ورق استیل 310

310 steel sheet

ورق استیل 310 یک آلیاژ ضد زنگ است که در زیرمجموعه‌ی فولادهای ضد زنگ آستنیتی قرار دارد. این نوع آلیاژ برای استفاده در شرایط دما بالا طراحی شده است. ویژگی جالب این آلیاژ این است که به دلیل ریز ساختار آستنیتی که دارد، در میدان‌های مغناطیسی تأثیر مغناطیسی نمی‌پذیرد. به عبارت دیگر، این نوع ورق استیل به عنوان “ورق استیل غیرمغناطیسی” نیز شناخته می‌شود.

به طور خلاصه، ورق استیل 310 یک آلیاژ مناسب برای کاربردهایی با دماهای بالا است و به علت مشخصه‌های آستنیتی و عدم واکنش به مغناطیس، مناسب برای مصارفی است که نیاز به عدم تأثیر مغناطیسی دارند.

ورق استیل 310 تا دمای 1100 درجه سانتیگراد در کاربردهای تحت شرایط چرخه‌ای ملایم مقاومت دارد و به همین دلیل به عنوان ورق استیل نسوز نیز شناخته می‌شود. این آلیاژ، به دلیل حاوی بالای کروم و نیکل در ترکیب شیمیایی خود، در مقابل اکسیداسیون مقاومت عالی دارد و همچنین در مقابل سولفیده شدن مقاوم است. از این آلیاژ می‌توان در اتمسفرهای کربوریزاسیون متوسط نیز استفاده کرد. در مواردی که نیاز به مقاومت بیشتر در مقابل کربوریزاسیون شدید داریم، تجهیزات معمولاً از آلیاژهای نیکلی مانند گرید 330 ساخته می‌شوند.

ورق استیل 310 قابل استفاده در کاربردهای اکسید کننده، نیتروژن دهی و در سیکل‌های حرارتی (البته با کاهش حداکثر دمای کاری) است. این آلیاژ همچنین در کاربردهای برودتی (تا منفی 268 درجه سانتیگراد) با نفوذپذیری مغناطیسی پایین و چقرمگی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در مواردی که ورق استیل 310 در محدوده دمای 650 تا 950 درجه سانتیگراد حرارت دیده شود، ممکن است مواجه به رسوب فاز سیگما شود. در چنین شرایطی، اجرای عملیات آنیل محلول در دمای 1100 تا 1150 درجه سانتیگراد می‌تواند بخشی از چقرمگی را بازیابی کند.

ورق استیل 310S نیز به عنوان نسخه کم کربن از آلیاژ 310 شناخته می‌شود و هدف اصلی از تولید آن، سهولت در فرآیندهای ساخت می‌باشد. این نوع آلیاژ همچنین زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که محیط کاربرد آن شامل عوامل خوردگی مرطوب در محدوده دماهای پایین‌تر از کاربرد دماهای بالا باشد. به عبارت دیگر، ورق استیل 310S معمولاً برای شرایط کاری با دماهای کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از سوی دیگر، گرید 310H نیز نوعی آلیاژ با محتوای کربن بالاتر است که به منظور افزایش مقاومت در برابر خزش توسعه یافته است. حضور کربن بیشتر در آلیاژ 310H به این معناست که دارای استحکام در دماهای بالاتری نسبت به گرید 310S می‌باشد. این ویژگی، گرید 310H را به گزینه‌ای مناسب برای شرایطی با دماهای بالاتر و در مواردی که مقاومت در برابر خزش مهم است تبدیل می‌کند.

ورق استیل 310 به راحتی و با استفاده از روش‌های استاندارد، قابلیت انجام انواع فرآیندهای ساخت را داراست و بنابراین برای مصارف مختلف با انواع روش‌های ساخت متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مقاومت به خوردگی ورق استیل 310 به دلیل محتوای بالای کروم در ترکیب شیمیایی آن، ویژگی‌های مهمی دارد :

1.مقاومت در برابر خوردگی از آب : ورق استیل 310 دارای مقاومت خوبی در برابر خوردگی‌های ناشی از آب می‌باشد. عدد معادل مقاومت به حفره‌دار شدن (PREN) این آلیاژ تقریباً 25 است، که نشان‌دهنده مقاومت به خوردگی است.

