رفتار استنلس استیل در دماهای بالا و نزدیک ذوب

فولادهای ضد زنگ یا استنلس‌ استیل از جمله اقلامی هستند که اغلب در صنعت به دلیل مقاومت در برابر خوردگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این در حالی است که این محصولات به دلیل خواص خود در دماهای بالا و نزدیک به ذوب نیز می‌توانند کاربردهای زیادی داشته باشند.

 

 

مشخص ‌کردن محدوده دمایی برای استیل

فلز استیل یکی از مقاوم‌ترین فلزات موجود در صنعت از لحاظ مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون است. این امر به دلیل وجود عنصر کروم در استیل رخ می‌دهد. همچنین کروم می‌تواند بر مقاومت استیل در برابر آتش نیز تأثیرگذار باشد.

به همین دلیل، استنلس ‌استیلی که از حداقل 18 درصد کروم تشکیل شده باشد، می‌تواند در گریدهای 304، 316 و 330 و تا دماهای 870 درجه سانتی‌گراد و حتی بالاتر نیز مورد استفاده قرار بگیرد.

در این بین، ذکر این نکته الزامی است که فاکتورهای مختلفی نیز می‌توانند بر ذوب شدن استنلس ‌استیل در آتش تأثیرگذار باشند.

 

فاکتورهای زیر می‌توانند به ‌صورت مستقیم بر میزان تحمل و مقاومت استیل در برابر آتش تأثیر بگذارند:

1- نوع آلیاژ فولاد ضدزنگ
2- مدت زمانی که قطعه استیل در معرض آتش و دمای بالا قرار می‌گیرد
3- نوع مواد شیمیایی موجود در محیط
4- شکل هندسی و ضخامت قطعه
5- میزان تحمل استیل در آتش تغییر رفتار استیل در دماهای نزدیک به ذوب

 

رفتار استنلس ‌استیل در دماهای بالا

 

 

زمانی که استیل در دماهای بالا و نزدیک به ذوب قرار می‌گیرد، رفتار آن تغییر می‌کند و همین رفتار می‌تواند به‌ صورت مستقیم بر کاربرد استیل تأثیرگذار باشد.

باید اشاره کرد که میزان تحمل استیل در آتش به میزان عناصر الیاژی موجود در آن بستگی دارد. زمانی که به دمای ذوب شدن استنلس ‌استیل در آتش نزدیک می‌شویم، انبساط حرارتی در فلز رخ می‌دهد. این انبساط حرارتی می‌تواند باعث شود تا استنلس ‌استیل شکل خود را از دست دهد و با خمش یا کمانش مواجه شود.

از سوی دیگر، داغ شدن استنلس ‌استیل می‌تواند استحکام کششی آن را نیز به خطر بیندازد. به بیان دیگر، زمان که دمای استیل افزایش پیدا می‌کند، مقاومت آن در برابر خوردگی کم می‌شود و به ‌نوعی خزش در آن پدید می‌آید.

همچنین باید اشاره کرد که دماهای بالا می‌توانند مقاومت استیل را در برابر اکسیداسیون به خطر بیندازد. از این ‌رو، فلز مستعد زنگ‌زدگی بیشتر، پوسته پوسته شدن و تضعیف یکپارچگی ساختاری می‌شود.

 

محدوده دمایی آلیاژهای 304، 316 و 330

استنلس ‌استیل دارای گریدهای بسیار مختلفی است که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به گریدهای 304، 316 و 330 اشاره کرد. تفاوت این گریدها به تفاوت میزان عناصری که در آن‌ها به ‌کار رفته است، بستگی دارد. 

 

تحمل دمایی گرید 304

هنگامی که استنلس ‌استیل 304 به عنوان پُر کاربردترین گرید استیل، در دماهایی بین 870 تا 925 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد، همچنان مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون از خود نشان می‌دهد. ب

ا این ‌وجود، اگر مقاومت در برابر رطوبت مد نظر باشد، بهتر است که از استفاده مداوم این فلز در محدوده دمایی 425 تا 860 درجه سانتی‌گراد خودداری شود.

به‌ عبارت‌ دیگر، این استیل می‌تواند با حفظ خواص خود برای مدت کوتاهی در دماهای 870 تا 925 درجه سانتی‌گراد مورد استفاده قرار بگیرد.

در صورتی که این محدوده دمایی همچنان برقرار باشد، باعث می‌شود که مقاومت فلز در برابر رطوبت کاهش پیدا کند و گرید 304 در معرض آسیب‌های خوردگی و زنگ‌زدگی قرار بگیرد.

دمای ذوب استنلس‌ ورق استیل 304 بین 1399 تا 1454 درجه سانتی‌گراد است. طبیعی است که هر چه به این دما نزدیک‌تر شویم، استحکام کششی آن کاهش پیدا می‌کند.

 

تحمل دمایی گرید 316

از استنلس ‌استیل با گرید 316 می‌توان در محیط‌هایی استفاده کرد که احتمال خوردگی و بخصوص خوردگی کلریدی بسیار زیاد است. دلیل این امر این است که مقاومت در برابر خوردگی این گرید در مقایسه با گرید 304 بیشتر است.

محدوده ذوب این فلز 1371 تا 1399 درجه سانتی‌گراد است. از این ‌رو، دمای ذوب آن تقریباً بین 10 تا 40 درجه سانتی‌گراد کمتر از استیل با گرید 304 است.

به همین دلیل، آلیاژ گرید 316 نسبت به آلیاژ گرید 304 برای استفاده در دماهای بالاتر کمی نامطلوب‌تر خواهد بود. در دماهای بالا مقاومت این فلز نیز در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی کاهش پیدا می‎کند و گرید 316 مستعد خزش و شکست می‌شود.

 

تحمل دمایی گرید 330

بدون شک، در میان سه گرید اشاره شده، گرید 330 به عنوان مقاوم ‌ترین استیل در برابر آتش شناخته می‌شود. از این ‌رو می‌توان از آن به ‌عنوان یک آلیاژ مقاوم در برابر حرارت‌های بالا نام برد.

استیل 330 به دلیل مشخصات مقاوم به حرارت در کوره‌ها و سبدهای عملیات حرارتی بسیار کاربرد دارد و از جمله آلیاژهای پُر نیکل و گران قیمت استیل است.

از آنجایی که دو عنصر کروم و نیکل در این گرید حضور دارند، استنلس ‌استیل 330 می‌تواند دماهای نزدیک به 1094 درجه سانتی‌گراد را تحمل کند. این دما نزدیک به دمای ذوب شدن استنلس ‌استیل در آتش است.

به‌ طور معمول، این آلیاژ بین 18 تا 22 درصد کروم و 34 تا 37 درصد نیکل دارد.

با این که استنلس ‌استیل با گرید 330 می‌تواند در برابر پوسته‌ پوسته شدن و اکسیداسیون در دماهای نزدیک به 1094 درجه مقاومت کند، اما بهتر است تا از آن در دماهای بالاتر از 940 درجه سانتی‌گراد استفاده نشود. این کار می‌تواند شکل فلز را تغییر دهد و مقاومت آن در برابر خزش و شکست را کم کند.

 

.