ورق استیل 304 نوعی فولاد ضد زنگ چندمنظوره است که در ابعاد و ضخامت‌های متنوعی تولید می‌شود. این آلیاژ به دلیل خواص برجسته‌ای همچون مقاومت بالا در برابر خوردگی و استحکام مکانیکی مطلوب، کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. ضخامت این ورق‌ها معمولاً بین 0.3 تا 100 میلی‌متر متغیر بوده و عرض آن‌ها در محدوده 1000 تا 2000 میلی‌متر قرار دارد. همچنین، طول ورق‌ها بسته به نیاز و سفارش مشتری متغیر است. قیمت ورق استیل 304 با توجه به تنوع در ضخامت و ابعاد بر اساس نوسانات و کیفیت تولید و مقدار سفارش تغییر می کند.
خواص مکانیکی ورق استیل 304 شامل ویژگی‌هایی است که تحت تأثیر نیروهای خارجی بر این ماده ایجاد می‌شود. این خواص اطلاعاتی دربارۀ عملکرد و عمر مفید ورق‌ها ارائه می‌دهد و کمک می‌کند که مواد مناسب برای هر کاربرد خاص انتخاب شوند. مهم‌ترین خواص مکانیکی این آلیاژ شامل مقاومت کششی، سختی استیل 304، کشش‌پذیری، و تنش تسلیم استیل 304 است. این ویژگی‌ها نشان می‌دهند که استیل 304 تحت چه شرایطی قادر به تحمل نیروها و فشارهای مختلف خواهد بود.
استیل 304 با کد گرید 1.4301 طبق استانداردهای بین‌المللی شناخته می‌شود و معمولاً به عنوان پرمصرف‌ترین نوع فولاد ضد زنگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع استیل به دلیل داشتن 18٪ کروم و 8٪ نیکل، با نام قدیمی استیل 18/8 نیز شناخته می‌شود که به مقاومت بالا در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی اشاره دارد.
نامگذاری ورق استیل 304 عمدتاً به روش‌های مختلف پرداخت سطحی و ضخامت آن‌ها بستگی دارد. در زیر برخی از انواع رایج ورق استیل 304 براساس استاندارد ASTM آورده شده است:
2B: این نوع ورق دارای سطحی صاف، صیقلی و بازتابنده است که از طریق نورد سرد و بازپخت و عبور از میان غلتک‌های صیقلی به دست می‌آید. این نوع پرداخت علاوه بر بهبود ظاهر، مقاومت بهینه‌ای در برابر خوردگی ایجاد می‌کند.
4 (Satin Finish): این نوع ورق دارای سطحی مات با خطوط ظریف و موازی است که از طریق پرداخت با مواد ساینده ایجاد می‌شود. این نوع پرداخت بیشتر در دکوراسیون و فضاهایی کاربرد دارد که نیاز به ظاهری زیبا و مدرن است.
Bright Annealed (BA): این نوع پرداخت با انعکاس زیاد همراه است و بیشتر در مواردی استفاده می‌شود که نیاز به بازتاب نور و زیبایی ظاهری است.
Hot Rolled (HR): ورق‌های نورد گرم در دماهای بالا تولید شده و دارای سطحی خشن و پوسته‌ای هستند. این ورق‌ها ضخامت بیشتری نسبت به ورق‌های نورد سرد دارند و در کاربردهایی استفاده می‌شوند که به استحکام و دوام نیاز است.
Cold Rolled (CR) : ورق‌های نورد سرد دارای سطحی صاف‌تر و ابعادی دقیق‌تر نسبت به ورق‌های نورد گرم هستند. فرآیند نورد سرد که موجب بهبود کیفیت سطحی و یکنواختی ابعاد می‌شود.
Perforated Sheets: این ورق‌ها با سوراخ‌ها و دهانه‌های مختلف تولید می‌شوند و در فیلتراسیون و تهویه و دکوراسیون مورد استفاده قرار می‌گیرند.
Expanded Metal Sheets : در این نوع ورق، فلز تحت فرآیند کشش قرار می‌گیرد که منجر به ایجاد الگوهایی با دهانه‌های الماسی‌شکل بر روی سطح آن می‌شود. این ورق‌ها بیشتر در صنایع معماری و ساختمانی کاربرد دارند.
