فرآیندهای ساخت و تولید استیل 201 ( فولاد زنگ نزن 201)
استیل ضد زنگ گرید 201 دارای قابلیت شکل گیری ، مقاومت در برابر خوردگی خوبی است. این فولاد شبیه به فولاد ضد زنگ 301 است. برای تولید قطعات از این نوع فولاد میتوان از خم‍‌کاری دستی و نورد مانند فرآیند تولید فولاد زنگ نزن 301 استفاده کرد در حالی که فولاد 201 به دلیل استحکام بالاتر می‌تواند خاصیت فنری بیشتری داشته باشد. مشابه فولاد زنگ نزن 301، با افزایش نیرو و میزان فشار میتوان از فرایند کشش هم برای این آلیاژ استفاده کرد.
شکل‌دهی استیل 201
این گرید از استیل قابلیت کشش و فرم‌دهی دارد. به دلیل قابلیت سختکاری مکانیکی بالای این گرید ممکن است نیاز به عملیات آنیل قبل و در حین شکل‌دهی باشد.
ماشینکاری استیل 201
عملیات حرارتی استیل 201
استنلس استیل 201 نمی‌تواند از طریق عملیات حرارتی سخت گردد ولی از طریق کارسختی امکان افزایش سختی وجود دارد. این استیل در دمای بین 1010 و 1093 درجه سانتیگراد آنیل میشود. به منظور حفظ کاربیدها در محلول و جلوگیری از حساسیت، خنک‌کاری سریع با هوا یا کوئینچ شدن در آب در محدوده رسوب کاربید (426 تا 815 درجه سانتیگراد) مورد نیاز است. قابل ذکر است که فولاد 201 در حالت آنیل غیر مغناطیسی و در حالت کار سرد مغناطیسی میباشد.
جوش‌پذیری استیل 201
به طور کلی برای جوشکاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی از روش‌های نفوذی و مقاومتی استفاده میشود. مهمترین نکته‌ای که در این کار باید در نظر گرفت، جلوگیری از ایجاد ترک داغ است که با اطمینان از تشکیل فریت در منطقه جوش حاصل میشود. استنلس استیل 201 می‌تواند به تمامی روش‌های استاندارد جوشکاری که برای فولاد زنگ نزن 304 به کار می‌رود جوشکاری گردد. با این وجود، خوردگی بین دانه‌ای می‌تواند در صورت وجود کربن بیش از 0.03 درصد، منطقه جوش (HAZ) را تحت تاثیر قرار دهد. در صورت نیاز به فیلر جوشکاری، اغلب AWS E/ER 308 استفاده میشود.
پرسش های متداول درباره استنلس استیل 201
سوال: استیل 201 چیست ؟ ترکیب شیمیایی استیل 201 چیست ؟ مشخصات استیل 201 چیست ؟
جواب: استیل 201 یا فولاد ضد زنگ 201 ( فولاد زنگ نزن 201 ) آلیاژی از خانواده استنلس استیل هاست که مقادیر نیکل آن نصف آلیاژ استیل 304 است ، ولی میزان منگنز و نیتروژن آن افزایش یافته است. هدف از تولید این فولاد در اصل ، مصرف کمتر نیکل بوده است. این خانواده از استیل‌های ضدزنگ به نام استیل‌های کم نیکل نیز شناخته میشوند. از این رو، به دلیل مقادیر کمتر نیکل، این آلیاژ ارزانتر از استنلس استیل‌های دیگر میباشد. علی‌رغم قیمت مناسب، قابلیت کارپذیری این آلیاژ به خوبی بقیه فولادها نیست.
استیل 201، یک فولاد آستنیتی و غیر مغناطیسی است که مقدار زیادی کروم، منگنز و نیکل و مقدار کمی کربن دارد. مقاومت به خوردگی این فولاد، نسبت به همتای آن در محیطهای با میزان خوردگی ضعیف، کمتراست.
