تفاوت ورق استیل 904L و 316L: بخش دوم

هر دو ورق استیل 316L و 904L حاوی کروم هستند که با اکسیژن موجود در هوا واکنش می دهد و یک لایه نازک و محافظ از اکسید کروم بر روی سطح آلیاژ تشکیل می دهد.

316L در مقابل 904L: دوام

آب دریا بسیار غیر قابل پیش بینی است. این می تواند تغییرات قابل توجهی در دما، سطح کلرید و حضور میکروارگانیسم ها یا زباله ها داشته باشد. بنابراین، یک فیلتر BWMS باید به اندازه کافی بادوام باشد تا بتواند این تغییرات را تحمل کند.
هر دو ورق استیل 316 و 904L حاوی کروم هستند که با اکسیژن موجود در هوا واکنش می دهد و یک لایه نازک و محافظ از اکسید کروم بر روی سطح آلیاژ تشکیل می دهد. با این حال، مهم است که توجه داشته باشید که 904L حاوی کروم بیشتری نسبت به 316L است. این بدان معنی است که احتمالاً محافظت بیشتری را در مدت زمان طولانی‌تری ارائه می‌کند.

904L در مقابل 316L: مقاومت در برابر خوردگی

شاید مهمترین ویژگی هر آلیاژی که در کاربردهای دریایی استفاده می شود، توانایی آن در مواجهه مداوم با مواد خورنده است. فیلترهای آب دریا مستعد انواع مختلفی از حملات خوردگی هستند، از جمله ناشی از کلرید، خوردگی ناشی از میکروبیولوژیک و خوردگی شکافی. این فیلتر به ویژه در طول دوره 1 تا 3 هفته بین بالاست شدن، زمانی که فیلتر در آب راکد غوطه ور می شود، به این سه نوع خوردگی حساس است، که می تواند اجازه ایجاد یک بیوفیلم را در داخل فیلتر و روی صفحه نمایش دهد و منجر به خوردگی شود. بنابراین، صاحب کشتی به فیلتری با حداکثر مقاومت در برابر خوردگی نیاز دارد.

مالکان کشتی و سازندگان می توانند مقاومت در برابر خوردگی را با مشاهده مقدار PREN آلیاژ اندازه گیری کنند. این فرمول به مقدار کروم (Cr)، مولیبدن (Mo) و نیتروژن (N) در یک آلیاژ می‌پردازد تا میزان مقاومت آن در برابر خوردگی را مشخص کند. در این مورد، ورق استیل 904L پیروز واضح بیش از 316L است. با میانگین مقدار PREN 36.7، بسیار قوی تر از 316L که فقط PREN 26.1 دارد، است. بنابراین، 904L بیشتر در برابر قدرت خورندگی آب دریا مقاومت می کند.

904L در مقابل 316L: سختی فولاد

برای درک بیشتر تفاوت بین ورق استیل 904L و 316L، باید سختی هر دو فلز را بررسی کنیم. بهترین راه برای انجام این کار، نگاهی به مقیاس راکول است که سختی فرورفتگی یک ماده را اندازه گیری می کند. فلزاتی که در مقیاس راکول امتیاز بالایی دارند سخت‌تر هستند، که به این معنی است که آنها قوی هستند و در برابر هرگونه ضربه یا کبودی مقاومت می‌کنند.

هر دو ورق استیل 904L و 316L دارای مقدار سختی راکول زیر 95 هستند که برای اکثر ورق های استیل معمولی است. این بدان معنی است که آنها قادر به مقاومت در برابر اکثر نیروها هستند که برای BWMS مهم است. با این حال، بسیار مهمتر است که صفحه فیلتر آب دریا در برابر خطرات داخلی مانند کلرید و سایر حملات خوردگی مقاومت کند. 904L به طور کلی خاصیت محافظتی بیشتری ارائه می دهد که آن را بالاتر از 316L قرار می دهد.

904L در مقابل 316L: هزینه

ورق استیل 904L و ورق استیل 316L هر دو به راحتی برای خرید در دسترس هستند. بسیاری از صنایع و شرکت‌ها از ورق استیل 904L استفاده می‌کنند، و این آلیاژ تا حدی به رسمیت شناخته شده است، زیرا توسط تولیدکنندگان ساعت مانند Rolex و OMEGA استفاده می‌شود. ورق استیل 316L معمولاً برای منیفولدهای اگزوز، مبدل های حرارتی، قطعات موتور جت و موارد دیگر استفاده می شود. در نتیجه، تولیدکنندگان BWMS می‌توانند هر دو آلیاژ را بدون تأخیر در عرضه یا گلوگاه محصول وارد زنجیره‌های تأمین خود کنند.

