استیل چیست؛ انواع گریدها و کاربردهای آن
استیل یک نوع آلیاژ است که عناصر آن را آهن و کربن تشکیل می‌دهند. درواقع، آهن پایه اصلی استیل است و مقدار کربن آن به‌کمتر از 2 درصد می‌رسد. گاهی‌اوقات، جهت افزایش سختی و مقاوم‌سازی استیل یا تغییر در یک مشخصه فنی آن، از عناصری همچون کروم، نیکل، تیتانیوم، مولیبدن و مس استفاده می‌شود. ضمنا، این آلیاژ در ابتدا جهت تولید قاشق و چنگال مورداستفاده قرار می‌گرفت؛ اما امروزه کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارد. خواص مکانیکی و شیمیایی مطلوب استیل منجربه استفاده گسترده از آن، در بسیاری از صنایع مادر و حیاتی کشور شده است. در ادامه مطلب، به‌معرفی جامع انواع استیل پرداخته‌ایم.
استیل چیست؟
استیل نوعی آلیاژ با پایه آهن و کمتر از ۲٪ کربن است که به فولاد نیز شناخته می‌شود. استیل ضد زنگ که در ابتدا برای ساخت قاشق و چنگال استفاده می‌شد، مهم‌ترین ویژگی‌اش مقاومت در برابر زنگ‌زدگی است. این نوع آلیاژ از ترکیب آهن با حداقل ۱۰.۵٪ کروم ساخته شده و در برابر اکسیداسیون مقاوم است. میزان سختی، شکل‌پذیری و سایر خواص مکانیکی آن به عناصر دیگری مانند نیکل، مولیبدنیوم، تیتانیوم و مس بستگی دارد.
استنلس استیل (فولاد زنگ نزن) زمانی شکل گرفت که مشخص شد برخی از آلیاژهای آهن-کروم در برابر رطوبت مقاومت کمی دارند. برای رفع این مشکل، با افزودن حداقل ۱۰.۵٪ کروم، لایه‌ای اکسیدی روی سطح فلز تشکیل می‌شود که آن را در برابر خوردگی محافظت می‌کند. این خاصیت خودترمیمی، باعث شده استیل ضد زنگ به مقطع فولادی بادوام و مقاوم در برابر زنگ‌زدگی تبدیل شود. افزودن عناصری مانند نیکل و منگنز نیز این مقاومت را بیشتر تقویت می‌کند.
تفاوت استیل و فولاد
فولاد انواع مختلفی ازجمله فولاد معمولی (کربن استیل) و استنلس استیل دارد که مهم‌ترین تفاوت آن‌ها مربوط به عناصر سازنده‌شان می‌شود. فولاد معمولی (Steel) به‌عنوان آلیاژی از آهن، متشکل از 002/0 الی 1/2 درصد کربن است. این فولاد به‌خاطر مقاومت کششی بالا و قیمت اقتصادی که دارد، در بسیاری از صنایع به‌کار گرفته می‌شود. از عناصر اصلی استنلس استیل (Stainless Steel) نیز می‌توان‌به آهن، کروم و نیکل اشاره کرد. وجود کروم برروی سطح استنلس استیل باعث مقاومت عالی آن در برابر زنگ‌زدگی شده است.
ظاهر، یکی دیگر از تفاوت‌های فولاد و استیل است. فولاد معمولی به‌صورت مات دیده می‌شود؛ اما استنلس استیل به‌واسطه داشتن کروم، ظاهر براق و درخشانی دارد. ترکیب شیمیایی آن‌ها نیز با یکدیگر متفاوت است. در فولاد معمولی، کربن عضو اصلی به‌حساب می‌آید؛ اما عناصر اصلی استنلس استیل را آهن به‌همراه کروم و نیکل تشکیل می‌دهند. به‌علاوه استنلس استیل باقیمت بیشتری نسبت‌به فولاد معمولی ارائه می‌شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید به صفحه فولاد چیست مراجعه کنید.