Corrugated Sheets : ورق‌های راه‌راه دارای الگوهای موج‌دار هستند که به آن‌ها استحکام و سفتی بیشتری می‌بخشند. این ورق‌ها اغلب در پوشش سقف‌ها و دیوارها استفاده می‌شوند.
ورق‌های استیل 304 در انواع مختلف بر اساس فرآیندهای تولید و نوع پرداخت سطحی تولید می‌شوند که عبارتند از:
تنش تسلیم (yield strength) یکی از ویژگی‌های اصلی است که مقاومت هر ماده در برابر تغییر شکل دائمی را نشان می‌دهد. در مورد ورق استیل 304، تنش تسلیم تقریباً در محدودۀ 250 تا 290 مگاپاسکال (MPa) قرار دارد. بیانگر میزان تحمل این فولاد در برابر تنش‌های کششی پیش از ورود به ناحیه تغییر شکل دائمی است.
این ویژگی باعث شده تا استیل 304 در کاربردهایی که نیاز به تحمل فشارهای مکانیکی دارند، از جمله ساخت قطعات ساختمانی، سیستم‌های لوله‌کشی و صنایع خودروسازی، مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، ترکیب تنش تسلیم بالا با شکل‌پذیری مطلوب، امکان فرم‌دهی آسان این ورق را فراهم کرده و آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای تولید انواع محصولات صنعتی تبدیل می‌کند.
یکی دیگر از ویژگی‌های مهم ورق استیل 304، قابلیت سخت‌کاری آن است. سخت‌کاری به فرآیندی اطلاق می‌شود که از طریق آن، خواص مکانیکی هر ماده بهبود می‌یابد. در مورد استیل 304، سخت‌کاری عمدتاً از طریق کار سرد (cold working) انجام می‌شود.
فرآیند کار سرد به تغییر شکل فیزیکی ورق استیل در دمای محیط از طریق روش‌هایی مانند خم‌کاری یا نورد یا کشش اطلاق می‌شود . این فرآیند منجر به افزایش سختی و استحکام ماده، از جمله افزایش تنش تسلیم و مقاومت کششی، می‌گردد. با این حال، سخت‌کاری ناشی از کار سرد می‌تواند موجب کاهش نسبی انعطاف‌پذیری شود. این ویژگی در کاربردهایی که نیاز به مقاومت و سختی بالاتری دارند، از جمله صنایع پتروشیمی، هوافضا و ساخت قطعات صنعتی، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
سختی (hardness) یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های مکانیکی است که مقاومت ماده در برابر فرورفتگی یا خراشیدگی را نشان می‌دهد. سختی ورق استیل 304 معمولاً در مقیاس برینل (Brinell hardness) بین 123 تا 201 HB قرار دارد. همچنین، در مقیاس راکول (Rockwell hardness) این مقدار حدود 70 HRB است.
شایان ذکر است که سختی ورق استیل 304 بسته به میزان کار سرد اعمال‌شده به آن قابل تغییر است. افزایش میزان سخت‌کاری، سختی و مقاومت در برابر سایش نیز افزایش می‌یابد. ازاین‌رو، امکان تنظیم درجه سختی این ورق متناسب با نیازهای مختلف صنعتی وجود دارد که موجب بهینه‌سازی عملکرد آن در کاربردهای گوناگون می‌شود.
عنصر
حداقل مقدار (%)
حداکثر مقدار (%)
کربن
——–
0.08
سیلیسیم
0.75
منگنز
2
فسفر
0.045
گوگرد
0.030
کروم
20
18
نیکل
8
10.50
خواص مکانیکی ورق استیل 304 با ضخامت بالای 8 سانتی متر
خواص مکانیکی
مقدار
استحکام کشش
540 الی740 MPA
کشسانی
45 %
خواص مکانیکی ورق استیل 304 با ضخامت 8 الی 75 سانتی متر
520 الی720 MPA
ورق استیل 304 به دلیل ویژگی‌های خاص خود، در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله:
تولید و ساخت لوازم خانگی
تولید کارد و چنگال و ظروف تخت
ساخت ظروف بهداشتی با فرورفتگی‌هایی مانند سینک و قابلمه
تولید لوله‌ها
تجهیزات تولید آبجو، لبنیات، مواد غذایی، و مواد دارویی
ساخت فنر، پیچ، و مهره
ماشین‌کاری
ورق استیل 304 قابلیت ماشین‌کاری خوبی دارد. برای بهبود عملکرد ماشین‌کاری، باید به نکات زیر توجه شود:
لبه‌های برش باید تیز نگه داشته شده و به‌طور منظم نگهداری شوند؛ لبه‌های کند ممکن است منجر به سختی بیش از حد ورق شوند.