انتخاب ورق استیل 316L یا 904L:

اگر فقط به اعداد نگاه کنید، 316L ممکن است انتخاب جذاب تری به نظر برسد. به دلیل استفاده گسترده از آن در بسیاری از صنایع، خرید این فلز آسان است و با قیمت کمتری در دسترس است. ورق استیل 904L حدود 1.3 برابر بیشتر از 316L قیمت دارد، که می تواند باعث شود برخی از تولیدکنندگان از ایده تولید تمام صفحه های فیلتر خود از این ماده خودداری کنند.

با این حال، مهم است که به یاد داشته باشید که صفحات فیلتر ساخته شده از ورق استیل 904L نسبت به فیلترهای ساخته شده از مواد با دوام کمتر، دوام بیشتری دارند و به تعمیرات کمتری نیاز دارند. قابلیت های افزایش یافته مقاومت در برابر خوردگی ورق استیل 904L باعث می شود که احتمال فرسودگی و شکستن آن در اثر خوردگی کمتر شود و بنابراین در طول عمر خود به تعمیرات کمتری نیاز خواهد داشت. این برای مالکان کشتی که نمی خواهند متحمل هزینه های اضافی برای حفظ کشتی خود در انطباق با استانداردهای محیطی و عملیاتی صنعت شوند، ایده آل است.

تفاوت بین ورق استیل 316L و 904L چیست؟

هنگامی که مالکان کشتی در حال تصمیم گیری بین فیلترها برای BWMS خود هستند، قبل از انتخاب باید عوامل مختلفی نظیر هزینه، در دسترس بودن، ارزش و غیره را در نظر بگیرند. آنها تأثیرات زیادی بر ارزش طولانی مدت فیلتر دارند.

برای تیم های تحقیقاتی بزرگ، انتخاب روشن است: ورق استیل 904L بهترین انتخاب برای فیلترهای BWMS است. ورق استیل 904L دوام بیشتری را ارائه می دهد که باعث می شود در طول زمان موثرتر و هزینه کمتری داشته باشد (علی رغم هزینه اولیه بالاتر). این آلیاژ به افزایش استانداردها در صنعت تصفیه آب دریا کمک می کند و به نوبه خود، عوامل محیطی را در اقیانوس ها در سراسر جهان بهبود می بخشد.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

.

ویژگی های ورق استیل فریتی 443

ورق استیل 443 از نوع فریتی فوق‌العاده خالص است که مقاومت بالایی در برابر خوردگی، خوردگی تنشی و شکافی مشابه سایر ورق های استیل فریتی معمولی دارد.

مقدمه:

ورق استیل 443 از نوع فریتی فوق‌العاده خالص است که مقاومت بالایی در برابر خوردگی، خوردگی تنشی و شکافی مشابه سایر ورق های استیل فریتی معمولی دارد. در مقایسه با ورق استیل 304 آستنیتی با ساختار fcc، ورق استیل فریتی با ساختار bcc دارای ضریب انتشار C بالاتری است، بنابراین کاربیدهای غنی از کروم به راحتی در جوشکاری و سایر فرآیندهای عملیات حرارتی تشکیل می‌شوند و در نتیجه کروم در اطراف کاربید کاهش می‌یابد.

مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای در همین حال، به دلیل تفاوت در انرژی اتصال عناصر آلیاژی با C، Ti و Nb در مقایسه با عناصر کروم، راحت‌تر با C می‌توانند متصل شوند. بنابراین، اجتناب از تشکیل کاربید غنی از کروم با کاهش محتوای C ورق استیل فریتی، و افزودن Ti و Nb به آلیاژ، ورق استیل فریتی 443 فوق‌العاده خالص با مقاومت خوردگی بین دانه‌ای بالا را تشکیل می‌شود .