مزایای استفاده از استیل
استیل از مواد پایه مورداستفاده صنعتگران حوزه‌های مختلف است. بااستفاده از این ماده می‌توان تولیدات و خدمات باکیفیتی را ارائه کرد. درادامه با مزایای استفاده از استیل آشنا خواهید شد:
- مقاوم دربرابر حرارت
- برخورداری از قابلیت بازیافت
- مقاومت دربرابر سایش و فشار
- عمر و دوام طولانی کار به دلیل مقاومت عالی استیل در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی
- تولید انواع قطعه و سازه در سایزها و اشکال متنوع به دلیل شکل‌پذیری و انعطاف‌پذیری بالای استیل
کاربردهای استیل در صنایع مختلف
بیشترین مصرف استیل مربوط‌به صنعت ساخت لوازم آشپزخانه، بهداشت و درمان و همین‌طور مخازن ذخیره مواد غذایی می‌شود. درادامه با سایر کاربردهای استیل در صنایع آشنا خواهید شد:
- صنعت خودروسازی (ساخت قطعات خودرو نظیر اگزوز)
- صنعت برق (ساخت قطعات توربین‌های بخاری و گازی)
- صنعت ساخت‌وساز (بخش‌های داخلی و خارجی ساختمان)
- صنایع سنگین (ذخیره‌سازی مواد، اتصالات، تولید لوله‌ها، شیرآلات و...)
- صنعت پزشکی (ساخت مفصل‌های مصنوعی، لوازم جراحی، ظروف پزشکی و تجهیزات دندان‌پزشکی)
انواع استیل
همان‌طورکه قبلا ذکر شد، استیل انواع مختلفی دارد. هرکدام از انواع استیل دارای ترکیب شیمیایی و خصوصیات مکانیکی مختص به‌خود هستند. در قسمت زیر، انواع استیل ذکر شده است:
- آستنیتی
- فریتی
- مارتنزیتی
- داپلکس
مشخصات انواع استیل
در اینجا، قصد بررسی مشخصات انواع استیل را به‌صورت مختصر و مفید داریم. مشخصات شیمیایی و مکانیکی انواع استیل به شرح زیر است:
- آستنیتی: این فولاد ضدزنگ متشکل از 16 الی 30 درصد کروم و 2 الی 20 درصد نیکل است و در گریدهای 200 و 300 تولید می‌شود. از مشخصات فولاد آستنیتی می‌توان به‌مقاومت مطلوب دربرابر سایش و خوردگی، فرم‌پذیری بالا و سطح باکیفیت اشاره کرد. این استیل به‌دلیل مشخصات ارزنده‌ای که دارد، محبوب‌ترین است.
- مارتنزیتی: ترکیب شیمیایی بسیاری از آلیاژهای مارتنزیتی حاوی 11 الی 17 درصد کروم است. همچنین، گریدهای مارتنزیتی در مدل‌های آنیل و سخت‌شده خاصیت مغناطیسی دارند. این دسته از فولادها، از میزان سختی و مقاومت بالایی برخوردار هستند و معمولا جهت عملیات حرارتی استفاده می‌شوند.
- فریتی: حدود 25درصد از استیل جهان متعلق به‌مدل فریتی است. این استیل درهنگام برش خوردن یا خمیدگی خواصی همچون فولادهای کربنی از خود بروز می‌دهد و به‌وسیله آهنربا شدیدا جذب می‌شود.
- داپلکس: این گروه از آلیاژهای استیل حداقل 11 درصد کروم دارند و استقامت آن‌ها دربرابر خوردگی بسیار بالا است. درواقع، آلیاژهای داپلکس از ترکیب آستنیتی و فریتی به‌دست می‌آیند؛ به‌همین‌دلیل، مقاومت بالاتری در مقایسه با سایر آلیاژهای استیل دارند.
انواع گریدهای استیل
برای تولید فرآورده‌های استیل مانند ورق استیل از گریدها یا سری‌های مختلف استفاده می‌شود. لازم‌به‌ذکر است، ورق‌های استیل باکیفیت طبق استاندارد ASTM آمریکا تولید می‌شوند و آن‌ها را براساس گریدها دسته‌بندی می‌کنند. از انواع گریدهای استیل می‌توان‌به 200، 300 و 400 اشاره کرد که هرکدام از آن‌ها طبقه‌بندی مختص‌به خود را دارند. گرید یا سری 400 دارای کربن ناچیزی است و درمقابل، کروم و مولیبدن زیادی دارد. این سری شامل گریدهای 410، 420 و 430 می‌شود که مقاوم‌ترین آن در زمان سایش گرید 410 است. از استیل‌های گرید 400 تحت‌عنوان استیل فریتی یاد می‌کنند.
سری 300 نیز پرکاربردترین استیل است که در زمره گروه آستنیتی قرار می‌گیرد؛ از گریدهای آن می‌توان‌به 303، 304، 305، 316، 321 و 347 اشاره کرد. از بین این موارد، گرید 304 کاربردهای بیشتری دارد. استیل سری 200 نیز مانند سری 300 جزو دسته آستنیتی قرار می‌گیرد. به‌این‌ترتیب، فولادهای ضدزنگ آستنیتی دارای دو سری 200 و 300 هستند. سری 200 عنصر گران‌قیمت نیکل را ندارد و آن را با منگنز و نیتروژن جایگزین کرده است. از‌این‌رو، سری 200 با وجود مقاومت بالا قیمت مناسبی دارد.