این فولاد در حالت آنیل غیرمغناطیسی است ولی با انجام کار سرد مفناطیسی میگردد.
|
ترکیب شیمیایی استیل 201 - فولاد زنگ نزن 201
|
سوال: تفاوت استیل 201 و 304 در چیست ؟
جواب: به طور ساده در مورد عناصر آلیاژی به کار رفته در استیل 201 و استیل 304 میتوان گفت :
استیل 201 : (3.5 - 5.5 % نیکل) + ( 5.5 - 7.5 % منگنز ) + ( 16 - 18 % کروم )
استیل 304 : ( 8 - 10 % نیکل ) + ( 1 - 2 % منگنز ) + ( 17.5 -19.5 % کروم )
به علت محتوای کمتر نیکل ، قیمت استیل 201 از قیمت استیل 304 ارزانتر است اما مقاومت به خوردگی آن به دلیل کمتر بودن میزان کروم و نیکل کاهش می یابد. منگنز و نیتروژن تا حدودی عملکردی مشابه نیکل دارند و استحکام استیل 201 را افزایش میدهند. همچنین میزان کربن در استیل 201 بیشتر از استیل 304 است و با مکانیزم بین نشینی عامل افزایش سختی و استحکام میگردد. اما کارپذیری و شکل پذیری استیل 201 به دلیل کمتر بودن میزان نیکل آن نسبت به استیل 304 کاهش می یابد.
سوال: ویژگی های استیل 201 چیست ؟
جواب: مشخصه ها و ویژگی های استیل 201 عبارتند از :
عملکرد مشابه استیل 301 و قابلیت جایگزینی در اغلب موارد به جای آن
استحکام کششی بالا و چکش‌خواری خوب در اثر کار سرد
نگیر (غیرمغناطیسی بعد از آنیل)
افزایش اندک خواص مغناطیسی در اثر کار سرد نسبت به سایر فولادهای زنگ نزن آستنیتی
چقرمگی عالی در دمای پایین
سوال: استیل 201 با چه گریدهایی هم خانواده بوده و تفاوت آن با دیگر استیل ها چیست ؟
جواب: درخت استینلس استیل ها از استیل 304 شکل میگیرد و شاخه های مختلفی دارد که استیل 201 ، 202 و 205 هم یک شاخه از آن است که با کاهش نیکل و افزوده شدن منگنز و نیتروژن بیشتر به استیل 304 شکل میگیرد.
درخت استینلس استیل ها و شاخه استیل های 201 و 202 |
سوال: استنلس استیل 201 را میتوان با روش الکترود دستی جوشکاری کرد؟ در جوشکاری این گرید با چه مشکلاتی ممکن است برخورد کنیم؟
جواب : فولاد کروم-نیکل-منگنزی 201 را میتوان با کلیه روش‌های مرسوم استاندارد جوش داد. برای جوشکاری از فلز پرکننده کروم-نیکل معمول استفاده میشود. مانند سایر فولادهای ضد زنگ آستنیتی که کربن‌شان کمتر از 0.03٪ کنترل نمیشود ، نوع 201 نیز مستعد به خوردگی بین دانه‌ای در منطقه تحت تأثیر حرارت (HAZ) جوش است.
