ورق استیل 410 در لیست فولاد‌های ضدزنگ مارتنزیتی جای دارد که در مصارف تزئینی از آن استفاده می‌شود. از جمله خصوصیات آن که موجب عملکرد مؤثر آن شده است می‌توان به قابلیت سخت‌پذیری این ورق استیل در عملیات حرارتی اشاره کرد. ورق استیل 410 در مواجهه با اتمسفر، آب آشامیدنی و فضاهای شیمیایی از مقاومت خوبی برخوردار بوده و این عوامل نمی‌توانند موجب خوردگی ورق استیل شوند؛ از این رو، ورق استیل در زمینه تولید کارد و چاقو نیز نقش داشته؛ اما از ورق استیل 410S در مواردی همانند صنایع پالایش نفت و گاز، ساخت ستون‌ها و برج‌های تقطیر، مبدل‌های حرارتی و… استفاده می‌شود.

استانداردهای ورق استیل 410/ 410S

ورق استیل 410 و 410S دارای کد 240 استانداردسازی بوده و میزان عناصر موجود در ترکیبات آن‌ها به واسطه انجمن مهندسین مکانیک و انجمن تست مواد آمریکا تعیین گردیده است. براساس این استاندارد، آلیاژهای دارای کروم و کروم-نیکل در فرم‌های پلیت، شیت و استریپ در زمینه مصارف عمومی و مخازن و تانکرهای تحت فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند. از دیگر استانداردهای موجود می‌‌توان به AMS 5504 اشاره کرد. جمع‌آوری و تدوین این استاندارد به کمک اعضای مهندسین خودرو بوده و آلیاژهای ضدزنگ و مقاوم به گرمایی را دربرمی‌گیرد که در زمینه تولید تجهیزات مربوط به صنایع هوا و فضا مورد استفاده قرار می‌گیرند. AMS 5504 را می‌توان معادل ورق استیل 410 بگیر دانست.

ترکیب شیمیایی ورق استیل 410/ 410S

ورق استیل 410 دارای حداکثر 0.15 کربن بوده؛ در حالی که گرید 410S حداکثر 0.08 درصد کربن دارد. از آنجایی که میزان کربن در آلیاژ 410S کمتر بوده؛ بنابراین، می‌توان سختی کمتری را نیز برای آن در نظر گرفت. از طرفی دیگر، در زمان جوشکاری ورق استیل 410S، کمتر با مشکلاتی که به علت رسوب کاربید کروم رخ می‌دهد، مواجه خواهید شد. حداکثر محتوای کروم برای استیل 410 و 410S به ترتیب ۱۳.۵ و ۱۴.۵ محاسبه می‌شود. همین یک درصد اختلاف قادر بوده که آلیاژ را از مارتنزیتی به فریتی تبدیل کند.

خواص مکانیکی ورق استیل 410/ 410S

خواص مکانیکی مواد در واقع به ترکیب شیمیایی آن‌ها بستگی داشته و ورق استیل 410 و 410S نیز از این قاعده پیروی می‌کنند. از نظر خصوصیت‌هایی همانند استحکام کششی، استحکام تسلیم و سختی، گرید 410S نسبت به ورق استیل 410 ضعیف‌تر است. در ترکیب شیمیایی ورق استیل 410S به نسبت گرید دیگر، میزان کمتری از کربن دیده می‌شود و از تیتانیوم نیز در ترکیبات آن استفاده شده و همین مسئله سبب گردیده که ورق استیل 410S از نظر سختی محدودیت داشته باشد. این مسئله روی استحکام کششی و تسلیم آلیاژ نیز اثرگذار بوده و موارد زیر اشاره به خواص این دو مدل ورق دارد.

خواص فیزیکی ورق استیل 410/ 410S

چگالی یا جرم حجمی برحسب واحد گرم بر سانتی‌متر مکعب یا کیلوگرم بر متر مکعب محاسبه می‌گردد. برای انجام این کار تنها لازم بوده که ضخامت و ابعاد ورق استیل 410 را بدانیم. زمانی که شما این اعداد را در رقم چگالی ضرب کنید، وزن آلیاژ حاصل می‌شود.

