ورق استیل 410 آلیاژی ضد زنگ و دارای ساختار ماتنزیتی می باشد و ترکیبی از خواص مقاومت خوب در برابر خوردگی به همراه استحکام و سختی بالا را ارائه می دهد. این آلیاژ در هر دو شرایط آنیل و سخت شده تحت تاثیر میدان های مغناطیسی قرار می گیرد. بنابراین در دسته انواع ورق استیل بگیر نیز طبقه بندی می شود. گستره ی وسیعی از ویژگی ها و خواص ورق استیل 410 را می توان با استفاده از اعمال انواع روش های عملیات حرارتی توسعه داد. استفاده از این آلیاژ در کاربردهایی که به مقاومت به خوردگی متوسط و خواص مکانیکی بالا نیاز دارند، ایده آل می باشد. از جمله ی این کاربردها عبارتند از ساخت فنرهای تخت، کارد و چاقو، ظروف آشپزخانه و انواع ابزار آلات. ورق استیل 410S نیز طی انجام برخی اصلاحات بر آلیاژ 410 توسعه یافته است. افزودن مقادیر پایین تیتانیوم به این آلیاژ باعث می شود تا تشکیل فاز آستنیت در دماهای بالا به حداقل برسد و در نتیجه قابلیت سخت شدن آلیاژ با محدودیت مواجه می شود. زمانی که آلیاژ از بالای دمای بحرانی سریعاً سرد شود، نرم و انعطاف پذیر خواهد شد. این ویژگی همچنین باعث می شود تا تشکیل ترک های سخت هنگام جوشکاری فولاد به تاخیر بیافتد. ورق استیل 410S در شرایط آنیل دارای زمینه ای کاملاً فریتی است. از آنجا که این آلیاژ از دماهای بالا بدون کوچکترین اثری از سختی سرد می شود، گزینه ای مناسب جهت ساخت جعبه های آنیل، محفظه های خنک سازی (کوئنچ)، پارتیشن های مقاوم به اکسیداسیون و سایر واحدهای دما بالا می باشد.
استانداردهای ورق استیل 410/ 410S
ASTM A240/ASME SA240: ورق استیل 410 و 410S بر اساس ویژگی های مکانیکی و درصد عناصر موجود در ترکیب شیمیایی که توسط انجمن مهندسین مکانیک و انجمن تست مواد آمریکا گردآوری شده است، با کد 240 استاندارد سازی شده اند. در تعریف این استاندارد چنین آمده است: آلیاژهای حاوی کروم و کروم-نیکل در شکل های پلیت، شیت و استریپ برای کاربردهای عمومی و مخازن و تانکرهای تحت فشار.
AMS 5504: این استاندارد توسط اعضای مهندسین خودرو جمع آوری و تدوین شده است و شامل آلیاژهای ضد زنگ و مقاوم به گرمایی است که می توانند در ساخت تجهیزات مرتبط با صنایع هوا و فضا بکار روند. AMS 5504 معادل ورق استیل 410 بگیر است.
ترکیب شیمیایی ورق استیل 410/ 410S
| عناصر آلیاژی / گرید | ورق استیل 410 | ورق استیل 410S | ||
| حداقل | حداکثر | حداقل | حداکثر | |
| کربن | – | 0.15 | – | 0.08 |
| کروم | 11.5 | 13.5 | 11.5 | 14.5 |
| تیتانیوم | – | – | – | 0.20 |
| منگنز | – | 1.00 | – | 1.00 |
| فسفر | – | 0.040 | – | 0.040 |
| گوگرد | – | 0.030 | – | 0.030 |
| سیلیسیوم | – | 1.00 | – | 1.00 |
| نیتروژم | – | – | – |
همانطور که در جدول فوق نیز مشاهده می شود، ورق استیل 410 حاوی حداکثر 0.15 کربن، ولی گرید 410S دارای حداکثر محتوای 0.08 درصد کربن می باشد. از این موضوع می توان چنین نتیجه گرفت که با توجه به محتوای پایین ترِ کربن در آلیاژ 410S سختی آن کمتر بوده و همچنین مشکلات ناشی از رسوب کاربید کروم در هنگام جوشکاری در مقایسه با ورق استیل 410 کمتر خواهد بود. تفاوت دیگری که بین این دو آلیاژ وجود دارد، حداکثر محتوای کروم می باشد که در ورق استیل 410 برابر با 13.5 و در 410S معادل 14.5 درصد می باشد. همین یک درصد اختلاف می تواند موجب تغییر فاز آلیاژ از مارتنزیتی به فریتی شود، زیرا کروم عنصری فریت زاست و وجود مقادیر بیشتر آن ممکن است زمینه را فریتی کند. از طرفی ورق استیل 410 فاقد تیتانیوم و گرید 410S دارای محتوای حداکثر 0.20 درصد از این عنصر می باشد. همانطور که قبلاً هم اشاره شد، وجود تیتانیوم در ترکیب شیمیایی باعث می شود تا تشکیل فاز آستنیت در دماهای بالا به تاخیر بیافتد و توانایی سخت شدن آلیاژ محدود شود.
