برای ساخت قطعاتی با خاصیت فنری، انتخاب مواد مناسب یکی از مهمترین و اصلی‌ترین نکات فنی است که ورق استیل فنری جزو یکی از مواد اولیه اصلی محسوب می‌شود. گاهی نیز علاوه‌بر آنکه قطعه موردنظر باید خاصیت فنری داشته باشد، باید بتواند در مقابل انواع عوامل مخرب همانند خوردگی نیز مقاومت بالایی نشان دهد. در این شرایط استفاده از انواع فولاد ضد زنگ یا استنلس بهترین گزینه خواهد بود تا شما بتوانید قطعات موردنظر را طراحی کنید. ورق استیل فنری گریدهای مختلفی را شامل می‌شود که هریک از نظر مواد سازنده و درصدهای کربن، کروم و… متفاوت هستند.
ورق استیل فنری چیست؟
ورق استیل فنری یا استنلس استیل یکی از مهمترین و اولین موادی بوده که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. ورق‌های استیل فنری جزو انواع فولادهای ضدزنگ هستند و معمولاً به دلیل مقاومت بسیاری که در برابر انواع خوردگی دارند مورد توجه قرار گرفته‌اند. ورق استیل فنری نسبت به دیگر ورق‌ها از نظر مکانیکی متمایز می‌شود و می‌تواند جزو پرکاربردترین قطعات باشد.
در آلیاژ ورق استیل شما می‌توانید درصد بالایی از آهن را مشاهده کنید که دارای ۲.۱ درصد کربن بوده که این وضعیت در ماکسیمم‌ترین حالت این آلیاژ صدق می‌کند. درواقع هر مقدار درصد کربن می‌تواند در ورق استیل فنری وجود داشته باشد که هرچه کربن افزایش پیدا کند بدون‌شک ورق سخت‌تر می‌شود؛ اما میزان انعطاف‌پذیری آن کاهش پیدا می‌نماید. در این شرایط شکل‌پذیری ورق نیز کاهش پیدا کرده که برخی از صنایع نیازمند چنین ورق استیل فنری هستند.
یکی از فاکتورهایی که باعث شده تا ورق استیل فنری نسبت به دیگر ورق‌های فولادی متمایز گردد، وجود عناصر کروم و نیکل بوده که باعث غیرفعال شدن ورق می‌شوند؛ در نتیجه بالا بودن مقاومت آن در برابر خوردگی نیز به دلیل وجود کروم و نیکل خواهد بود. یکی از مهمترین موضوعات در ورق استیل فنری درصد وجود مولیبدن و کربن بوده که حتی می‌تواند روی قیمت این ورق نیز اثرگذار باشد.
ویژگی ها و خصوصیات ورق استیل فنری
ویژگی‌ها و خصوصیات ورق استیل، فنری بودن است که باعث شده‌اند این نوع ورق‌ها بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف داشته باشند. از مهمترین ویژگی‌ها و خصوصیات ورق استیل فنری می‌توان به مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی، مقاومت بالا در برابر حرارت، سازگار با عملیات حرارتی، سطح با کیفیت بالا در برابر خط و خراش، سهولت در برش و تراش و پرداخت، دوام و طول عمر بسیار و… اشاره داشت. در ادامه به برخی دیگر از ویژگی‌ها و خصوصیات ورق استیل فنری اشاره می‌کنیم:
رزیلینس
تاب‌آوری یا رزیلینس یکی از ویژگی‌های انواع مواد، به خصوص ورق استیل فنری بوده که می‌تواند نشان دهد پس از خم شدن ورق چه مقدار می‌تواند به حالت اولیه خود بازگردد. با توجه به آنکه ورق استیل فنری تاب‌آوری بالایی دارد، پس از اعمال بارهای متناوب می‌تواند تا حدود زیادی به شکل اولیه خود بازگردد و همچنین شکل خود را حفظ کند.
خاصیت الاستیسیته
اگر به علم مواد مراجعه کنید این پارامتر یعنی الاستیسیته می‌تواند نشان دهنده میزان انرژی که جسم دریافت می‌کند، بدون آنکه تغییر شکل دائمی یا پلاستیک در آن ایجاد شود، باشد. ورق استیل فنری توانسته خاصیت الاستیسیته مطلوبی داشته باشد و همین ویژگی باعث شده تا با اعمال نیرو دچار تغییر شکل دائمی نگردد یا دیرتر این تغییر شکل رخ دهد.
استحکام
یکی از مهمترین ویژگی‌های ورق استیل فنری مقاومت آن در برابر خستگی است. پارامترهایی نظیر استحکام و چقرمگی می‌توانند مقاومت در برابر خستگی را افزایش داده که با توجه به این پارامترها می‌توان شاهد استحکام بالای ورق استیل فنری بود. در حقیقت ورق استیل فنری می‌تواند بار اعمالی را با تعداد سیکل‌های زیادی تحمل کند بدون آنکه هیچگونه عیب و شکستی در آن رخ ندهد.