علاوه بر این، به دلیل رسانایی حرارتی پایین آلیاژهای آستنیتی، گرما در محل برش متمرکز می‌شود، بنابراین استفاده کافی و مناسب از خنک‌کننده‌ها و روان‌کننده‌ها در حین فرآیند برشکاری ضروری است.
قابلیت جوشکاری
ورق استیل 304 عملکرد خوبی در جوشکاری دارد. برای جوشکاری این ورق، توصیه می‌شود از سیم‌های جوش MIG و TIG و الکترودهای جوشکاری از گرید 308 استفاده شود.
بیشتر مواد از نظر دانه‌بندی دارای ساختاری ناهمگن هستند که این ناهمگنی موجب تفاوت در خواص مکانیکی آن‌ها می‌شود. یکی از عوامل اصلی تأثیرگذار بر ناهمگنی دانه‌بندی فلزات، روش‌های شکل‌دهی آن‌ها از طریق فرآیندهای کار سرد یا گرم است.
فرآیندهای مختلف تولید فلزات، از جمله اکستروژن، ریخته‌گری و فورجینگ، تأثیر قابل‌توجهی بر خواص مکانیکی آن‌ها دارند. این فرآیندها با ایجاد تغییر در ساختار دانه‌بندی و خواص فیزیکی فلز می‌شوند.
در تولید محصولات فلزی مانند ورق استیل، برای به دست آوردن خواص مکانیکی مناسب، باید جهت نورد (غلتش) طولی و عرضی ورق مشخص شود. این عامل به‌ویژه در تعیین ویژگی‌هایی همچون استحکام کششی، سختی و سایر خواص مهم فلز تأثیرگذار است.
آزمون‌های رایج برای ارزیابی خواص مکانیکی ورق استیل 304 عبارتند از:
آزمون کشش: بررسی میزان مقاومت ماده در برابر نیروهای کششی.
آزمون سختی‌سنجی: ارزیابی سختی سطح ماده.
آزمون ضربه: اندازه‌گیری مقاومت ماده در برابر ضربه‌های سریع.
آزمون خمش: ارزیابی توانایی ماده در تحمل تغییر شکل خمشی.
آزمون فشار: اندازه‌گیری مقاومت ماده در برابر بارهای فشاری.
آزمون پیچش: ارزیابی مقاومت ماده در برابر نیروهای پیچشی.
استحکام کششی و حد تسلیم نهایی ورق استیل 304 از معیارهای مهم در ارزیابی انعطاف‌پذیری آن در برابر نیروهای کششی هستند. میزان حد تسلیم کمتر از مقاومت نهایی است، زیرا حد تسلیم بیشترین تنشی است که ماده قبل از ورود به تغییر شکل دائمی تحمل می‌کند، در حالی که استحکام نهایی به حداکثر تنشی اشاره دارد که ماده قبل از شکست قادر به تحمل آن است. اگرچه استیل 304 به اندازۀ برخی از فولادهای دیگر مستحکم نیست، اما استحکام کمتر آن باعث بهبود قابلیت شکل‌پذیری می‌شود و امکان انجام فرآیندهای شکل‌دهی را تسهیل می‌کند.
مدول الاستیسیتۀ ورق استیل 304 بسته به شرایط و کاربردهای مختلف، معمولاً در محدوده 193 تا 200 گیگاپاسکال قرار دارد. این ویژگی معیاری برای توانایی ماده در حفظ شکل و اندازۀ خود تحت تأثیر تنش‌های وارد شده است.