سوال: الکترودهای جوشکاری استنلس استیل 201 برای جوش آن به دیگر استیل ها چیست ؟
جواب : اگر استیل 201 را بخواهیم به دیگر استیل ها و یا فولادها جوش بدهیم الکترودهای مختلفی مورد نیاز است . ردیف اول نشان دهنده استیل یا فولادی است که به استیل 201 جوش میخورد و ردیف دوم هم نشان دهنده الکترودی است که باید برای جوشکاری این دو بکار برد:
فولاد معمولی
کم کربن |
201
202
301
302
304
305
308 |
303 |
L304 |
309
S309 |
310
S310 |
314 |
316 |
L316 |
317
|
321
348
347 |
403
405
410
420
414 |
416
|
501
502 |
430
431 |
430 F |
442
446 |
گرید
استینلس استیل |
312
310
309 |
308 |
308 |
308 |
308 |
308 |
308 |
309
316 |
308 |
308 |
308 |
309
310
312 |
309
310
312 |
310
312
309 |
310
312
309 |
310
312
309 |
310
312
309 |
الکترود
جوشکاری |
سوال: مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن 201 چگونه است؟
جواب: گرید 201 فولاد زنگ نزن مقاومتی مناسبی در تعدادی از محیطهای خوردنده مقاومت معمولی و متوسط را دارد اما در محیطهای خورنده تر مناسب نیست . این گرید مقاومت به خوردگی مشابه با فولاد 301 دارد، و در بسیاری از موارد در محیطهای معمولی با موفقیت جایگزین فولاد 304 میشود. این گرید استیل آلیاژ برای سازه هایی که ممکن است در معرض خوردگی ناشی از آب دریا باشد مناسب نیست.
جدول زیر مقاومت به خوردگی استیل 201 در شرایط متفاوتی شامل اسیدها ، آب دریا و دیگر محیط های خورنده را نشان میدهد :
|
گرید
|
اسید سولفوریک
H2SO4
|
اسید
هیدروکلریک
HCl
|
اسید هیدروفلوریک
HF
|
اسید فسفریک
H3PO4
|
اسید نیتریک
HNO3
|
آب دریا
NaCl 3.5%
|
کلر
Cl-
|
اسید استیک
CH3COOH
|
اسید فرمیک
HCOOH
|
هیدروژن سولفید
H2S
|
تیزاب سلطانی
Aqua Regia
|
| 201 |
O |
نامناسب |
نامناسب |
نامناسب |
O |
نامناسب |
نامناسب |
O |
O |
O |
نامناسب |
| 202 |
O |
نامناسب |
نامناسب |
نامناسب |
نامناسب |
نامناسب |
نامناسب |
O |
O |
O |
نامناسب |
سوال: علت و مزیت استفاده از فولاد 201 نسبت به فولاد 301 و 304 چیست؟
جواب: فولاد زنگ نزن 201 یک جایگزین ارزانتر نسبت به فولادهای زنگ نزن کرم-نیکل، مثل 301 و 304 است. این ارزانتر بودن بدلیل جایگزینی عناصر منگنز و نیتروژن با عنصر نیکل است. فولاد 201 را در بسیاری از کاربردها میتوان با موفقیت با فولاد 301 جایگزین کرد.
سوال: بهترین برند لوله و پروفیل استیل 201 در بازار ایران چیست ؟
جواب: در حال حاضر برند ساموین چین ( Sumwin Stainless Steel ) از بهترین برندهای موجود در بازار ایران است و گروه متالیوم نیز با واردات مستقیم از این برند پاسخوگی نیازمندی های مشتریان است .
 |
 |
 |
| لوله درزدار استیل دکوراتیو 201 ساموین |
قوطی استیل دکوراتیو 201 ساموین |
پروفیل استیل دکوراتیو 201 ساموین |
سوال: نحوه تشخیص استیل 201 از استیل 304 و دیگر گریدها چگونه است ؟
جواب: تشخیص استیل 201 از استیل 304 یا استیل 316 از لحاظ ظاهری ساده نیست . تست هایی وجود دارد که میتوان در محل انجام داد و سریع تر از آزمایشگاه تست مواد گرید 201 را از 304 یا دیگر گریدها تشخیص داد . یکی از این تست ها استفاده از قطره های محلول است که با یک طیف رنگی استیهای متفاوت را از هم متمایز میکند و روش دیگر هم استفاده از دستگاه سورتر مواد ( XRF ) است که نتیجه را نشان میدهد .
 |
 |
| آنالیز فوری با دستگاه های پورتابل XRF |
تست سریع استیل 201 با قطره های محلول |
سوال: آیا فولاد 201 خاصیت مغناطیسی دارد؟
جواب: این فولاد در حالت آنیل شده غیر مغناطیسی است، اما با اعمال کار سرد مغناطیسی میشود.