بررسی انواع ورق استیل فنری
در حالت کلی ورق استیل فنری در دو گروه ۳۰۰ و ۴۰۰ تولید می‌گردد که هر کدام از آن‌ها درصد کربن متفاوتی دارند. ورق استیل فنری سری ۳۰۰ خود شامل ورق‌های ۳۰۴، ۳۰۵، ۳۲۱، ۱۶ و ۳۴۷ می‌شود. این ورق‌ها جزو پرکاربردترین ورق‌های استیل بوده و سری ۳۰۴ آن بیشترین استفاده را نسبت به دیگر ورق‌ها دارد. به منظور ساخت لوازم کوچک، معمولاً به سراغ ورق‌های استیل فنری سری ۴۰۰ می‌روند که ورق‌های ۴۱۰ مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند. علاوه‌بر آن ورق استیل فنری ۴۱۰ در برابر ساییدگی نیز مقاومت بالایی را از خود نشان می‌دهد.
در ورق‌های استیل ۴۲۰ شما می‌توانید شاهد قابلیت پولیش مناسب باشید که از آن‌ها برای ساخت قاشق و چنگال‌های موجود در بازار استفاده می‌شود. استیل‌های ۴۳۰ نیز در مقایسه با دیگر استیل‌های موجود قیمت مطلوب‌تری دارند و به دلیل شکل‌پذیری بالای آن‌ها در ساخت لوازم دکوری و تزیینی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه به طور اختصاصی به برخی از انواع ورق استیل فنری اشاره می‌کنیم:
- ورق استیل فنری ۳۰۱: در ورق استیل فنری ۳۰۱ شما می‌توانید شاهد حداکثر ۱.۲ درصد کربن و حداقل ۱۰ درصد کروم باشید که میزان سختی آن افزایش یافته است. این ورق استیل به فولاد زنگ نزن شهرت داشته و آهن به عنوان محصول پایه در ساخت آن استفاده می‌شود.
- ورق استیل فنری ۳۰۴: ورق استیل فنری ۳۰۴ که جزو پرکاربردترین فولادهای زنگ نزن در صنایع به‌شمار می‌آید برای ساخت لوازم خانگی و وسایلی از این قبیل مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ورق استیل نسبت به محصولات فلزی مشابه خود دارای رسانایی حرارتی و الکتریکی پایین‌تری بوده؛ اما در برابر خوردگی مقاومت بالایی دارد.
گرید های فولاد فنر
برخی از گریدها، نمونه‌هایی از آلیاژ‌های تحت عنوان فولاد فنر هستند که می‌توانند مقاومت بسیار خوبی را در برابر خستگی داشته باشند. درواقع گریدهایی نظیر C55S، C60S، C67S، C75S، C100S، 15CrV4 و 800CrV2 جزو گریدهای فولاد فنر محسوب می‌شوند که میزان کربن و عناصر آلیاژی آن‌ها متفاوت است. در ادامه به آنالیز فولاد فنر اشاره می‌کنیم:
| گرید | Cr | Mo | Ni | C |
| C55S | 0/4 | 0/1 | 0/4 | 0/52-0/6 |
| C60S | 0/4 | 0/1 | 0/4 | 0/57-0/95 |
| C67S | 0/4 | 0/1 | 0/4 | 0/65-0/73 |
| Cs75S | 0/4 | 0/1 | 0/4 | 0/7-0/8 |
| C100S | 0/4 | 0/1 | 0/4 | 0/95-1/05 |
| 15Cr74 | 0/9-1/2 | 1 | 0/4 | 0/47-0/55 |
| 80Cr72 | 0/2-0.9 | 1 | 0/4 | 0/75-0/85 |
کاربرد ورق استیل فنری
یکی از مهمترین موضوعات در خصوص ورق استیل فنری آن است که این ورق‌ها در چه صنایعی مورد استفاده قرار می‌گیرند و طراحان به منظور ساخت چه قطعاتی از این ورق‌ها استفاده می‌کنند. در ادامه به معرفی کاربردهای استیل فنری اشاره می‌کنیم:
- تجهیزات پزشکی: با توجه به ویژگی‌های بهداشتی و همچنین قابلیت استریل شدن ورق استیل فنری شما می‌توانید از آن‌ها در صنعت تجهیزات پزشکی استفاده کنید. معمولاً فولادهای ۳۰۴ و ۳۱۶ بیشترین استفاده را در ساخت تجهیزات جراحی دارند و معمولاً از این آلیاژ‌ها استفاده می‌شود.
- صنایع مواد غذایی: یکی از موضوعاتی که باعث شده تا ورق استیل فنری مورد توجه قرار گیرد سهولت در تمیز و ضدعفونی کردن آن است که همین موضوع باعث شده تا صنایع مواد غذایی از این ورق استفاده کند. در صنایع مواد غذایی معمولاً گرید ۳۱۶ که هم در برابر رطوبت و هم در برابر مواد اکسیدی مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- صنایع تولید نیرو و انرژی: در صنایع مربوط به انرژی یکی از چالش‌برانگیزترین موضوعات، خوردگی در برابر مواد شیمیایی و حرارت بوده که ورق‌های استیل فنری توانسته‌اند در این زمینه عملکرد مطلوبی را از خود نشان دهند. معمولا قطعاتی که از ورق‌های استیل فنری ساخته می‌شوند در سکوهای نفت و گاز، خط لوله‌ها و توربین‌های بادی و… کاربرد دارند.