خواص مکانیکی ورق استیل 410/ 410S
| گرید/خواص مکانیکی | حداقل استحکام کششی (MPa) | حداقل استحکام تسلیم (MPa) | حداقل درصد الانگیشن در 50.2 میلیمتر | سختی راکول B |
| ورق استیل 410 | 517 | 310 | 25 | 80 |
| ورق استیل 410S | 448 | 276 | 25 | 75 |
خواص مکانیکی مواد وابسته به ترکیب شیمیایی آنها می باشد و ورق استیل 410 و 410S نیز از این قاعده مستثنی نیستند. با بررسی جدول مرتبط با خواص مکانیکی ورق استیل 410 و 410S متوجه می شویم که هر سه ویژگی استحکام کششی، استحکام تسلیم و سختی گرید 410S در مقایسه با ورق استیل 410 دارای مقادیر پایین تری است. وجود مقادیر کمتر کربن در ترکیب شیمیایی ورق استیل 410S در مقایسه با آلیاژ 410 و همچنین وجود تیتانیوم در ترکیب شیمیایی آن باعث شده تا سختی آن با محدودیت مواجه شده و کمتر باشد. این موضوع استحکام کششی و تسلیم آلیاژ را نیز تحت تاثیر قرار می دهد که با مراجعه به جدول و مقایسه مقادیر این دو مولفه، به اختلاف بین دو آلیاژ پی خواهیم برد.
خواص فیزیکی ورق استیل 410/ 410S
| خواص فیزیکی / گرید | ورق استیل 410 | ورق استیل 410S | |
| چگالی یا جرم حجمی (g/cm3) | 7.73 | 7.74 | |
| مدول یانگ (GPa) | 200 | 200 | |
| میانگین ضریب انبساط حرارتی | 0-100°C(µm/m/°C) | 9.9 | 10.8 |
| 0-315°C(µm/m/°C) | – | 11.5 | |
| 0-538°C(µm/m/°C) | – | 12.2 | |
| 0-649°C(µm/m/°C) | 11.6 | 13.5 | |
| هدایت گرمایی | 100°C(W/m.k) | 24.9 | 26.9 |
| 500°C(W/m.k) | 28.7 | – | |
| گرمای ویژه0-100°C(kJ/kg.K) | 0.46 | 0.46 | |
| مقاومت الکتریکی (mΩ.cm) | 0.46 | 0.60 |
چگالی یا جرم حجمی که در واحد گرم بر سانتی متر مکعب یا کیلوگرم بر متر مکعب بیان می شود، در خصوص تعیین وزن ورق استیل 410 و 410S به صورت تئوری و در سریع ترین زمان ممکن، از کاربردی بسیار مهم برخوردار است. برای این کار کافیست ضخامت و ابعاد ورق استیل 410 را داشته باشیم و با ضرب همه این اعداد در مقدار چگالی، وزن آلیاژ بدست می آید.
