آشنایی با انواع استیل

به آلیاژ آهن و کربن، "کربن-فولاد" می‌گویند. کربن باعث سخت تر شدن آهن می‌شود که وابسته به درصد جرمی کربن در آلیاژ، فولاد به سه دسته تقسیم می‌شود.

فولاد با کربن کم (Low-carbon steel) که بین 0.03 تا 0.25 درصد جرمی کربن دارند و برای موتور وسایل نقلیه و صنایع کاربرد دارد.

فولاد با کربن متوسط (Medium-carbon steel) که بین 0.25 تا 0.70 درصد جرمی کربن دارد و برای پیچ و مهره، قطعات ماشین‌ها، جوش دادن میله‌ها و ریل‌ها کاربرد دارد.

فولاد با کربن زیاد (High-carbon steel) که بین 0.80 تا 1.5 درصد جرمی کربن دارد که در ابزارهای برش و مته‌ها کاربرد دارد.

کربن-فولادها در مقابل خوردگی و اکسید شدن مقاوم نیستند. یکی از راه‌های حافظت از کربن-فولادها لایه‌ای از روی بر سطح فولاد است. فلز روی قدرت کار مکانیکی پایینی دارد اما در برابر خوردگی مقاوم است. به این نوع فولاد گالوانیزه می‌گویند که بر اثر خط و خش بر سطح آن لایه محافظ روی از بین می رود و فولاد اکسید می‌شود.

کربن فولادها را با موادی دیگر آلیاژ می‌کنند تا خواص متفاوتی بدست آورند، به عنوان مثال فولاد ضد زنگ (Stainless steel) یا فولاد استینلس ملقب به استیل در فارسی که آلیاژ از کربن-فولادها با فلز کروم است که در ادامه مطلب به برسی آن می‌پردازیم. از آلیاژ با فلز منگنز فولاد بادوام بالا بدست می‌اید. از آلیاژهای دیگر می‌توان به آلیاژ با فلزات تیتانیوم، وانادیوم، کوبالت و یا تنگستن اشاره کرد که هر یک خواص منحصر به فردی دارند.

استینلس استیل‌ها بسیار کاربردی و مفید هستند مخصوصاً در آشپزخانه، جاهایی که تمیزی و مقاومت در برابر خوردگی مهم است، تانک‌های ذخیره‌سازی مواد شیمیایی، قسمت‌هایی از خودروها، کاتالیست ها و... و گستره بسیار بزرگی مهم و کاربردی است.

استینلس استیل حداقل 10.5 درصد جرمی کروم دارند که به علت ایجاد لایه‌ای به حداقل ضخامت 13nm اکسید کروم بر روی سطح فولاد از اکسید شدن آهن محافظت می کندو بر خلاف فولاد گالوانیزه بر اثر خط و خش لایه محافظ جدید ایجاد می‌شود.

چهار دسته اصلی برای استینلس استیل‌ها وجود دارد که به برسی آنها می‌پردازیم:

فریتیک استینلس استیل(Ferritic stainless steel) که معمولاً شامل 17 درصد جرمی کرم و کمتر از 0.12 درصد جرمی کربن است و در مصارف خانگی مانند ظرف‌شویی و لباس‌شویی و لوازم شست‌وشو استفاده دارد.

مارتنسیتیک استینلس استیل (Martensitic stainless steel) که مشابه فریتیک استینلس استیل معمولاً شامل 11-13 درصد جرمی کرم و کربن بیشتری است. این آلیاژ محکم و سخت است و قابل تیز شدن است و از آن در ساخت چاقو و باقی شمشیرها استفاده می‌شود.

آستنیتیک استینلس استیل (Austenitic stainless steel) که شامل بیش از 7 درصد جرمی نیکل و اغلب گریدهای آن شامل 18 درصد جرمی کرم و کمتر از 0.08 درصد کربن است. این آلیاژ هادی است و از آن برای ساخت لوازم پوشیدنی و ساخت قاشق و چنگال و لوازم آشپزی استفاده می‌شود.

فریتیک-آستنیتیک استینلس استیل (Ferritic-Austenitic tainless steel) یا استینلس استیل ترکیبی که ترکیبی از دو آلیاژ فریتیک و استنیتیک است که باعث می‌شود قابل پوشیدن باشد و در تانک‌های آب گرم استفاده می‌شود.

فولادها بر اثاث درصد عناصر مختلف در آن‌ها گرید بندی می‌شوند. برخی از کشورها جهان استاندارهای گرید بندی‌های مختص خوددارند اما اغلب از گرید بندی SAE که سیستم عدد گذاری استاندار آلیاژها است استفاده می‌شود.

SAE استینلس استیل‌ها را به سری‌های مختلف بر اثاث عناصر سازند تقسیم‌بندی می‌کند

سری 100

سری 200: از نوع استنیتیک اند که با منگنز آلیاژ شده‌اند

سری 300: از نوع استنیتیک اند و انواع بسیاری دارند

سری 400: از نوع فریتیک و مارتنسیتیک

سری 500: استینلس استیل‌های مقاوم در برابر حرارت

سری 600: برای آلیاژهای انحصاری ساخته شده بود ( این سری دیگر جزو SAE نمی‌باشد)

سری 900: از نوع استنیتیک اند که با مولیبدن آلیاژ شده‌اند

از گریدهای مشهور می‌توان به گرید 304 و 316 که بدون حساسیت‌اند و مناسب برای تماس با پوست انسان اشاره که کاربردهای فراوانی در زیورآلات و لوازم آشپزخانه دارند.

ما در زیورآلات نگار مفتخریم از گریدهای 304N  و 316N که به علت وجود عنصر نیتروژن در آلیاژ از مقاومت بالایی در برابر خوردگی و اکسید شدن دارد و تضمین می‌شود که در برابر مات شدن زیورآلات استیل شما مقاوم باشد.

 

منابع:

Catherine Housecroft, Alan G. Sharpe. Inorganic Cemistery: Prentice Hall Fourth Edition (2012) p. 180,182

Bringas, John E. (2004). Handbook of Comparative World Steel Standards: Third Edition (PDF) (3rd ed.). ASTM International. p. 14

https://en.wikipedia.org/wiki/SAE_steel_grades#Stainless_steel.

 

نویسنده: محمد مشهدی رفیعی