کاربرد و خواص ورق استیل فریتی 443:

ورق استیل فریتی فوق‌العاده خالص 443 به طور گسترده در لوله‌های جمع‌کننده حرارت خورشیدی، کندانسورهای ماشین‌های کمکی نیروگاه، لوله‌های فولادی ضد زنگ آب گرمایشی و سایر زمینه‌ها استفاده شده است. اکثر محصولات ورق استیل فریتی فوق العاده خالص توسط تغییر شکل پلاستیکی پردازش می شوند و رابطه بین تغییر شکل و خواص خوردگی بین دانه ای عمدتاً توسط ساختار مرز دانه و توزیع آن تعیین می شود.

 مهندسی مرز دانه:

طراحی و کنترل مرزدانه (GBD) اولین بار در سال 1984 توسط Watanabe و همکاران ارائه شد. لین و همکاران  آن را بیشتر به مهندسی مرز دانه (GBE) توسعه دادند. براندون و همکاران به طور رسمی مفهوم شبکه های محل تصادف (CSL) را هنگام مطالعه ساختار مرزی دانه W ارائه کرد و مقدار Σ را به عنوان نسبت نقاط محل تصادف در رابطه با کل نقاط سایت تعریف کرد. مرزهای دانه CSL از Σ≤29 به عنوان مرزهای دانه ویژه (SGB) شناخته می شوند، و مرزهای 49≥Σ> 29 به عنوان مرزهای دانه با زاویه بزرگ تصادفی (RGB) تعریف می گردند.

هرچه مقدار Σ کوچکتر باشد، تعداد نقاط محل تصادف مرز دانه بیشتر است، ساختار تناوبی مرزدانه کوتاه تر است و انرژی مرزی دانه کمتر می باشد. در مقابل، به دلیل درجه بالای نظم در مرزهای دانه Σ پایین، ضریب انتشار اتم های محلول در مقایسه با RGB بسیار کاهش می یابد. بنابراین، یک فاز رسوب‌شده، مانند Cr23C6، هسته‌دهی و رشد در مرزهای دانه کم Σ دشوارتر است، بنابراین مقاومت خوردگی بین دانه‌ای ورق استیل را بهبود می‌بخشد.

علاوه بر تغییر شکل لغزش نابجایی، یک آلیاژ مکعبی رو به مرکز با انرژی نسبتاً کم از نظر گسل های انباشته مستعد جوانه زدن دوقلوهای تغییر شکل است، یعنی تعداد زیادی مرز دانه دوقلوی Σ3 وجود دارد. بنابراین، کاربرد اخیر GBE در تحقیقات خوردگی بین دانه ای برای ورق استیل عمدتاً بر ورق استیل آستنیتی متمرکز شده است. علاوه بر این، برای آلیاژهای پلی کریستالی، تشکیل مرزهای دانه کم Σ عمدتاً با مهاجرت مرز دانه به دست می آید. 

مکانیسم مهاجرت مرزدانه در ورق استیل 443:

دو مکانیسم مهاجرت مرزدانه وجود دارد: مهاجرت ناشی از انتشار و مهاجرت ناشی از فشار. 

ضریب انتشار اتم ها در مرزهای دانه Σ پایین کوچک است، و در نتیجه مهاجرت مرز دانه نسبتاً آهسته در دماهای پایین ایجاد می شود. تحقیقات در این زمینه عمدتاً بر فرآیند تغییر شکل حرارتی متمرکز است. با این حال، تعداد زیادی از اجزای ساختاری در صنعت محصولات تغییر شکل سرد هستند که دارای مزایای حفاظت از محیط زیست و روند توسعه اقتصادی در مقایسه با تغییر شکل حرارتی می باشند.

مطالعات کمی در مورد کنترل خوردگی بین دانه ای ورق استیل فریتی فوق خالص 443 تغییر شکل سرد توسط GBE انجام شده است. در طول تغییر شکل سرد، به دلیل فقدان مکانیسم مهاجرت ناشی از انتشار در فرآیند تغییر شکل حرارتی، یا قانون تکامل توزیع مشخصه مرزی دانه (GBCD) برای ورق های استیل فریتی فوق خالص تغییر شکل سرد یا رابطه بین حساسیت خوردگی بین دانه‌ای و GBCD با آلیاژهای تغییر شکل حرارتی متفاوت خواهد بود.