دلیل زنگ نزدن استیل
صنعتگران تمایل زیادی به‌استفاده از فولاد زنگ نزن دارند. درواقع، با بهره‌گیری از فولادهای زنگ‌نزن می‌توان برکیفیت کار خود افزود. استیل نیز یکی از مواد فلزی است که خاصیت ضد زنگ‌زدگی دارد؛ البته درصورتی‌که دارای درصد مشخصی از کروم باشد. در عصر حاضر، از ترکیب آهن، کربن، کروم، نیکل، مولیبدن، نیوبیم و تیتانیوم جهت افزایش مقاومت فلز دربرابر خوردگی و زنگ‌زدگی استفاده می‌کنند. بنابراین، دلیل زنگ نزدن استیل، ترکیبات آن است. دراین‌راستا، باید حداقل 10.5 درصد کروم به‌ترکیب فولاد افزوده شود. کروم در استیل با اکسیژن موجود در اتمسفر ترکیب‌شده و لایه نازکی را در سطح آن ایجاد می‌کند. این لایه مانع از تخریب استیل براثر عوامل مخرب خارجی می‌شود.
تفاوت استیل بگیر و نگیر
دو مدل رایج استیل عبارت‌اند از استیل بگیر و نگیر که در ترکیب شیمیایی و مشخصات مکانیکی با یکدیگر فرق دارند. استیل بگیر دارای نیکل است و مقاومت مطلوبی دربرابر خوردگی و زنگ‌زدگی از خود نشان می‌دهد. درمقابل، استیل نگیر فاقد نیکل است و قیمت مناسب‌تری هم دارد. مهم‌ترین تفاوت آن‌ها نیز مربوط‌به خاصیت مغناطیسی می‌شود. استیل بگیر به‌واسطه ساختار بلوری خاصیت مغناطیسی دارد و همین‌طور، مقاومت آن دربرابر حرارت بسیار کم است و در چنین شرایطی، درصد زیادی از کربن و کروم خود را از دست می‌دهد. همچنین، از سری‌های مهم مدل بگیر می‌توان‌به سری 410، 420 و 430 اشاره کرد. ازطرفی، مدل نگیر خاصیت مغناطیسی ندارد و گریدهای 304 و 316 نیز رایج‌ترین استیل نگیر مصرفی صنایع هستند.
عوامل تاثیرگذار بر قیمت استیل
قیمت استیل برمبنای عوامل مختلفی نظیر بهای آهن، هزینه‌های تولید (تهیه مواد اولیه، نیروی کار، انرژی و...)، میزان عرضه و تقاضا و همین‌طور، نوسانات نرخ ارز تعیین می‌شود. از‌این‌رو، می‌توان گفت‌که قیمت ورق استیل به‌عوامل متعددی بستگی دارد. علاو بر‌این موارد، مشخصات فنی استیل نیز بر محدوده قیمتی آن تاثیر می‌گذارد. از این مشخصات می‌توان به‌نوع استیل، ضخامت، ابعاد، وضعیت سطحی و کیفیت مواد به‌کار رفته در ترکیب آن اشاره کرد. شرکت‌های تولیدکننده انواع استیل نیز استراتژی‌های مخصوص خود را دارند و تولیداتشان را بر همین اساس قیمت‌گذاری می‌کنند. درهرصورت، اگر قصد خرید استیل را دارید می‌توانید قیمت روز آن را به‌صورت آنلاین استعلام بگیرید.
استیل؛ آلیاژی مقاوم و پرکاربرد در قلب صنایع مدرن
استیل یکی از فلزات مهم دنیای صنعت است که عناصر اصلی آن، آهن و کربن هستند. البته عناصر دیگری نیز مانند کروم، نیکل، تیتانیوم، مولیبدن و مس در ترکیب استیل به‌کار گرفته می‌شوند. این عناصر به بهبود خصوصیات مکانیکی استیل کمک می‌کنند و مقاومت آن را در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی افزایش می‌دهند. سختی و مقاومت فوق‌العاده استیل از یک‌‌سو و شکل‌پذیری مطلوب آن ازسوی‌دیگر باعث محبوبیتش نزد صنعتگران شده است. از‌این‌رو، شاهد استفاده گسترده از انواع استیل در صنعت ساختمان‌سازی، خودروسازی، فضایی، برق و الکترونیک هستیم. از این آلیاژ در ساخت لوازم خانگی نیز استفاده می‌شود. درمجموع، استیل یک‌نوع فولاد مقاوم و پرکاربرد است.