سوال: آیا استیل 201 فولادی بی کیفیت است ؟ استیل 201 برای استفاده در چه جاهایی مناسب است ؟
جواب: فولاد زنگ نزن 201 یا همان استیل 201 به هیچ وجه فولادی بی کیفیت نیست . اگر بخواهیم آنرا به جای استیل 304 یا استیل 316 استفاده کنیم در محیط های مرطوب ، خورنده و کنار آب دریا جایگزین خوبی نیست اما اگر در موارد مصرف خودش استفاده شود بسیار مناسب و مقرون به صرفه است . بحران قیمت نیکل و وابستگی استیل های 304 و 316 به نیکل بالاتر منجر به توسعه دانش تولید فولادهایی با مقادیر کمتر نیکل و خواص مکانیکی یکسان گردید که استیل 201 و 201 از نتایج این طرح های تحقیق و توسعه ای در دهه سی میلادی است .
استیل 201 کاربردهای زیادی دارد که موارد زیر از آنهاست :
| لوله های دکوراتیو نرده ها و راه پله ها |
ورق دکوراتیو برای صنعت ساختمان |
آسانسورها |
| لوازم و تجهیزات غذایی و آشپزخانه |
ترمز خودرو |
بست شلنگ و کابل |
| سینک ظرفشویی |
ماشین‌های راه‌آهن و ماشین آلات کشاورزی |
رینگ پیستون |
| بدنه و سقف ماشین‌های حمل و نقل |
بدنه پنجره‌های عایق حرارت و چهارچوب در |
بخش‌های قرارگیری ایربگ |
سوال : نحوه تولید ورق استیل 201 چگونه است ؟ فرآیندهای متالورژیکی تولید استینلس استیل چگونه است ؟
جواب: تولید فولادهای ضدزنگ مستلزم گذراندن مراحلی متالورژیکی و مکانیکی زیادی است که به صورت شماتیک در زیر نشان داده است .
 |
 |
| مراحل ذوب ریزی ، ریخته گری ، نورد و تولید ورق های استینلس استیل |
سوال: حداکثر دمای کاری استیل 201 چه دمایی است ؟ اگر در محیط داغ و به پیوسته از استیل 201 استفاده شود ، حداکثر دمای کاری آن چقدر است ؟
جواب: حداکثر دمای کاری استیل 201 به صورت پیوسته و ناپیوسته به شرح ذیل است :
| حداکثر دمای کاری استیل ºC) 201) |
پیوسته
845 |
ناپیوسته
790 |
|
سوال : مکانیسم استحکام دهی فولاد 201 چگونه است؟
جواب: فولاد 201 عملیات حرارتی پذیر نمی‌باشد. یعنی استحکام فولاد با عملیات حرارتی بالا نمی‌رود. اما کار سرد منجر به افزایش استحکام فولاد میشود.
سوال: استحکام کشش و استحکام تسلیم استیل 201 و 202 در مقایسه با دیگر استینلس استیل ها چگونه است ؟
جواب1:
سوال: فولادهای استینلس استیل معمولا چقدر کروم دارند؟
جواب: فولادهای زنگ نزن عمدتا دارای مقادیری بین 10 تا 30% کروم در کنار سایر عناصر از جمله کربن، سیلسیوم، گوگرد، منیزیم و غیره میباشد. این عنصر خاصیت مقاومت به خوردگی را در فولاد ایجاد میکند، به همین دلیل این متریال فولادهای استین لس یا زنگ نزن نامیده میشوند زیرا هیچ نوع لکه ای روی سطح فولاد ایجاد نمیشود.