یکی از خصوصیات ذاتی ورق‌های استیل را میتوان داشتن دوام و مقاومت بالا در دماهای بالا دانست. فلز استیل دارای گریدهای متفاوتی بوده که از لحاظ تحمل دمایی با یکدیگر متفاوت هستند. برای محیط‌هایی با احتمال خوردگی بالا تنها فلزاتی با تحمل دمایی بالا مانند گریدورق استیل 304 می‌توانند از خود مقاومت بالایی نشان دهند. فلزاتی با تحمل دمایی بالا در دماهای بالا از خود رفتارهایی مانند اکسیداسیون سطحی، پوسته شدن، کاهش استحکام و خزش، تابیدگی و… نشان نمی‌دهند.
مشخص کردن محدوده دمایی برای استیل
فلز استیل در لیست مستحکم‌ترین فلزات صنعتی از نظر مقاوم بودن در مواجهه با خوردگی و اکسیداسیون قرار می‌گیرد. این مسئله در واقع ناشی از وجود عنصر کروم در استیل است. کروم روی میزان استحکام استیل در مقابل حرارت نیز تأثیر می‌گذارد. استنلس استیل دما بالا متشکل از حداقل 18% کروم است. این مدل فلز در گریدهای استیل 304،ورق استیل 316 و ورق استیل 330 به‌فروش می‌رسد و می‌توانند دماهای 870 درجه سانتی‌گراد و حتی بالاتر را تحمل کنند. از جمله فاکتورهای اثرگذار بر ذوب شدن استنلس استیل در آتش میتوان به مدل آلیاژ فولاد زنگ نزن، مدت زمان قرار گرفتن قطعه استیل در معرض آتش و دمای بالا، نوع مواد شیمیایی موجود در محیط و شکل هندسی و ضخامت قطعه اشاره داشت. این موارد به شکل مستقیم بر ذوب شدن فلز اثر می‌گذارند.
رفتار استنلس استیل در دماهای بالا
هریک از گریدهای استنلس استیل میزان تحمل دمایی مختلفی دارند. بعضی از گریدهای استیل در دماهای بالا کاربرد دارند و بعضی دیگر در دماهای بالا از خود واکنش ضعیفی نشان می‌دهند. برای نمونه در برخی از آلیاژها شاهد کاهش چشم‌گیر میزان مقاومت به خوردگی هستیم. بعضی از گریدهای استیل نیز هنگامی که دمای کاری افزایش پیدا می‌کند، شاهد افت خواص مکانیکی آن‌ها هستیم. هنگامی که فلز استیل در شرایطی قرار می‌گیرد که دما بالا است و با ذوب فاصله اندکی دارد، تغییراتی در رفتار خود ایجاد می‌کند. این تغییر رفتار به‌شکل مستقیم بر کاربرد آن اثرگذار است.
عناصر آلیاژی در واقع تعیین می‌کنند که یک فلز تا چه حد در مقابل حرارت مقاومت نشان دهد. با نزدیک شدن به دمای ذوب این فلز شاهد ایجاد انبساط حرارتی فلز هستیم. این انبساط حرارتی امکان دارد منجر به از دست رفتن فرم فلز شود یا شاهد خمش یا کمانش آن باشیم. همچنین گرم شدن استنلس استیل دما بالا امکان دارد مقاومت کششی آن را نیز کاهش دهد. در دماهای بالا استنلس استیل در مقابل اکسیداسیون مقاومت کمتری نشان می‌دهد.
مقاومت به خوردگی استیل در دمای بالا
زمانی که دما افزایش پیدا می‌کند، شاهد کاهش خاصیت مکانیکی و خوردگی هستیم. البته آلیاژها و گریدهای متفاوت استیل در مقابل حرارت میزان مقاومت متفاوتی دارند. برای نمونه، استیل 310 که به استیل نسوز شهرت دارد، در دماهای بالا در مقابل اکسیداسیون از خود مقاومت نشان می‌دهد. معیار نرخ اکسیداسیون نشان می‌دهد که لوله‌ها یا دیگر سطوح فلزی در گذر زمان تا چه حد دچار خوردگی می‌گردند.
