینه‌ها را جبران می‌کند. برای تولید منسوجات رنگی، نیاز به ماشین‌آلاتی است که به سهولت تمیز شوند. هر گونه آلودگی ناشی از رنگ دانه‌ها نه تنها منجر به هدر رفتن مواد شیمیایی می‌شود بلکه می تواند منجر به خرابی محصول شود. ورق زنگ نزن در ماشین‌های نساجی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

*** صنایع شیمیایی و هوافضا

شدیدترین شرایط خوردگی در صنایع شیمیایی وجود دارد. خوردگی در این صنایع باعث شده تا لوله های فولادی مورد استفاده از جنس ورق ضد زنگ باشد. در صنایع شیمیایی مانند تولید اسید، آمونیاک، کودها و پلاستیک و واحدهای تبخیر و معیان نیز ورق استیل به کار می‌رود. طراحان هواپیما در پی موادی با نسبت استحکام به وزن بالا در دمای بالا هستند که مقاومت مطلوبی در برابر خوردگی داشته باشند. ورق ضد زنگ این مشخصات را دارد و به همین دلیل در هواپیما به کار می‌رود. ورق استیل آستنیتی برای مخازن سوخت هواپیما استفاده می شود.