2.مقاومت به آب دریا : در دمای 22 درجه سانتیگراد، ورق استیل 310 مقاومت مشابهی با گرید 316 دارد. این به معنی توانایی مقابله با خوردگی در محیط‌های دریایی است.

3.مقاومت در دماهای بالا : در کاربردهای با دماهای بالا، ورق استیل 310 نشان‌دهنده مقاومت خوبی در برابر اتمسفرهای اکسیدکننده و کربوریزاسیون است. این ویژگی‌ها آن را به یک انتخاب مناسب برای شرایط دمای بالا تبدیل می‌کنند.

4.مقاومت به اسید نیتریک و نیترات‌های ذوبی : ورق استیل 310 در برابر اسید نیتریک در دمای اتاق و نیترات‌های ذوبی تا دمای 425 درجه سانتیگراد مقاومت نشان می‌دهد.

5.حساسیت به حرارت و جوشکاری : ورق استیل 310 به دلیل محتوای بالای کربن در ترکیب شیمیایی، در معرض حساسیت به دماهای بالا و همچنین حین عملیات جوشکاری ممکن است خوردگی بین دانه‌ای را نشان دهد.

6.مقاومت به خوردگی تنشی : این آلیاژ در مقایسه با آلیاژهای استاندارد آستنیتی مانند 304 و 316 از مقاومت بالاتری به خوردگی تنشی برخوردار است.

بنابراین، ورق استیل 310 به دلیل ویژگی‌های مقاومتی خود، برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در مقابل خوردگی در دماهای مختلف و شرایط محیطی مختلف دارند، گزینه مناسبی می‌باشد.

ورق استیل 310 و ورق استیل 310H به دلیل ویژگی‌های مقاومتی خود در مقابل اکسیداسیون و دیگر شرایط دمایی بالا در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه توضیحاتی در مورد مقاومت به اکسیداسیون و شرایط مختلف استفاده از آنها آمده است :

1.ورق استیل 310H در کاربردهای متناوب تا 1040 درجه سانتیگراد و در کاربردهای مداوم تا 1150 درجه سانتیگراد در برابر اکسیداسیون مقاومیت نشان می‌دهد. این آلیاژ نه تنها در دماهای بالا مقاوم به اکسیداسیون است، بلکه در مقابل خستگی ناشی از حرارت و گرمایش چرخه‌ای نیز عملکرد خوبی دارد.

2.ورق استیل 310 در محیط‌های دما بالا و حاوی گاز دی‌اکسید گوگرد نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آلیاژ به خوبی مقاومت به اکسیداسیون در شرایط محیطی خاص را نشان می‌دهد.

3.در صورت نیاز به مقاومت به خوردگی در محیط مرطوب، استفاده مداوم از ورق استیل 310 در محدوده دمای 425 تا 860 درجه سانتیگراد به دلیل رسوب کاربید توصیه نمی‌شود. با این حال، این آلیاژ در دماهای بالا و پایین تر از این محدوده در نوسان است می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.

4.ورق استیل 310 مستعد به تردی فاز سیگما در محدوده دمای 650 تا 900 درجه سانتیگراد است. بنابراین، به طور کلی در دماهایی که از حدود 800 یا 900 درجه سانتیگراد شروع می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد و در دماهای کاربرد موثر گرید 321 بالاتر است.

به طور خلاصه، ورق استیل 310 و 310H برای کاربردهای با دماهای بالا و شرایط خاص از جمله اکسیداسیون و دیگر مخاطرات مربوط به دما و محیط، گزینه‌های مناسبی می‌باشند.

ورق استیل 310 به علت مقاومت بسیار خوب خود در دماهای بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون، در انواع صنایع و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در زیر، تعدادی از کاربردهای ورق استیل 310 ذکر شده است :

1.کوره‌های صنعتی : ورق استیل 310 در ساخت کوره‌های صنعتی با دماهای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کوره‌ها برای فرآوری مواد غذایی، ذوب فولاد، ریخته گری، و فرآوری سنگ معدن به کار می‌روند.