در واقع، علاوه بر شرایط مختلف خدمات، خواص مواد (در اینجا، حساسیت خوردگی بین دانه ای) به ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی مواد بستگی دارد. با توجه به تجزیه و تحلیل فوق و نتایج تجربی به‌دست‌آمده در تحقیقات اخیر انجام‌شده، به دلیل محتوای کم کربن، در ورق استیل فریتی فوق‌خالص 443 هیچ کاهش کرومی وجود ندارد. ترکیب شیمیایی مرز دانه و ماتریس آلیاژ اساساً یکنواخت است.

بنابراین، خوردگی بین دانه ای ورق استیل فریتی فوق خالص 443 عمدتاً ناشی از ناهمگنی ساختار مرز دانه (یا نقص کریستالی) است. با توجه به اصل الاستیک-پلاستیک فلزات، تنش پسماند می تواند ناهمگونی نسبی ساختار بلوری را به صورت ماکروسکوپی نشان دهد. بسیاری از مطالعات نشان داده‌اند که هر چه تنش آلیاژ بیشتر باشد، حساسیت خوردگی بین دانه‌ای بیشتر است.

محققان مقاومت خوردگی بین دانه‌ای را با افزودن عناصر خاکی کمیاب به ورق استیل فریتی بهبود بخشیدند و نظریه میدان تنش خوردگی بین دانه‌ای ورق استیل فروزیک فوق‌العاده خالص را پیشنهاد کردند که هدف آن توضیح اثرات تنش پسماند ناشی از فاز رسوب‌شده بر عملکرد خوردگی بین دانه ای ورق استیل فریتی است. با این حال، آنها تأثیر تنش پسماند ناشی از تغییر شکل پلاستیک بر حساسیت خوردگی بین دانه‌ای را روشن نکردند.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

.

آیا ورق استیل گرید غذایی سمی است؟: بخش اول

ورق استیل در کاربردهای بی شماری در سراسر جهان از کارد و چنگال گرفته تا سینک آشپزخانه، ظروف پخت و پز و ماشین ظرفشویی، چاقوی جراحی تا ایمپلنت پروتز، هواپیما، قطار، اتومبیل و حتی دندان و بطری های آب و ظروف نگهداری مواد غذایی استفاده می شود.

 

 

مقدمه:

 

ورق استیل از اوایل قرن بیستم وجود داشته است و اکنون در کاربردهای بی شماری در سراسر جهان از کارد و چنگال گرفته تا سینک آشپزخانه، ظروف پخت و پز و ماشین ظرفشویی، چاقوی جراحی تا ایمپلنت پروتز، هواپیما، قطار، اتومبیل و حتی دندان و بطری های آب و ظروف نگهداری مواد غذایی استفاده می شود.

 

از نظر فنی، ورق استیل به عنوان آلیاژ فولادی با حداقل 10.5 درصد کروم بر حسب جرم تعریف می شود. همانطور که از نام آن پیداست، ورق استیل فولادی است که باید «کمتر» لکه بگیرد و خورده نشود (یعنی زنگ نزند). البته ورق استیل کمتر از فولاد معمولی لکه می گیرد، اما ضد لک نیست. معمولاً به عنوان آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی تصور می شود، اما با توجه به طیف گسترده ای از درجات ورق استیل، در واقع مشخصه تعریف کننده چندان مفیدی نیست، زیرا کیفیت و گرید ورق استیل است که استحکام و مقاومت در برابر خوردگی آن را تعیین می کند.

 

 

ترکیب شیمیایی ورق استیل:

 

عنصر پایه در ورق استیل آهن (Fe) است و به آن کروم (Cr) اضافه می شود که آن را به یک آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی تبدیل می کند. در واقع ورق استیل آلیاژی از مخلوط فلزات است. مقدار کمی کربن (C) اغلب برای افزایش سختی و استحکام گنجانده می شود. نیکل (Ni) ممکن است برای تثبیت ساختار کریستالی آهن و در نتیجه افزایش یکپارچگی در تمام دمای شدید و کمک به مقاومت در برابر خوردگی اضافه شود.

 

ساختار کریستالی آهن باعث می شود که ورق استیل در دماهای پایین غیر مغناطیسی و کمتر شکننده باشد. سایر عناصر آلیاژی مانند مولیبدن (Mo) یا تیتانیوم (Ti) ممکن است برای بهبود خواص مقاومت در برابر حرارت و خوردگی اضافه شوند.