Mpy = weight loos * 22,300 / (A * d * t)
- Mpy: نرخ خوردگی یا اکسیداسیون به میلی‌متر
- Weight loos: کاهش وزن به گرم
- A: مساحت سطح به اینچ مربع
- D: چگالی به گرم بر سانتی‌متر مکعب
- T: زمان به روز
| آلیاژ | کروم | نیکل | کربن | نرخ اکسیداسیون در دمای 1093 c |
| 304 | 18.8 | 9.3 | 0.08 | 1571 |
| 310 | 23.3 | 19.8 | 0.25 | 64 |
| 321 | 17.9 | 9.6 | 0.08 | 2183 |
| 330 | 18.6 | 34.3 | 0.2 | 23 |
مقاومت در برابر پوسته شدن
تحمل دمایی استیل در واقع علاوه‌بر میزان مقاومت آن در مقابل خوردگی به مقدار پایداری فلز برای حفظ استحکام و خواص مکانیکی نیز بستگی دارد. فلزات به همان میزانی که در ساختار استیل خود دارای کروم هستند، در مقابل پوسته شدن مقاومت نشان می‌دهند. زمانی که مقدار کروم در استیل افزایش پیدا می‌کند، فلز نیز در دمای بالا از خود مقاومت بالاتری در مقابل خوردگی و پوسته شدن نشان می‌دهد. تحمل دمایی استیل‌های آستنیتی با محتوای 18 درصد کروم به نزدیک 870 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. بعضی از گریدهای نسوز مثل استیل 309 و استیل 310 در دماهای بالاتر قادر به حفظ خواص مکانیکی خود هستند.
مقایسه محدوده دمایی آلیاژهای 304، 316 و 330
در میان گریدهای مختلف استنلس استیل، اصلی‌ترین آن‌ها شامل گریدهای 304، 316 و 330 می‌شوند. تفاوت این گریدها در واقع وابسته به میزان عناصر مورد استفاده در آن‌ها است. هریک از این آلیاژها در زمان رسیدن به دمای ذوب شدن استنلس استیل در آتش از خود رفتار یکسانی بروز نمی‌دهند. به بیانی دیگر، هریک از گریدها برای محدوده دمای خاصی کاربرد دارند.
تحمل دمایی گرید 304
استنلس استیل 304 در لیست پرمصرف‌ترین گرید استیل جای می‌گیرد و این گرید در دماهایی بین 870 تا 925 درجه سانتی‌گراد از خود عملکرد خوبی نشان می‌دهد. داشتن مقاومت بالا در مقابل اکسیداسیون نیز یکی دیگر از نکات مثبت این گرید محسوب می‌شود. با این حال، گرید 304 در مقابل رطوبت خوبی نداشته و توصیه می‌شود که از آن در بازه دمایی 425 تا 860 درجه سانتی‌گراد به‌شکل مداوم استفاده نشود. دمای ذوب استنلس استیل 304 در محدوده 1399 تا 1454 درجه سانتی‌گراد جای می‌گیرد. با نزدیک شدن به این دما شاهد کاهش استحکام کششی هستیم.
تحمل دمایی گرید 316
گرید 316 در محیط‌هایی کاربرد داشته که شانس خوردگی و به‌ویژه خوردگی کلریدی در آن‌ها بالا است. چراکه این گرید به‌نسبت گرید 304 در برابر خوردگی مقاومت بالاتری دارد. بازه ذوب این آلیاژ بین 1371 تا 1399 درجه سانتی‌گراد محاسبه شده است؛ بنابراین، این فلز دمای ذوبی نزدیک به 10 تا 40 درجه سانتی‌گراد پایین‌تر از فلز گرید 304 دارد. در دماهای بالا شاهد کاهش استقامت این فلز در مقابل خوردگی و زنگ‌زدگی هستیم.
تحمل دمایی گرید 330
مقاوم‌ترین استیل در مقابل آتش در بین سه گرید را میتوان گرید 330 دانست. این آلیاژ در مواجهه با حرارت‌های بالا از خود مقاومت نشان می‌دهد. استیل 330 در کوره‌ها و سبدهای عملیات حرارتی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد و میتوان آن را در لیست آلیاژهای پُرنیکل و گران قیمت استیل جای داد. در ترکیبات این فلز دو عنصر کروم و نیکل دیده می‌شوند؛ از این رو، این فلز قادر به تحمل دماهای نزدیک به 1094 درجه سانتی‌گراد است. این دما فاصله اندکی با دمای ذوب شدن استیل ضدزنگ در آتش دارد. در ترکیبات این آلیاژ بین 18٪ تا 22٪ کروم و 34٪ تا 37٪ نیکل دیده می‌شود.