2.مشعل‌ها و سیستم‌های احتراق : ورق استیل 310 در ساخت مشعل‌ها و سیستم‌های احتراق با دماهای بالا به خوبی مقاومت نشان می‌دهد. این کاربرد معمولاً در صنایع تولید برق و پالایش نفت از آن استفاده می‌کند.

3.تجهیزات برودتی : در صنایعی که نیاز به تجهیزات برودتی با دماهای پایین تا بالا دارند، ورق استیل 310 برای تولید اجزاء مانند مبدل‌های گرمایی، کمپرسورها و تجهیزات تعریف شده برای سیستم‌های خنک‌کننده به کار می‌رود.

4.صنایع پالایش نفت و پتروشیمی : ورق استیل 310 برای تولید مشعل‌ها، بازیافت‌کننده‌ها، آویزهای لوله، جعبه‌های هوا، و سیستم‌های تغذیه و تخلیه در صنایع پالایش نفت و پتروشیمی به کار می‌رود.

5.سیستم‌های بازیابی کاتالیزوری : در صنایعی که نیاز به سیستم‌های بازیابی کاتالیزوری دارند، ورق استیل 310 برای ساخت اجزاء مورد نیاز این سیستم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

6.صنایع حرارتی : در کاربردهای حرارتی مختلف، مانند مشعل‌ها، بازیافت‌کننده‌ها، فن‌ها، و دیگر تجهیزات حرارتی، ورق استیل 310 به دلیل مقاومت به دما و اکسیداسیون، انتخاب مناسبی است.

7.صنایع سیمان : در کارخانه‌های تولید سیمان، ورق استیل 310 به عنوان جزء مورد استفاده در جعبه‌ها و پوشش‌ها به کار می‌رود.

همچنین، ورق استیل 310 به عنوان ورق استیل نسوز نیز در بسیاری از صنایع دیگر به خوبی مورد استفاده قرار می‌گیرد به دلیل ویژگی‌های مقاومتی و دمایی‌اش.

آلیاژ اینکونل 800H/HT

آلیاژ اینکونل 800H/HT یک آلیاژ نیکل–آهن–کروم است که به دلیل مقاومت در برابر اکسیداسیون و کربوره‌شدن در دماهای بالا (1037 درجه سانتیگراد)، در کاربردهایی مانند قطعات کوره و تجهیزات حرارتی مرتبط در صنایع پتروشیمی، صنایع هسته‌ای و نیروگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این آلیاژ در کلیه موارد مقاومت بالایی در برابر خوردگی از خود نشان می‌دهد. با این حال، به دلیل وجود 32% نیکل در ترکیب شیمیایی آن، مقاومت آلیاژ در برابر ترک ناشی از خوردگی تنشی در محیط‌های کلریدی و تردی ناشی از رسوب فاز سیگما تا حد بسیار زیادی افزایش می‌یابد. همچنین، میزان زیاد کروم و نیکل در ترکیب آلیاژهای 800H و 800HT باعث مقاومت خوبی در بسیاری از محیط‌های حاوی سولفور در دماهای بالا و نیتروره شدن می‌شود. اگرچه آلیاژ اینکول 600 با مقدار 76% نیکل گزینه نخست جهت استفاده در محیط‌های نیتروره‌کننده است، اما آلیاژهای 800H و 800HT با 32% نیکل همچنان مقاومت خوبی در بسیاری از محیط‌های نیتروره‌کننده از خود نشان می‌دهند.

آلیاژ اینکول 800 به سه گروه آلیاژی 800، 800H و 800HT تقسیم می‌شود. آلیاژهای 800، 800H و 800HT به طور کلی به شدت مشابه هستند، با اختلاف اصلی کربن دارا بودن در آلیاژهای 800H و 800HT (با مقادیری در حدود 0.05 تا 0.1%). همچنین، آلیاژ 800HT نسبت به دو گرید دیگر دارای مقادیر بالاتری از آلومینیوم و تیتانیم است.

آلیاژهای 800H و 800HT دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر خزش و تنش گسیختگی هستند. به همین دلیل در کاربردهایی که قطعات برای مدت زمان طولانی در دماهای بالا قرار دارند و نیاز به مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون، کربوره‌شدن و خوردگی داریم، از آلیاژهای 800H و 800HT استفاده می‌شود.