- صنعت حمل و نقل: یکی از اصلی‌ترین حوزه‌ها به منظور بهره‌مندی از فولاد ضد زنگ فنری، صنعت حمل و نقل بوده که شامل خودروسازی، هوافضا، ریلی و دریایی می‌شود. درواقع سیستم تعلیق همه وسایل نقلیه از فولادهای فنری تشکیل شده‌اند که باعث شده این ورق‌ها بیشترین کاربرد را داشته باشند. با توجه به مقاومت این نوع ورق‌ها در برابر رطوبت کاربردهای دریایی زیادی را ارائه می‌دهند.
- کالاهای بادوام و در معرض خستگی: کالاهایی که معمولاً در معرض تنش‌ها و نیروهای متناوب، آن هم برای طولانی مدت قرار می‌گیرند یکی از ضروریات اجزای آن‌ها دوام خستگی است. به عنوان مثال وسایل آشپزخانه یا خشک‌شویی‌ها و انواع یخچال و فریزر جزو چنین وسایلی هستند که معمولاً از ورق استیل فنری در ساخت آن‌ها استفاده می‌شود.
فرایند تولید ورق استیل فنری
به منظور تولید ورق استیل فنری باید مراحلی طی شود تا ورقی با کیفیت و با استانداردهای لازم تولید گردد. در ابتدای امر مرحله انتخاب مواد اولیه وجود دارد که باید آلیاژ‌های فولاد استیل، با کیفیت بالا انتخاب شوند تا بتوانند خواص مکانیکی موردنظر را ارائه دهند. ذوب و ریخته‌گری مرحله بعدی بوده که آلیاژ موردنظر در کوره‌های قوس الکتریکی ذوب می‌گردند و به شکل اسلب یا بیلت ریخته می‌شوند. نبرد داغ مرحله بعدی به‌شمار می‌آید که دال‌های ریخته‌گری باید گرم شوند و از یک سری آسیاب نبرد عبور نمایند تا ضخامت آن‌ها کاهش پیدا کرده و اندازه ورق تعیین شود.
در مرحله چهارم شما باید ورق‌ها را برای کاهش تنش‌های داخلی و همچنین بهبود خواص مکانیکی بازپخت کنید که از جمله این خواص می‌توان به کشسانی و چقرمگی اشاره داشت. نبرد سرد پنجمین مرحله از فرایند تولید ورق استیل فنری را شامل می‌شود که ورق‌های آنیل شده برای کاهش بیشتر ضخامت و همچنین افزایش پرداخت سطح و بهبود دقت ابعاد، نبرد سرد می‌گردند. به منظور دستیابی به محصول نهایی باید روی ورق‌ها عملیات تکمیلی مختلفی همانند تمیز کردن سطح یا تراز کردن آن‌ها صورت گیرد.
قیمت ورق استیل فنری
با توجه به آنکه در ساخت ورق استیل فنری از متریال‌های مختلفی استفاده می‌شود، پس متریال به طور مستقیم می‌تواند روی قیمت این نوع ورق‌ها اثرگذار باشد. برای مثال ورق‌هایی که درصد بالایی از کروم و نیکل را شامل می‌شوند دارای قیمت بیشتری هستند. نوع ورق استیل فنری نیز می‌تواند روی قیمت اثرگذار باشد و قیمت‌های مختلفی را شامل گردد. از دیگر عواملی که می‌تواند روی قیمت ورق استیل فنری موثر باشد می‌توان به نرخ ارز در بازار، اندازه، ضخامت قطعه، گرید و نیازهای سفارشی مشتری اشاره داشت. درواقع هرچه ضخامت و ابعاد قطعات مورد نیاز شما بیشتر باشد، شما باید هزینه بیشتری را پرداخت نمایید.
سخن پایانی
به دلیل وجود خواص مکانیکی استثنایی در ورق فنری استیل باعث شده تا این ورق‌ها در برابر خوردگی مقاومت بالایی را از خود نشان دهند. علاوه‌بر آن الاستیسیته بسیار، استحکام بالا، مقاومت در برابر حرارت و… جزو دیگر خصوصیات ورق استیل فنری هستند. شما می‌توانید از این ورق‌ها در صنعت خودروسازی و هوافضا، صنعت پزشکی، ساخت تجهیزات صنعتی، صنایع الکترونیک و برق و… استفاده کنید و تجهیزات و قطعات با کیفیتی را طراحی نمایید. گریدهای مختلفی در ورق استیل فنری وجود دارد که گرید ۳۰۴ و ۳۰۱ جزو پرکاربردترین آن‌ها هستند.