استیل ۴۳۰ و مشخصات آن

آشنایی با استیل ۴۳۰

فولاد ضد زنگ 430، یک گرید از یک فولاد غیر قابل سخت است که حاوی آلیاژ کروم و از گروه فولادهای فریتی است. این فولاد به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری خوب، خواص مکانیکی بسیار خوبی دارد. به دلیل مقاومت در برابر اسید نیتریک می‌توان از آن  در تجهيزاتی استفاده کرد که در معرض مواد شیمیایی قرار دارند.

این فولاد ویژگی‌های متمایزی دارد که می‌توان به راحتی روی آن عملیات حرارتی انجام داد. با حرارت دادن فولاد ضد زنگ گرید 430 تا دمای 815 - 845 درجه سانتیگراد، بازپخت محلول روی آن انجام می‌شود‌. بازپخت محلول به عملیات حرارتی گفته می‌شود که طی آن ساختار متالورژی ماده تغییر داده می‌شود و خواص مکانیکی یا الکتریکی آن را بهبود می‌بخشد.

شکنندگی استیل ۴۳۰

فولاد زنگ نزن 430 توانایی مقاومت در برابر اکسیداسیون تا دمای  870 درجه سانتیگراد را دارد. در دمای اتاق، تمایل به شکنندگی دارد به ویژه زمانی‌که به مدت طولانی در محدوده 400-600 درجه سانتیگراد گرم شده باشد. البته با آنیل یا بازپخت کردن می‌توان توان حرارتی آن را بیشتر کرد که بالتبع قیمت تمام شده آن را بالا می‌برد.

مقاومت به خوردگی در استیل ۴۳۰

گرید 430 مقاومت خوبی در برابر انواع محیط های اسیدی از جمله اسید نیتریک و برخی اسیدهای آلی دارد. هنگامی که عملیات صیقلی روی آن انجام شود، به حداکثر مقاومت در برابر خوردگی خود می‌رسد. به طور کلی مقاومت آن در برابر خوردگی درزها تقریبا برابر با گرید 304 است. همچنین، مقاومت ترک خوردگی در برابر تنشی این گرید بسیار بالا است، همانطور که برای همه گریدهای فریتی صدق می‌کند.

مشخصات شیمیایی استیل ۴۳۰

فولاد ضد زنگ 430 دارای کروم بالا اما مقدار نیکل بسیار کم است. محتوای کروم بین 16 تا 18 درصد است در حالی که میزان نیکل آن حداکثر 0.5 درصد است. سایر ترکیبات آن هم بسیار کم است. به عنوان مثال حداکثر 1% منگنز و سیلیسیم، 0.08% کربن و 0.015% گوگرد و 0.04% فسفر در این گرید استیل وجود دارد.

میزان عناصر موجود در استیل ۴۳۰ را می‌توانید در جدول زیر مشاهده کنید.

بیشتر بخوانید: تفاوت ورق استیل بگیر و نگیر

مشخصات مکانیکی استیل ۴۳۰

مشخصات مکانیکی استیل به ویژگی‌هایی مانند مقاومت کششی، مدول الاستیسیته، سختی، ازدیاد طول در نقطه شکست و مقاومت تسلیمی گفته می‌شود. در زیر ویژگی‌های مکانیکی استیل 430 را بررسی کرده ایم.

• مقاومت کششی نهایی

مقاومت کششی به حداکثر تنش کششی گفته می‌شود که استیل قبل از گسیختن می‌تواند تحمل کند. فولاد گرید 430 دارای مقاومت کششی نهایی 517 مگاپاسکال است که کمترین مقاومت کششی استیل را دارد. در حالی که ممکن است این عدد پایینی برای مقاومت باشد، به این فولاد اجازه می‌دهد تا عملیات کمتری روی آن انجام شود تا تغییر شکل پلاستیکی پیدا کند و به راحتی آن را برش داد. 

• مقاومت تسلیمی

مقاومت تسلیمی استیل معیاری برای تعیین حداکثر تنش قبل از شکل‌گیری نهایی است. در واقع، پس از اینکه استیل به مقاومت تسلیمی خود رسید، تغییر شکل می‌دهد. مقاومت تسلیمی استیل 430 برابر با 345 مگاپاسکال است. هر گونه تغییر شکل که بیشتر از مقاومت تسلیمی باشد، غیر قابل برگشت است و باعث شکست استیل می‌شود.  

• مقیاس سختی راکول B

مقیاس سختی راکول B (Rockwell B scale) یکی از مقیاس‌های موجود است که انعطاف‌پذیری سطح یک ماده را نشان می‌دهد. از این مقیاس برای مواد نرم مانند برنج، آلومینیوم و فولاد استفاده می‌شود. مقیاس سختی راکول B استیل 430 برابر با 85 است که نشان می‌دهد تا چه اندازه مقاوم است.

