ورق استیل ۳۲۱ چیست؟ بررسی مشخصات و کاربردها

ورق استیل ۳۲۱ چیست؟

استنلس‌استیل‌ها یا فولادهای ضد‌زنگ، گروهی از آلیاژهای آهن هستند که علاوه بر کربن، عناصر دیگری مانند کروم نیز در ساختار خود دارند. وجود کروم در ساختار استنلس‌استیل‌ها باعث شده که مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی به طرز چشم‌گیری افزایش یابد. علاوه بر کروم، عناصر دیگری مانند نیکل، مولیبدن، تیتانیوم و غیره می توانند به استیل اضافه شوند و ویژگی‌های متفاوتی را در این آلیاژ به وجود آورند. با اضافه کردن عناصر مختلف به استیل، تا کنون گریدهای بسیار متنوعی از استنلس‌استیل‌ها ساخته شده است که برای معرفی آن‌ها عموما از یک عدد سه رقمی استفاده می‌شود. یکی از این گریدها، نیز استیل ۳۲۱ است که با نام UNS S32100 شناخته می‌شود. در ادامه قصد داریم به بررسی این گرید پرکاربرد بپردازیم.

گریدهای ۳۲۱ و ۳۴۷ در واقع فولاد پایه استیل‌های آستنیتی هستند که با تیانیوم (321) و نیوبیم (347) پایدار شده‌اند. این گریدها چون نسبت به خوردگی مرزدانه‌ای پس از حرارت‌دهی حساس نیستند، از کاربرد گسترده‌ای در صنعت برخوردارند. گرید321 برای استفاده در دماهای بالاتر از 900 درجه سانتی‌گراد مناسب است. استحکام بالا و پایداری، از دیگر ویژگی‌های مثبت این گرید از استیل است.

استیل 321H، اصلاح شده استیل 321 با مقدار کربن بیشتر است که مقاومت بیشتری در دماهای بالاتر از خود نشان می‌دهد. از جمله محدودیت‌هایی که استیل 321 دارد؛ این است که تیتانیوم در دمای بالا از طریق قوس منتقل نمی‌شود، بنابراین از آن نمی‌توان به عنوان مواد مصرفی جوشکاری استفاده کرد. در این موارد، ترجیحا از استیل 347 استفاده می‌شود. نیوبیم موجود در این گرید، همان عملکرد پایدار کننده کاربیدها را بر عهده دارد، اما از طریق قوس جوشکاری نیز منتقل می‌شود. به همین دلیل، استیل گرید 347 به عنوان ماده مصرفی استاندارد در موقع جوشکاری استیل 321 به کار برده می‌شود. از استیل 347، به ندرت به عنوان صفحه مادر (Parent plate) استفاده می‌شود.

استیل گرید 321 و 347 مانند سایر استیل‌های آستنیتی، خاصیت شکل‌پذیری و جوش‌پذیری خوبی دارند. همچنین این گریدها نیاز به آنیلینگ پس از جوشکاری ندارند. علاوه بر این، این گریدها از سختی قابل قبولی حتی در دماهای کمتر از دمای سرمازایی (Cryogenic Temperature) برخوردار هستند.

استیل گرید 321 به دلیل اینکه خوب پرداخت نمی‌شود، برای کاربردهای دکوراتیو و نما قابل استفاده نیست. در این کاربردها، استیل گرید 304L، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد و کاربرد عمومی آن نسبت به گرید 321 بیشتر است. استیل 304L از مقاومت حرارتی کمتری در مقایسه با استیل 321 برخوردار است. به همین دلیل برای کار در دمای بالاتر از 500 درجه، انتخاب مناسبی نخواهد بود.

 

مشخصات استیل 321

مشخصات اساسی استیل 321 برای محصولات تخت یا رول شده در استاندارد ASTM A240/A240M بیان شده است. برای محصولاتی مانند لوله و میله نیز مشخصات مشابهی بیان شده است، اما لزوما با مشخصات بیان شده برای محصولات تخت یکی نیستند. در ادامه این مقاله قصد داریم به بررسی مشخصات استیل 321 اعم از ترکیبات شیمیایی و ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی آن بپردازیم. با ما همراه باشید.

 

ترکیبات شیمیایی استیل 321

ترکیب شیمیایی استیل 321 در واقع مشخص‌کننده عناصر تشکیل‌دهنده این گرید است. در ادامه ترکیب عناصر تشکیل‌دهنده گریدهای استیل 321 را می‌توانید در جدول زیر مشاهده کنید:

 

Grade	-	C	Mn	Si	P	S	Cr	Mo	Ni	N	Other
321	min. max	- 0.08	2.00	0.75	0.045	0.030	17.0 19.0	-	9.0 12.0	0.10	Ti=5(C+N) 0.70
321H	min. max	0.04 0.10	2.00	0.75	0.045	0.030	17.0 19.0	-	9.0 12.0	-	Ti=4(C+N) 0.70
347	min. max	0.08	2.00	0.75	0.045	0.030	17.0 19.0	-	9.0 13.0	-	Nb=10(C+N) 1.0

 

ویژگی مکانیکی استیل 321

ویژگی‌های مکانیکی ورق استیل 321 در واقع شامل مقدار مقاومت کششی، استحکام تسلیم، درصد افزایش طول و سختی گریدهای این نوع استیل است. در جدول زیر این ویژگی‌ها ارائه شده است:

 