مقاومت به خوردگی و حرارت ورق استیل 410 و 410S

ورق استیل 410 در مقابل خوردگی ناشی از اتمسفر، آب آشامیدنی و فضاهای شیمیایی از مقاومت خوبی برخوردار است. همچنین موادی مانند اسید نیتریک، اسید سولفوریک غلیظ، اسید استیک غلیظ و نفتا نمی‌تواند آسیبی به آن وارد کند. در ترکیبات شیمیایی این ورق استیل حداقل 11.5 درصد کروم دیده می‌شود. این میزان از کروم می‌تواند با اکسیژن هوا واکنش داده و اقدام به تشکیل لایه‌ای محافظ و غیرفعال روی سطح نماید. این لایه از آلیاژ در مقابل حملات بیشتر مراقبت می‌نماید.

ورق استیل 410 زمانی قادر به ارائه حداکثر مقاومت به خوردگیِ ناشی از فضاهای شیمیایی بوده که روی سطح آن هیچ‌گونه رنگ حرارتی یا اکسید ناشی از پروسه‌های آهنگری، آنیل یا دیگر شیوه‌های عملیات حرارتی وجود نداشته باشد. برای اینکه این هدف محقق شود، باید اقدام به پولیش‌کاری سطح آلیاژ کرد. پس از پولیش‌کاری، باید عملیات اسیدشویی نیز انجام شود. برای این کار می‌بایست اقدام به غوطه‌ور کردن ورق استیل در اسید نیتریک گرم با غلظت 10 تا 20 درصد کرد.

بعد از اینکه به کمک اسید نیتریک، اسیدشویی انجام گرفت، باید اقدام به شستشو آلیاژ به صورت کامل کرد تا اسیدهای باقی‌مانده نتوانند از میزان مقاومت به خوردگی ورق استیل 410 بکاهند. میزان مقاومت به خوردگی ورق استیل 410S به ورق استیل 410 شباهت دارد. این ورق استیل در مقابل خوردگی اتمسفری، آب شیرین، اسیدها و قلیاهای ملایم و بعضی مواد شیمیایی از میزان مقاومت خوبی برخوردار است. ورق استیل 410S نیز در برابر اکسیداسیون از خود مقاومت نشان می‌دهد. این آلیاژ می‌تواند حرارت را تا دمای 705 درجه سانتی‌گراد نیز تحمل کند. استیل 410S تا درجه حرارت 811 پوسته‌پوسته نخواهد شد.

عملیات حرارتی ورق استیل 410 و 410S

جذب گرما توسط ورق استیل 410 به آهستگی صورت می‌گیرد؛ از این رو باید به مرور به آن حرارت داده شود و به اندازه لازم در دمای از پیش معین شده گذاشته شود تا تمامی نقاط آن دمای یکسان داشته باشند. به ورق استیل 410 به شیوه‌های متفاوتی حرارت داده می‌شود. شیوه‌های حرارت‌دهی ورق استیل 410 شامل موارد زیر می‌شود:

امکان سخت شدن با انجام عملیات حرارتی برای ورق استیل 410S وجود نداشته و برای حرارت‌دهی این آلیاژ، این قطعه در محدوده دمایی 871 تا 899 درجه سانتی‌گراد گذاشته می‌شود و پس از آن، شاهد خنک شدن این ورق در هوا هستیم. قرار دادن آن در هوا در واقع به منظور کاهش تنش‌های ناشی از کار سرد انجام می‌گیرد. برای اینکه تردی اتفاق نیفتد، آلیاژ نباید تحت‌حرارت 1093 درجه سانتی‌گراد یا بالاتر گذاشته شود.

1. عملیات آنیل کامل: در این شیوه، شاهد حرارت‌دهی ورق استیل تا حدود دمای ۸۱۶ تا ۸۹۹ درجه سانتی‌گراد هستیم. همچنین این قطعه در کوره در برابر کاهش دما تا ۵۹۳ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد.
2. عملیات آنیل: در این روش حرارت‌دهی ورق استیل تا محدوده 732 تا 788 درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد و سپس شاهد سرد شدن آن در هوا هستیم.
3. عملیات سخت‌کاری: گرم شدن آلیاژ تا دمای 927 الی 1010 درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد و شاهد کوئنچ شدن آن در هوا یا روغن هستیم. در ادامه این پروسه، تمپر یا تنش‌زدایی صورت می‌گیرد.
4. عملیات تنش‌زدایی: در طول این پروسه، گرم شدن آلیاژ به مدت یک تا دو ساعت در محدوده 149 تا 427 درجه سانتی‌گراد انجام می‌گیرد و پس از آن، در هوا خنک می‌شود.
5. عملیات تمپر (بازگشت دادن): در این شیوه، ورق استیل 410 به مدت 1 تا 4 ساعت تحت حرارت 593 تا 760 درجه سانتی‌گرادی قرار می‌گیرد و در پایان شاهد سرد شدن آن‌ در هوا هستیم.