• مدول الاستیسیته

بخشی از قابلیت ماشین کاری استیل 430 مدیون مدول الاستیسیته است. این ویژگی، نشان می‎دهد که تا چه اندازه در پاسخ به نیروها، تغییر شکل می‌دهد. هر چه مدول الاستیسیته بالا باشد، کمتر کش خواهد آمد، به این معنی که سخت‌تر و و مقاوم‌تر خواهد بود. مدول استیل گرید 430 برابر با 200 گیگاپاسکال (200 GPa) است؛ یعنی زمان برش به دستگاه تراشکاری نمی‌چسبد و به راحتی برش داده می‌شود. از این رو برای عملیات ماشین‌کاری بسیار مناسب است.

• ازدیاد طول در نقطه شکست

ازدیاد طول در نقطه شکست یک ماده، به نسبت طول نهایی به طول اولیه پس از شکستن یک نمونه آزمایشی در آزمایش کشش گفته می‌شود. به زبان ساده، توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر تغییرات شکل بدون ترک یا شکست است. این ویژگی، یک معیار عالی برای شکل‌پذیری عمومی یک ماده است، که در آن ازدیاد طول در نقطه شکست، بیانگر یک فلز انعطاف‌پذیر در عین حال سخت است. اسیتل 430 ازدیاد طول در نقطه شکست، 25 درصد دارد؛ یعنی شکل دهی آسان بدون اینکه بشکند.

در جدول زیر تمامی مشخصات مکانیکی استیل 430 به طور مختصر آمده است.

عملیات حرارتی استیل ۴۳۰

گاهی برای افزایش سختی استیل، عملیات حرارتی روی آن انجام می‌شود و سپس آن را خنک می‌کنند. با این حال عملیات حرارتی، استیل را تا حدی شکننده می‌کند. این عملیات شامل بازپخت (آنیل کردن)، تنش زدایی و گرمکاری می‌شود.

1. آنیل کردن

آنیل کردم 430 باعث می‌شود تا شکل پذیر و نرم‌تر شود و می‌توان از آن برای عملیات سردکاری استفاده کرد. دمای آنیل کردن استیل 430 برابر با 760 درجه سانتی‌گراد است که پس از خنک کردن در هوای آزاد بدست می‌آید.

2. تنش زدایی

تنش زدایی استیل به عملیات حرارتی در دمای از قبل تعیین شده گفته می‌شود که معمولا زیر دمای تغییر شکل استیل است. سپس، استیل حرارت دیده شده در دمای آزاد خنک می‌شود. هدف از تنش زدایی استیل، حداقل کردن تنش پسماند در ساختار استیل و در نتیجه کاهش خطر تغییر ابعاد است. دمای تنش زدایی برای استیل 430 بین 200 تا 300 درجه سانتی‌گراد است.

3. گرمکاری

گرمکاری به فرآیند تغییر شکل استیل در دمای بالا (معمولا بالای دمای تبلور مجدد) گفته می‌شود. از این عملیات برای تغییر شکل استیل استفاده می‌شود بدون اینکه هیچ شکستی در آن انجام شود. برای تولید برخی محصولات استیلی، عملیات گرمکاری روی آنها انجام می‌شود تا برای استفاده‌های مختلف، مناسب باشند. دمای فورجینگ و پرس استیل 430 برای عملیات گرمکاری بین 1100 تا 1150 درجه سانتی گراد و دمای پرداخت آن زیر 750 درجه  سانتی گراد است.

کلام آخر

استیل 430 یکی از  گریدهای استیل است که به دلیل مقاومت در برابر حرارت و خوردگی خوبی که دارد، در ساخت انواع قطعات خودرو به ویژه مافلر کاربرد دارد. برای تولید این استیل از آلیاژهای مختلفی مانند کروم، منگنز، سیلیسیم، کربن، گوگرد، نیکل و فسفر استفاده شده است. هر یک از این ترکیبات، یک ویژگی به استیل اضافه می‌کنند؛ به عنوان مثال کروم باعث افزایش چقرمگی و سختی آن می‌شود. در کل، استیل 430 یک گرید فولاد چند منظوره است که هم ویژگی‌های فولاد سنگین و هم سبک را دارد.

سوالات متداول

• آیا استیل ۴۳۰ در برابر خوردگی هم مقاوم است؟

بله. استیل 430 در برابر اسید نیتریک و برخی اسیدهای آلی مقاوم است.

• مقاومت تسلیمی استیل ۴۳۰ چقدر است؟

مقاومت تسلیمی استیل 430 برابر با برابر با 345 مگاپاسکال است.

• برای تولید استیل ۴۳۰ از چه آلیاژهایی استفاده می‌شود؟

آلیاژهای مورد استفاده در تولید استیل 430 عبارتند از: کروم، منگنز، سیلیسیم، کربن، گوگرد، نیکل و فسفر.