فولاد یکی از همه‌کاره‌ترین و مفیدترین مواد روی زمین است، که عمدتاً از آهن و کربن تشکیل شده است. آهن با حذف اکسیژن و سایر ناخالصی‌ها از سنگ آهن ساخته می‌شود. اما فولاد مدرن پیچیده‌تر از این ترکیب ساده است. بیش از ۳۵۰۰ درجه مختلف از فولاد وجود دارد که با تغییر مقدار کربن، افزودن عناصر آلیاژی مثل کروم و نیکل، و فرآیندهای تولید متفاوت به دست می‌آیند. این ترکیبات و فرآیندها ویژگی‌های فولاد را به شدت تغییر می‌دهند و آن را برای استفاده در سناریوهای بی‌شماری مناسب می‌کنند.
استیل و آلیاژهای استیل به دلیل خواصی چون مقاومت در برابر خوردگی، استحکام بالا، شکل‌پذیری عالی و ظاهر زیبا، در صنایع مختلف از جمله ساختوساز، خودروسازی، ابزار دقیق و لوازم خانگی بسیار کاربرد دارند. تنوع در خواص استیل، مهندسان و صنعتگران را قادر می‌سازد تا بهترین ماده را برای هر کاربرد خاص انتخاب کنند و بهبود عملکرد و طول عمر محصولات را تضمین کنند.
استیل چیست؟
استیل (Steel) یک آلیاژ فلزی است که از ترکیب آهن (Fe) و مقدار کمی کربن (معمولاً کمتر از ۲ درصد) تشکیل شده است، که این ترکیب باعث افزایش استحکام و سختی آن می‌شود. استیل به دلیل خواص مکانیکی برجسته، مقاومت در برابر خوردگی و شکل‌پذیری بالا، یکی از پرکاربردترین مواد در صنایع مختلف است.
یکی از مهم‌ترین انواع استیل، فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل (Stainless Steel) است که با افزودن عناصر مختلف مانند کروم، نیکل و مولیبدن به آهن تولید می‌شود. وجود کروم در این آلیاژ، مقاومت بسیار بالایی در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی به آن می‌بخشد. همچنین، بسته به نیازهای مختلف صنعتی، عناصر دیگری مانند نیکل و آلومینیوم به ترکیب افزوده می‌شود تا خواص خاصی مانند سختی، مقاومت در برابر حرارت و قابلیت جوشکاری بهبود یابد.
استنلس استیل‌ها تحت گریدهای مختلفی تولید می‌شوند که هر گرید ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارد. به‌عنوان مثال، برخی گریدها برای مقاومت در برابر محیط‌های خورنده مناسب هستند، در حالی که برخی دیگر برای کاربردهای دما بالا یا دما پایین طراحی شده‌اند.
مقاله پیشنهادی جهت مطالعه : ورق استیل از کجا بخریم؟
کاربردهای انواع استیل
انواع استیل کاربردهای مختلفی و زیادی دارند. از مهم‌ترین کاربردهای ورق استیـل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- بدنه و بال‌های موجود در هواپیما
- ساخت مخازن مربوط به انتقال مواد غذایی و دارویی
- صنایع خودروسازی
- در تجهیزات پزشکی و داروسازی
- در انواع تزئینات و ساخته‌های مربوط به هنر معماری
- سقف‌های بکار رفته در ساختمان‌ها
- مصارف تزئینی استیل در دکوراسیون منازل و دفاتر
- در تولید لوازم آشپزخانه
مزایای استفاده از انواع استیل
فولاد به عنوان یکی از مصالح کلیدی در ساخت و ساز، به دلیل ویژگی‌های برجسته‌اش، انتخابی محبوب در میان مهندسان و معماران است. در مقایسه با سایر مصالح، انواع استیل از مزایای متعددی برخوردار است که آن را برای طیف گسترده‌ای از کاربردها مناسب می‌سازد:
- استحکام و دوام
- سبکی در وزن
- نصب آسان و سرعت در ساخت
- انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری
- ساخت آسان در اندازه‌های مختلف
- مقاومت در برابر آتش، آفات و حشرات، رطوبت، آب و هوا
- مقرون به صرفه
- برخورداری از ظاهر زیبا و جذاب
- سازگار با محیط زیست و بهداشتی بودن
- بهبود کیفیت ساختوساز ایمن و مقاوم
بررسی انواع آلیاژ استیل
استنلس استیل‌ها در گریدها و مقاطع مختلف با عناصر آلیاژی اصلی مانند کروم و نیکل تولید می‌شوند که این ترکیبات به آن‌ها مقاومت بالا در برابر خوردگی می‌بخشند. در ادامه، انواع آلیاژهای استیل به‌صورت جزئی معرفی خواهند شد.
-
آلیاژهای استیل بگیر
- آلیاژ استیل ۴۱۰: به دلیل خاصیت مغناطیسی برجسته‌اش به “استیل بگیر” معروف است. این استیل با محتوای کروم بیشتر و نیکل کمتر نسبت به استیل‌های نگیر، مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد و در عین حال مقرون‌به‌صرفه‌تر است. ورق استیل ۴۱۰ نیز در بین استیل‌های بگیر، به‌عنوان گزینه‌ای با کمترین قیمت شناخته می‌شود.
- آلیاژ استیل ۴۲۰: فولاد ضد زنگ ۴۲۰ به دلیل پایداری فاز مارتنزیت، دارای سختی و مقاومت به سایش بالا است. این ویژگی‌ها باعث می‌شود که این نوع استیل برای ساخت ابزارهایی مانند قیچی، چاقو و سایر ابزارهای برشی ایده‌آل باشد. با توجه به خواص مکانیکی برتر، قیمت استنلس استیل ۴۲۰ بالاتر از استیل ۴۱۰ است.