 

یکی از ویژگی های فوق العاده ورق استیل این است که خود ترمیم شونده است. کروم از طریق فرآیندی به نام غیرفعال سازی، یک لایه نامرئی روی آهن ایجاد می کند تا آلیاژ را از هوا و آب محافظت کند. اگر سطح آلیاژ خراشیده شود، لایه به سرعت خود را در حضور اکسیژن بازسازی می کند.

 

به همین دلیل است که ورق استیل با کیفیت بالا، حتی اگر خراشیده شود، زنگ نمی‌زند. به معنای واقعی کلمه صدها نوع ورق استیل وجود دارد. برای مروری بر انواع متعدد ورق استیل و توضیحاتی در مورد سیستم های طبقه بندی، ممکن است لازم باشد جداول و سایر مراجع مشاهده شود.

 

 

 

 

 

گریدهای ورق استیل:

 

ورق استیل مورد استفاده برای تولید اکثر محصولاتی که مراکز دوستار محیط زیست تحت عنوان "زندگی بدون پلاستیک" ارائه می دهند، گرید 304 نامیده می شود که یک ورق استیل با کیفیت بالا، بهداشتی و از درجه غذایی است که در بسیاری از برنامه های غذایی، لبنیات، ماءالشعیرسازی، بیمارستان ها و برنامه های بهداشتی در سراسر جهان استفاده می شود.

 

محصولات گرید ورق استیل 304 که برای صنایع غذایی استفاده می شود، به عنوان 8-18 یا 10-18 تعیین می شوند. '18' به درصد کروم در ورق استیل و '8' یا '10' به درصد نیکل اشاره دارد. هر دو از ورق های استیل با کیفیت بالا هستند. کروم و نیکل همان چیزی هستند که ورق استیل را در برابر خوردگی مقاوم کرده و استحکام، دوام و در مورد نیکل، مقاومت در برابر حرارت آن را افزایش می دهد.

 

هیچ تفاوت عمده ای در خواص مکانیکی و استحکام ورق های استیل 8-18 و 10-18 وجود ندارد. 10-18 ممکن است به مقدار کمی انعطاف پذیرتر از 8-18 باشد (یعنی کمی بیشتر قادر به خم شدن بدون شکستگی)، اما تفاوت آنقدر کوچک است که برای اهداف ظروف غذا و نوشیدنی کاملاً بی اهمیت می باشد.

 

کیفیت کلی ورق استیل نیز می تواند بر شکل پذیری تأثیر بگذارد. بنابراین برای اهداف کلی، انتخاب بین 8-18 و 10-18 عملاً بی‌ربط هستند، اگرچه هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از مزایای احتمالی 8-18 این است که محتوای نیکل کمتر می تواند برای هرکسی که به نیکل آلرژی دارد یک مزیت باشد اما در اینجا نیز کیفیت یک مسئله است زیرا ورق استیل با کیفیت بالاتر با مقدار بیشتر نیکل موجود در آن، در مقایسه با ورق استیل با کیفیت پایین تر که نیکل کمتری در آن وجود دارد، ممکن است نیکل کمتری آزاد کند.

 

گریدهای ورق استیل با نیکل بسیار کمی وجود دارند (به عنوان مثال، گرید 430) و هزینه کمتری دارند، اما به دلیل کاهش مقاومت در برابر خوردگی و دما، کیفیت پایین تری دارند. به طور مشابه، گریدهای دیگری با محتوای نیکل کم (به عنوان مثال، گریدهای 201 و 202) وجود دارد که در آنها نیکل با منگنز بیشتری جایگزین می شود.

 

منگنز (Mn) به طور قابل توجهی ارزانتر از نیکل است، اما ورق استیل حاصل ممکن است در شرایط خاص کمی بیشتر در برابر خوردگی حساس باشد و ممکن است ظاهر سطحی ضعیف تری داشته باشد. محتوای نیکل نیز ممکن است افزایش یابد و ورق استیل با درجه کمی بالاتر ایجاد شود. به عنوان مثال، گریدهای 316 و 317 ممکن است دارای 10 تا 15 درصد نیکل باشند و شامل مولیبدن باشند که ترکیب آن باعث افزایش مقاومت در برابر اشکال خاصی از خوردگی در محیط‌های شدید، مانند خوردگی کلرید می‌شود.

 

 

 

 

 

 

 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی

.