تمامی گریدهای آلیاژ اینکونل 800 مناسب برای استفاده در بویلرها، شیرها، صنایع هسته‌ای و خطوط لوله تحت فشار هستند.

آلیاژهای 800، 800H و 800HT در مقایسه با سایر سوپرآلیاژهای معمولاً برای طراحی بویلر و خطوط تحت فشار استفاده می‌شوند، می‌توانند تنش‌های بسیار بالایی را تا دمای 816 درجه سانتیگراد تحمل کنند. آلیاژ 800 معمولاً تا دمای 593 درجه سانتیگراد و آلیاژ 800H و 800HT در دماهای بالاتر از 593 درجه سانتیگراد (جایی که مقاومت در برابر خزش و گسیختگی ضروری است) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آلیاژهای 800H و 800HT با استفاده از روش‌های استاندارد جوشکاری قابل استفاده هستند و در صنایع مختلف به کار می‌روند.

این آلیاژها از استانداردهای زیر پیروی می‌کنند :

– استاندارد B 409 از سازمان “آزمایش و مواد آمریکا (ASTM)”

– استاندارد SB 409 از سازمان “جامعه مهندسین مکانیک آمریکا (ASME)”

– استاندارد 5871 AMS

استفاده‌های متنوعی برای آلیاژهای 800H و 800HT وجود دارد :

1. فرآوری مواد شیمیایی و پتروشیمی : این آلیاژها در تولید اتیلن، اتیلن دی‌کلرید، استیک انیدرید، کتن، اسید نیتریک و دیگر مواد شیمیایی کاربرد دارند.
2.  
3. پالایش نفت : آلیاژهای 800H و 800HT در اصلاح بخار، هیدروکربن‌ها و واحدهای هیدرودآلکیلاسیون در صنعت پالایش نفت استفاده می‌شوند.
4.  
5. تولید برق : از این آلیاژها در ساخت مبدل‌های حرارتی موجود در راکتورهای هسته‌ای خنک‌شونده با گاز، مبدل‌های حرارتی و لوله‌کشی در نیروگاه‌های زغال سنگ استفاده می‌شود.
6.  
7. تجهیزات پردازش حرارتی : آلیاژهای 800H و 800HT در ساخت لوله‌های تابشی و تجهیزات مورد نیاز برای کوره‌ها و تجهیزات پردازش حرارتی دیگر به کار می‌روند.

آلیاژهای 800H و 800HT دارای مشخصات فیزیکی و مکانیکی معتبری هستند. در زیر به این مشخصات اشاره شده است :

– چگالی (در دمای اتاق) : 0.287 پوند بر اینچ مکعب (7.94 گرم بر سانتی‌متر مکعب)

– مدول الاستیسیته : 28.5 میلیون پوند بر اینچ مربع (196.5 گیگاپاسکال)

– محدوده دمای ذوب : از 2475 تا 2525 درجه فارنهایت (از 1357 تا 1385 درجه سلسیوس)

– گرمای ویژه (در دمای 32 تا 212 درجه فارنهایت یا 0 تا 100 درجه سلسیوس) : 0.11 BTU بر پوند بر درجه فارنهایت (460 ژول بر کیلوگرم بر کلوین)

– رسانایی گرمایی (در دمای 212 درجه فارنهایت یا 100 درجه سلسیوس) : 10.6 BTU بر ساعت بر متر مربع بر ساعت بر درجه فارنهایت (18.3 وات بر متر بر کلوین)

– مقاومت الکتریکی ویژه (در دمای 68 درجه فارنهایت یا 20 درجه سلسیوس) : 59.5 میکرو اهم بر اینچ (99 میکرو اهم بر سانتی‌متر)

خواص مکانیکی (در دمای 70 درجه فارنهایت یا 21 درجه سلسیوس) :

– استحکام تسلیم (با 0.2 درصد آفست) : 29000 psi (200 مگاپاسکال)

– استحکام کششی نهایی : 77000 psi (531 مگاپاسکال)

– افزایش طول نسبی (در هر 2 اینچ) : 52 درصد

– سختی برینل : 126

این مشخصات نشان دهنده مقاومت مناسب این آلیاژها در برابر اکسیداسیون و خوردگی به‌ویژه در محیط‌های شیمیایی و داغ می‌باشد.