مقاومت به خوردگی و حرارت ورق استیل 410 و 410S
ورق استیل 410 در برابر خوردگی ناشی از اتمسفر، آب آشامیدنی و محیط های شیمیایی با قدرت خورندگی ملایم مقاومت خوبی از خود نشان می دهد. همچنین مقاومت آن در برابر اسید نیتریک، اسید سولفوریک غلیظ، اسید استیک غلیظ و نفتا رضایت بخش است. این آلیاژ اولین الزام ضد زنگ بودن را برآورده کرده است و آن محتوای حداقل 11.5 درصد کروم در ترکیب شیمیایی می باشد. این مقدار کروم در ترکیب شیمیایی آلیاژ کافیست تا با واکنش با اکسیژن هوا لایه ای محافظ و غیر فعال روی سطح تشکیل دهد و از آلیاژ در برابر حمله های بیشتر محافظت کند. ورق استیل 410 برای اینکه حداکثر مقاومت به خوردگیِ ناشی از محیط های شیمیایی را ارائه کند، باید دارای سطحی عاری از هرگونه رنگ حرارتی یا اکسیدیِ ناشی از فرآیندهای آهنگری، آنیل و یا سایر روش های عملیات حرارتی باشد. برای دستیابی به این موضوع، تمام سطح آلیاژ باید پولیشکاری شود تا هرگونه اثر اکسید و کربن زدایی از بین برود. بعد از پولیشکاری نوبت به عملیات اسید شویی می رسد. برای این کار، ورق استیل 410 باید در محلول اسید نیتریک گرم با غلظت 10 تا 20 درصد غوطه ور شود. پس از اسیدشویی با اسید نیتریک، آلیاژ باید به طور کامل شستشو شود تا اسیدهای باقیمانده، مقاومت به خوردگی ورق استیل 410 را تحت تاثیر قرار ندهند. مقاومت به خوردگی ورق استیل 410S نیز مشابه آلیاژ 410 می باشد. این آلیاژ در برابر خوردگی اتمسفری، آب شیرین، اسیدها و قلیاهای ملایم و برخی مواد شیمیایی مقاومت مناسبی از خود نشان می دهد. ورق استیل 410S از مقاومت به اکسیداسیون خوبی برخوردار است. این آلیاژ از توانایی تحمل حرارت تا دمای 705 درجه سانتی گراد در کاربردهای مداوم برخوردار است. ورق استیل 410S همچنین در کاربردهای متناوب می تواند تا 811 درجه سانتی گراد در برابر پوسته شدن مقاومت کند.
کاربردهای ورق استیل 410 و 410S
تولید کارد و چاقو به آلیاژی نیاز دارد که دارای خواصی چون استحکام عالی، دوام و ماندگاری بالا و مقاومت در برابر محیط های با خورندگی ضعیف باشد. به همین دلیل، ورق استیل 410 به یکی از مواد اصلی در ساخت چاقو و برخی ظروف تبدیل شده است. این آلیاژ همچنین در ساخت تجهیزات برش در فرآوری مواد غذایی صنعتی کاربرد دارد. محتوای کروم در ترکیب ورق استیل 410 باعث می شود تا سطح آن در برابر اسیدهای مواد غذایی و خوردگی ناشی از آب مقاوم باشد. همچنین استحکام و سختی بالا، ورق استیل 410 را به ماده ای ایده آل برای استفاده در انواع کاربردهای مکانیکی تبدیل می کند.
فرآیند پالایش نفت شامل مواد نیمه خورنده ای است که اغلب تحت فشار بوده و تا دماهای بسیار بالا گرم می شوند. در نتیجه، تجهیزات و اجزای تشکیل دهنده ی یک پالایشگاه یا پتروشیمی با استفاده از آلیاژهای بادوامی ساخته می شوند که می توانند در برابر شرایط سخت صنعت پالایش مقاومت کنند. ورق استیل 410 نقش ویژه ای در این صنعت ایفا می کند و برای استفاده در مواردی که استحکام بالا، مقاومت به خوردگی متوسط و مقاومت به حرارت مورد نیاز است، گزینه ای ایده آل می باشد. ورق استیل410S نیز در صنایعی چون پالایش نفت و گاز، ساخت ستون ها و برج های تقطیر، مبدل های حرارتی، ماشین آلات معدن، جعبه های آنیل، پارتیشن ها، محفظه های خنک سازی، صفحات پرسی و تحت فشار و توربین های گازی کاربردهای بسیاری دارد.
قیمت ورق استیل 410 و 410S
قیمت ورق استیل 410 با توجه به محتوای پایین تر عناصر آلیاژی در مقایسه با ورق استیل 410S به نسبت ارزانتر می باشد. البته از حضور مقادیر مشخصی عنصر تیتانیوم در ترکیب شیمیایی گرید 410S نیز نباید غافل شویم. همین موضوع سبب می شود که قیمت ورق استیل 410S در مقایسه با گرید 410 به نسبت گرانتر باشد. هر دو آلیاژ 410 و 410S دارای خواص مغناطیسی هستند و به همین دلیل به عنوان ورق استیل بگیر نیز شناخته می شوند و در صورت مجاورت در میدان های مغناطیسی و آهنربا تحت تاثیر قرار می گیرند. این آلیاژ معمولاً در ضخامت های 15 و 20 میلی متر و سطح مات زبر تک پولیش عرضه می شود. برای آگاهی از آخرین و بروزترین قیمت ورق استیل 410 با کارشناسان مجموعه تماس حاصل نمایید.