- آلیاژ استیل ۴۳۰: آلیاژ استیل ۴۳۰ به‌عنوان گران‌ترین نوع استیل بگیر در بازار شناخته می‌شود، زیرا قابلیت عملیات حرارتی بالایی دارد. این ویژگی آن را برای تولید بدنه لوازم خانگی و کاربردهای متنوع دیگر مناسب می‌کند.
-
آلیاژهای استیل نگیر
- آلیاژ استیل ۳۰۴: استیل ۳۰۴، که به عنوان استیل نگیر یا استیل ۱۸-۸ نیز شناخته می‌شود (به دلیل دارا بودن ۱۸ درصد کروم و ۸ درصد نیکل)، پرکاربردترین نوع استیل در صنایع مختلف است. این استیل در دو نوع کم کربن و پرکربن تولید می‌شود، که نوع کم کربن آن با نام استیل ۳۰۴L معروف است. حرف “L” نشان‌دهنده مقدار کم کربن است که این نوع استیل را برای جوشکاری مناسب می‌کند. همچنین، در دسته استیل‌های غیرمغناطیسی، ورق استیل ۳۰۴ نگیر به عنوان یکی از ارزان‌ترین گزینه‌ها شناخته می‌شود.
- آلیاژ استیل ۳۱۶: فولاد استیل ۳۱۶، مشابه استیل ۳۰۴، در نوع کم کربن به نام ۳۱۶L تولید می‌شود و قابلیت جوشکاری مناسبی دارد. با این حال، به دلیل وجود مولیبدن، ورق استیل ۳۱۶ گران‌تر از ورق ۳۰۴ است و مقاومت بهتری در برابر خوردگی دارد.
- آلیاژ استیل ۳۲۱: این آلیاژ، که نسخه‌ای از استیل ۳۰۴ با افزودن تیتانیوم است، به دلیل افزایش مقاومت در برابر خوردگی به‌طور خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌عنوان گران‌ترین آلیاژ نگیر در بازار، این استیل تحت عنوان “آلیاژ استیل نسوز” نیز شناخته می‌شود و برای تولید قطعات با کاربرد در دماهای بالا مناسب است. تیتانیوم موجود در ساختار این فولاد موجب بهبود مقاومت و دوام آن در شرایط سخت می‌شود.
- آلیاژ استیل ۳۱۶ Ti: استیل Ti 316 حاوی مقدار زیادی تیتانیوم، نیکل و کروم است و به دلیل وجود تیتانیوم بیشتر نسبت به استیل ۳۲۱، با قیمت بالاتری عرضه می‌شود. این فولاد ضد زنگ، با ویژگی‌های برتر در مقاومت به خوردگی، در زمره گران‌قیمت‌ترین استیل‌های نگیر قرار دارد. تیتانیوم موجود در این آلیاژ به‌طور خاص موجب افزایش دوام و مقاومت آن در شرایط سخت می‌شود.
-
آلیاژهای استیل نسوز
- آلیاژ استیل ۳۰۹: فولادهای نسوز به‌دلیل مقاومت بالا به اکسیداسیون در دمای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد، به‌طور خاص به استیل نسوز معروف هستند و در تمامی سایزها قابل تأمین می‌باشند. این دسته از فولادها نسبت به سایر انواع استیل گران‌تر هستند و ورق استیل ۳۰۹، به‌عنوان نوعی از این فولادها، ارزان‌تر از ورق نسوز ۳۱۰ است. همچنین، ورق ۳۰۹ در نسخه کم کربن به نام استیل ۳۰۹S نیز تولید می‌شود.
- آلیاژ استیل ۳۱۰: استیل‌های نسوز ۳۱۰ با درصد بالاتری از کروم و نیکل نسبت به استیل ۳۰۹، مقاومت حرارتی خود را تا دمای ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد ارتقا داده‌اند و به‌طور کلی گران‌تر از مدل ۳۰۹ هستند. علاوه بر این، نوع کم کربن با قابلیت جوشکاری این استیل تحت عنوان S310 تولید می‌شود.
سخن پایانی در رابطه با انواع استیل
در سال ۱۹۶۷، تولید جهانی فولاد تنها ۵۰۰ میلیون تن بود، اما این رقم تا سال ۲۰۱۶ به بیش از ۱۶۰۰ میلیون تن افزایش یافت. فولاد که ۵۵ درصد وزن یک خودروی معمولی را تشکیل می‌دهد، نقش حیاتی در صنایع مختلف ایفا می‌کند و به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردش، از تولید و ساخت تا ماشینکاری CNC، تقریبا هر نیازی را برآورده می‌کند. با وجود بیش از ۳۵۰۰ گرید مختلف فولاد، امکان استفاده‌های متنوع از این ماده بی‌پایان به نظر می‌رسد.
با این حال، خواص مختلف فولاد به‌طور مستقیم از استفاده از آلیاژهای گوناگون ناشی می‌شود و به پنج نوع اصلی تقسیم می‌شود. بنابراین، اگر به خرید فولاد فکر می‌کنید، مهم است که وقت کافی برای شناسایی خواص استیل و گرید مناسب برای نیازهای خاص خود اختصاص دهید. این انتخاب صحیح به شما کمک می‌کند تا از مشکلات احتمالی در آینده جلوگیری کنید و بهترین نتیجه را از استفاده از فولاد بگیرید.