مانند اکثر فولادها، مدول الاستیک استیل ضد زنگ 304 بسیار بالا است، به این معنی که این ماده به‌راحتی تحت تنش تغییر شکل نمی‌دهد. با این حال، هرچه مدول الاستیسیتۀ ماده بالاتر باشد، انجام عملیات ماشین‌کاری بر روی آن سخت‌تر می‌شود. بنابراین، استیل 304 معمولاً به گونه‌ای طراحی و تولید می‌شود که مدول الاستیک کمتری داشته باشد تا فرآیندهای ماشین‌کاری و شکل‌دهی آن تسهیل گردد.
آزمون شارپی به‌منظور ارزیابی نحوۀ شکستن مادۀ فولادی تحت ضربه استفاده می‌شود. این آزمون اطلاعات مهمی در خصوص خواص شارپی ماده ارائه می‌دهد. در این آزمایش، یک پاندول به کمک وزنه‌های متصل به آن به نمونه آزمایشی نیرو وارد کرده و موجب شکستن آن می‌شود. مقدار نیروی وارده توسط نیروسنج عقربه‌ای اندازه‌گیری می‌شود.
هرچه مقدار ضربۀ شارپی پایین‌تر باشد، ماده به طور کلی سخت‌تر است و دارای ساختار کریستالی منسجم‌تری است. استیل 304 امتیاز ضربۀ شارپی بالایی دارد، که نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری بیشتر آن می‌باشد. این ویژگی به معنای توانایی خم شدن ماده پیش از شکستن و جذب بخشی از انرژی ضربه است. این ویژگی نشان می‌دهد که استیل 304 به‌راحتی تغییر شکل می‌دهد و برای استفاده در نقاطی مناسب است که احتمال شکست قطعه زیاد است.
استانداردهای بین‌المللی ورق استیل 304
ورق استیل 304 علاوه بر استاندارد ASTM A240، تحت استانداردهای بین‌المللی دیگری نیز تولید و مشخص می‌شود. این استانداردها شامل موارد زیر هستند:
EN 10088-2 استاندارد اروپایی که مشخصات فنی برای ورق‌ها و نوارهای فولاد زنگ‌زده را تعریف می‌کند.
JIS G4305 استاندارد ژاپنی برای ورق‌های فولاد زنگ‌زدۀ نورد سرد.
DIN 17440 استاندارد آلمانی مربوط به فولادهای زنگ‌زده و مقاوم به خوردگی.
ISO 15510 استاندارد بین‌المللی که ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی فولادهای زنگ‌زده را تعیین می‌کند.
GB/T 3280 استاندارد چینی برای ورق‌ها و نوارهای فولاد زنگ‌زده.
این استانداردها به تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان این امکان را می‌دهند تا از کیفیت و ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی مناسب ورق استیل 304 برای کاربردهای مختلف اطمینان حاصل کنند.
نتیجه گیری
ورق استیل 304 به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و حرارت، و ویژگی‌های مکانیکی برجسته، به‌عنوان یکی از پرکاربردترین انواع فولاد ضد زنگ شناخته می‌شود. این ورق در ضخامت‌ها و پرداخت‌های مختلف تولید می‌شود و در صنایع مختلفی مانند تجهیزات صنعتی، لوازم خانگی و بسیاری دیگر از کاربردهای تخصصی استفاده می‌گردد.
ترکیب 18٪ کروم و 8٪ نیکل باعث می شود که استیل 304، موجب افزایش مقاومت آن در برابر شرایط محیطی و حرارتی متنوع می‌شود، که این ویژگی‌ها آن را برای استفاده در شرایط سخت و چالش‌برانگیز بسیار مناسب می‌سازد.
اگر می‌خواهید اطلاعات بیشتری در مورد استیل 304 بدانید، میتوانید به مقالۀ استیل 304 چیست مراجعه کنید. این مقاله به‌طور جامع به ویژگی‌ها، کاربردها و مزایای این نوع فولاد ضد زنگ پرداخته و جزئیات بیشتری در خصوص ساختار و خواص آن ارائه می‌دهد.
نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *
نام*
ایمیل*
وبسایت
ذخیره نام، ایمیل و وبسایت من در مرورگر برای زمانی که دوباره دیدگاهی مینویسم.
Δ
صفحه نخست
محصولات
تلگرام
اینستاگرام
