امروزه در صنعت و با پیشرفت علم و تکنولوژی همیشه راهی برای دسترسی به متریال های مختلف که ایده آل های مورد نظر مصرف کننده را داشته باشند، وجود دارد. بسیاری از ویژگی هایی که در یک ماده یا سازه وجود دارد، ممکن است برای برخی کاربردها مناسب نباشد و یا لازم باشد ویژگی های جدیدی به آن اضافه شود. برای مثال مقاومت داشتن نسبت به حرارت، یک ویژگی مهم و خاص است که در هر ماده ای پیدا نمی شود. در حالی که نیاز به آن ممکن است در بسیاری از موارد احساس شود. به همین دلیل است که فولاد نسوز یا همان فولاد مقاوم در برابر حرارت، یکی از انواع مهم و پرکاربرد فولاد به حساب می آید.

این نوع فولاد به نحوی طراحی و ساخته می شود که در برابر حرارت بالای 500 درجه سانتی گراد نیز مقاوم باشد. البته میزان این مقاومت در همه انواع فولاد نسوز یکسان نیست و این موضوع به مشخصات ساختاری و درصد عناصر موجود در آلیاژ فولاد بستگی دارد که در ادامه مفصلاً به آن پرداخته خواهد شد.

مشخصات فولاد نسوز

مشخصات فولاد نسوز چیست؟

همانطور که می دانید فولاد به طور معمول آلیاژی از آهن و کربن است. اما هنگامی که عناصر کروم و نیکل نیز به این ترکیب اضافه می شوند، مقاومت فولاد اولیه نسبت به حرارت و البته خوردگی، افزایش می یابد. به همین دلیل به چنین فولادی فولاد نسوز گفته می شود.

این نوع از فولاد، تنها برای مواردی که نیاز به مقاومت حرارتی احساس می شوند، کاربرد ندارد. در واقع کاربرد فولاد نسوز وسیع تر از فقط نسوز بودن آن است و در مواردی که باید فولاد به کار رفته ضد زنگ باشد و یا در مقابل فرسایش نیز مقاومت خوبی داشته باشد، باز هم از فولاد مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود.

همچنین مقاومت به پوسته شدن، سایش، مقاومت در مقابل گازها و … نیز از جمله ویژگی های منحصر به فرد این نوع فولاد به شمار می رود. البته درصد کروم و کربن موجود در فولاد نسوز برای کاربردهای مختلف تفاوت دارد. برای مثال اگر ویژگی ضد زنگ بودن فولاد مد نظر باشد، باید درصد کربن به کار رفته در آن کمتر از 0.2 درصد باشد. میزان کروم نیز در چنین کاربردهایی حداقل 11 درصد است در صورتی که اگر نسوز بودن فولاد اهمیت بیشتری داشته باشد، مقدار کروم حداقل 4 درصد پیش بینی می شود.

انواع فولاد نسوز

از انواع فولاد نسوز چقدر می دانید؟

این دسته از فولاد، در گریدهای بسیار متنوعی تولید می شود اما می توان به طور کلی و با توجه به خصوصیات آن، چهار نوع مشخص برای فولاد مقاوم در برابر حرارت در نظر گرفت که مطابق موارد زیر است:

فولاد فریتی

در این دسته از فولادهای نسوز، میزان کروم و کربن موجود در آلیاژ در تعادل با یکدیگر هستند و به همین خاطر حتی در دماهای بسیار بالا، خورده نمی شوند و نسبت به پوسته شدن نیز مقاوم هستند.

فولاد آستنیتی

ویژگی اصلی این نوع از فولاد نسوز این است که مقدار نیکل در آنها بیشتر از سایر انواع است. به همین خاطر در برخی خصیصه ها قوی تر عمل می کند. برای مثال، استحکام کششی بالا و انعطاف پذیری زیادی دارد و همچنین نسبت به خوردگی، مقاومت بیشتری از خود نشان می دهد.

اگر بخواهیم از لحاظ گرید بندی بررسی کنیم، فولاد آستنیتی، در گریدهای 200 تا 300 جای می گیرد. لازم به ذکر است که این نوع از فولاد، در دماهایی بیش از 450 درجه مقاومت بسیار خوبی (بیشتر از گریدهای 400) از خود نشان می دهد.

فولاد مارتنزیتی

در این نوع از فولاد نسوز، کروم، نقش اصلی را ایفا می کند. ویژگی های خاص این گروه این است که در برابر خراش و سایش مقاومت بالایی دارند و راحت شکل داده می شوند. همچنین فولاد مارتنزیتی در تمام دماها خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می کند.

آنچه باید درباره این نوع از فولاد مقاوم در برابر حرارت دانست این است که در دماهای بسیار بالا، مقاومت خوبی از خود نشان نمی دهند و در واقع نرم شده و یا حالت پیرشدگی پیدا می کنند. پس اگر به فولادی نیاز دارید که در صورت حرارت دیدن تا دماهای زیاد، باز هم خاصیت نسوز بودن خود را حفظ کند، بهتر است به سراغ گروه های دیگر فولاد نسوز بروید.

ویژگی اصلی فولاد نسوز

فولاد سخت رسوبی

در این بخش از معرفی انواع فولاد نسوز، نوبت به گروه سخت رسوبی می رسد. این نوع از فولاد خود در واقع از سه نوع دیگر تشکیل می شود که هر کدام ساختار متفاوتی دارند و در نتیجه ویژگی های گوناگونی نیز از خود بروز می دهند. این سه نوع عبارتند از: فولاد نیمه آستنیتی، آستنیتی و مارجینگ. در بین چهار گروه اصلی فولادهای نسوز، فولاد رسوبی سخت، کمترین میزان مقاومت را به حرارت دارد.

کاربرد فولاد نسوز چیست؟

فولاد مقاوم در برابر حرارت که در قالب ورق نسوز، توری، لوله، میلگرد و … تولید می شود در زمینه های بسیار متنوع و گوناگونی به کار می رود. مثال هایی از کاربرد این نوع فولاد در صنعت عبارتند از:

  • تولید دیگ بخار
  • دیواره داخلی کوره ذوب فلزات
  • لوله های هدایت گر بخار
  • مخازن تحت فشار
  • مشعل روغن
  • الکترود جوشکاری
  •  برخی انواع پیچ و مهره¬ها
  •  موتور هواپیما و موشک
  •  و …

قیمت فولاد نسوز

شاید بتوان گفت مهم ترین ویژگی منفی این نوع از فولاد، قیمت نسبتاً بالای آن است که آن هم به پروسه تولید و تهیه آن مرتبط است. البته باید به این نکته نیز توجه داشت که گاهی صرف هزینه بالا برای یک محصول، منجر به کاهش هزینه های جانبی و خسارات وارد شده می گردد. به همین دلیل فولاد نسوز با وجود قیمت بالاتری که نسبت به انواع دیگر فولاد دارد، هنوز پرطرفدار و پرکاربرد است. البته متأسفانه عرضه این نوع از فولاد، محدود است و شاید یکی از دلایل بالا بودن قیمت آن همین باشد.

فولاد مقاوم در برابر حرارت