جوشکاری ورق استیل 410 و 410S

ورق استیل 410 برحسب میزان سختی، دارای جوش‌پذیری محدودی نیز است. پیش از جوشکاری ورق استیل 410، برای اینکه از وقوع ترک سرد جلوگیری شود، می‌بایست شاهد گرم شدن قطعات تا دمای 260 درجه سانتی‌گراد باشیم. برای اینکه به خواص لازم بعد از جوشکاری دست یابید، روی قطعات باید عملیات حرارتی انجام شود. ورق استیل 410 در مقایسه با دیگر آلیاژهای هم‌خانواده، توانایی جوشکاری مناسب‌تری دارد. در شرایطی که به پرکننده جوش نیاز داشتید، فیلرهایی همچون AWS ER 410، 410NiMo و 310L انتخاب مناسبی محسوب می‌شوند.

ورق استیل 410S نیز یک مدل فریتی به شمار می‌رود و با همه شیوه‌های متداول ذوبی و مقاومتی می‌توان روی آن جوشکاری انجام داد. برای اینکه از شکست جوش در طول تولید جلوگیری شود یا اینکه میزان ناپیوستگی‌ها به حداقل برسد، می‌بایست حرارت ورودی را تا جایی که امکان دارد در وضعیت پایین قرار دهید. در بعضی موارد لازم بوده تا گرم شدن قطعات پیش از جوشکاری تا دمای معینی صورت گیرد. در شرایطی که به پرکننده جوش نیاز دارید، فیلرهایی همانند AWS E/ER 309L یا 430 گزینه مناسبی محسوب می‌شوند.

کاربردهای ورق استیل 410 و 410S

برای ساخت کارد و چاقو نیازمند آلیاژی هستیم که ویژگی‌هایی همچون استحکام عالی، دوام و ماندگاری بالا و مقاومت عالی در مقابل شرایط محیطی با خورندگی ضعیف داشته باشد؛ از این رو ورق استیل 410 از جمله متریال اصلی در تولید چاقو و بعضی ظروف محسوب می‌شود. این آلیاژها در زمینه تولید تجهیزات برش در فرآوری مواد غذایی صنعتی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ترکیبات این آلیاژ از کروم استفاده شده و سبب گردیده تا این مدل ورق استیل در مقابل اسیدهای مواد غذایی و خوردگی به علت تماس با آب مقاومت نشان دهد. همچنین استحکام و سختی بالا سبب شده که ورق استیل 410 به عنوان ماده‌ای مناسب جهت استفاده در امور مکانیکی شناخته شود.

پروسه پالایش نفت از مواد نیمه خورنده‌ای تشکیل می‌شود که معمولاً تحت‌فشار قرار دارند و گرم شدن آن‌ها تا دماهای بسیار بالا نیز ادامه دارد؛ به همین دلیل در ساخت تجهیزات و اجزای تشکیل‌دهنده یک پالایشگاه یا پتروشیمی از آلیاژهای مقاومی استفاده می‌‌گردد. این آلیاژها مقاومت خوبی از خود در مواجهه با شرایط سخت صنعت پالایش نشان می‌دهند. ورق استیل 410 نقش مؤثری در این صنعت داشته و زمانی کاربرد دارد که به یک آلیاژ با استحکام بالا، مقاومت به خوردگی متوسط و مقاوم در برابر حرارت نیاز داریم. از جمله کاربردهای ورق استیل 410S می‌توان به مواردی همانند صنایع پالایش نفت و گاز، ساخت ستون‌ها و برج‌های تقطیر، مبدل‌های حرارتی، ماشین‌آلات معدن، جعبه های آنیل، پارتیشن‌ها، محفظه‌های خنک‌سازی، صفحات پرسی و تحت فشار و توربین‌های گازی اشاره کرد.