گرید	مقاومت کششی (MPa) min	استحکام تسلیم 0.2% Proof (MPa) min	درصد افزایش طول (% in 50 mm) min	سختی
				راکولB (HR B) max	برینل (HB) max
321	515	205	40	95	217
321H	515	205	40	95	217
347	515	205	40	92	201

 

ویژگی فیزیکی استیل 321

ویژگی‌های فیزیکی ورق استیل 321 در واقع شامل مقدار چگالی، مدول الاستیسه، میانگین ضریب انبساط و سایر ویژگی‌های این نوع استیل است. در جدول زیر این ویژگی‌ها ارائه شده است:

 

گرید	چگالی (kg/m3)	مدول الاستیسته (GPa)	میانگین ضریب انبساط (μm/m/°C)			Thermal Conductivity (W/m.K)		Specific Heat 0-100 °C (J/kg.K)	Electrical Resistivity (nΩ.m)
			0-100 °C	0-315 °C	0-538 °C	at 100 °C	at 500 °C
321	8027	193	16.6	17.2	18.6	16.1	22.2	500	720

 

مقایسه انواع مختلف استیل 321

انواع گریدهای مختلف استیل 321 در استانداردهای متفاوتی تولید می‌شوند. در جدول زیر می‌توانید استانداردهای مختلف هر گرید و مشخصات آن را مشاهده است:

 

rade	UNS No	Old British		Euronorm		Swedish SS	Japanese JIS
		BS	En	No	Name
321	S32100	321S31	58B, 58C	1.4541	X6CrNiTi18-10	2337	SUS 321
321H	S32109	321S51	-	1.4878	X10CrNiTi18-10	-	SUS 321H
347	S34700	347S31	58G	1.4550	X6CrNiNb18-10	2338	SUS 347

 

گریدهای جایگزین استیل ۳۲۱ کدامند؟

در برخی از موارد و کاربردها می‌توان به جای گرید 321 از گزینه‌های دیگری استفاده کرد که این موارد در جدول زیر آورده شده است:

گرید	چرا از این گرید به جای گرید 321 استفاده می‌شود؟
304L	این گرید مقاومت در برابر خوردگیِ مرزدانه‌ای مشابهی دارد، اما از نظر استحکام در برابر دمای بالا جایگزین مناسبی نیست.
3CR12	این گرید تنها برای دماهایی تا 600 درجه سانتی‌گراد می‌تواند گزینه مناسبی باشد.
304H	این گرید تنها برای دماهایی تا 600 درجه سانتی‌گراد می‌تواند گزینه مناسبی باشد.
310	برای این گرید، دمای عملکرد می‌تواند تا 1100 درجه سانتی‌گراد باشد که برای 321، دمای زیادی است.
S30815 (253MA)	برای این گرید، دمای عملکرد می‌تواند تا 1150 درجه سانتی‌گراد باشد که برای 321، دمای زیادی است.

 

مقاوم به خوردگی در استیل ۳۲۱

ورق استیل ۳۲۱، یک فولاد ضد‌زنگ پایدار شده با تیتانیوم است که در شرایط عمومی از مقاومت خوبی در برابر خوردگی برخوردار است. با این وجود، این نوع ورق، در برابر خوردگی مرزدانه‌ای در رنج دمایی ۴۲۷ تا ۸۱۶ درجه سانتی‌گراد از مقاومتی بسیار عالی برخوردار است.

 

کاربرد استیل ۳۲۱

کاربرد عمومی استیل 321 عبارت است از:

• منیفولد خروجی هواپیماها
• اجزای کوره‌ها
• مبدل‌های حرارتی
• دمنده‌ها
• مفصل‌های انبساطی
• اجزای تیوب‌های حرارتی
• صفحات جوشی برای فرآیندهای معدنی در دمای بالا
• تیوب‌های اسپیرال جوشی برای مشعل‌های لوله‌ای

 

جوشکاری استیل ۳۲۱

به کمک تمام روش‌های فیوژن می‌توان عملیات جوشکاری را همراه یا بدون فیلرهای فلزی برای ورق استیل 321 انجام داد. تفاوتی ندارد که از چه روش جوشکاری استانداردی برای ورق استیل 321 استفاده شود، چراکه جوش‌پذیری استیل 321 در هر صورت عالی است. بر اساس استاندارد AS 1554.6 توصیه می‌شود که برای جوشکاری گرید 321 و 347 از فیلر و سیم‌جوش با گرید 347 استفاده شود. استفاده از نسخه سیلیکونی 347 نیز یک گزینه مناسب برای جوشکاری 321 به شمار می‌رود.

 

کلام آخر

در این مقاله به بررسی یکی از انواع ورق استیل تحت عنوان ورق استیل گرید 321 پرداختیم. در ادامه ترکیب شیمیایی، ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی این نوع استیل را مورد بررسی قرار دادیم. در نهایت نیز به کاربردها و خاصیت جوش‌پذیری این نوع ورق استیل پرداختیم. شرکت مدیران آهن زاینده‌رود تامین کننده انواع ورق به ویژه ورق استیل و آلیاژی است. قیمت روز ورق استیل، همه‌روزه در سایت مدیران آهن پس از اعلام کارخانه‌های تولیدکننده ورق استیل اعلام می‌شود. علاوه بر این، شما عزیزان می‌توانید قیمت ورق استیل 321 را به صورت تلفنی از کارشناسان مدیران آهن استعلام کنید. جهت خرید انواع ورق استیل با شماره تلفن 03134155 با ما در تماس باشید.

خرید ورق استیل 321 از مدیران آهن