هندبوک استنلس استیل فصل پنجم

ورق استیل، یک آلیاژ تک بعدی نیست. این فولاد ضدزنگ دارای انواع و اقسام گریدهای مختلف است و هر یک از آنها دارای خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی منحصر به فرد می باشد. برخی از اشکال و اصطلاحات مرسوم در مورد ورق استیل در ادامه آمده است. تعاریف دقیق تر در این خصوص را می توان در استانداردهای ISO 6927 و EN 10079 مشاهده کرد.

از نظر هندسی محصولات را می توان به دو قسمت فابریک و طویل تقسیم بندی نمود. این محصولات شامل ورق استیل نیمه آماده، ورق استیل نورد شده (گرم یا سرد) و ورق استیل نهایی می باشد.

محصولات تخت

محصولات تخت شامل ورق استیل یا کویل استیل (سرد نورد/ گرم نورد) می باشد (شکل 5:1 و 5:2). ورق های استیل برای دستیابی به ضخامت های مورد نظر به وسیله دستگاه های مخصوص مورد نورد قرار می گیرند. ورق استیل ضخیم، از ضخامت 5 تا 200 میلی متر و نوع نازک از 0.3 تا 5 میلی متر متغیر می باشد. علاوه بر این، ضخامت های متوسط از ورق استیل غالباً به شکل نورد گرم تولید می شوند. محصولات تخت معمولاً در ساختمان سازی، تولید لوله های جوشی با قطر بالا و دیگ های بخار کاربرد بسیار گسترده ای دارند. انواع ورق استیل نازک نیز در صنایع مختلفی چون فرآیند های شیمیایی، نفت و گاز، پتروشیمی، مبدل های حرارتی و مخازن ذخیره کاربرد دارند.

ورق استیل

شکل 5:1-ورق استیل نورد گرم

کویل ورق استیل

شکل 5:2-کویل سرد نورد با ضخامت 2 میلی متر

محصولات طویل

محصولات طویل، انواع میلگرد، سیم، تیرآهن، لوله و مقاطع را شامل می شود (شکل 5:3). ماده اولیه بسیاری از سیم ها و میله هایی که با فرآیند کشش سرد تولید می شوند، میله های گرم نورد می باشد. میله ها نیز می توانند به شکل گرد، مربعی، شش ضلعی و یا هشت ضلعی تولید شوند. محصولات طویل نهایی شامل میلگرد آجدار (شکل 5:4) به عنوان مکمل بتن ریزی، ابزار مهندسی مانند چرخ دنده و اتصالات بزرگ فلزی (RSJ) که عمدتاً در پروژه های ساختمانی به کار برده می شوند، می باشد.

لوله استیل

شکل 5:3-محصولات طویل، بندل های میله

میلگرد استیل

شکل 5:4-محصولات طویل (میلگرد استیل)

محصولات نیمه کامل (نیمه تمام)

محصولات استیل شامل شمش، شمشال، شمشه و تختال در زیرمجموعه محصولات نیمه تمام قرار می گیرند. این محصولات را می توان با استفاده از تکنولوژی ریخته گری مداوم و شمش ریزی فولاد مذاب و سپس نورد مذاب جامد تولید نمود.

شمش استیل

شمش، محصولی نیمه تمام است که از طریق تزریق فولاد مذاب به قالب های با اندازه ی ثابت بدست می آید. در مرحله بعد، این محصول بایستی تحت نورد قرار گرفته یا آهنگری روی آن صورت گیرد تا به ابعاد مورد نظر جهت فرآیندهای بعدی برسد.

تختال یا اسلب استیل

تختال محصولی نیمه تمام از زنجیره فولاد است که با نورد یا آهنگری شمش و یا از طریق مذاب ریزی به روش ریخته گیری مداوم و سپس برش به طول های مورد نیاز تولید می گردد. تختال به عنوان ماده اولیه به منظور تولید محصولات طویل فولادی از جمله کویل استنلس استیل یا ورق استیل گرم نورد مورد استفاده قرار می گیرد.

شمشه یا بلوم استیل

شمشه (همانطور که در شکل 5:5 نشان داده شده) محصولی نیمه تمام از زنجیره فولاد است که دارای سطح مقطعی به مراتب کوچکتر از تختال و اغلب به شکل مستطیلی می باشد، به طوری که ابعاد آن معمولاً بیشتر از 200 در 200 میلیمتر است. همچنین از شمشه یا بلوم می توان به منظور تولید مقاطع H و I شکل استفاده نمود.

شمشال یا بیلت استیل

بیلت یا شمشال (شکل 5:6) محصولی فولادی از زنجیره فولاد است که دارای سطح مقطعی مربعی و به ابعاد 200 در 200 میلیمتر می باشد. این محصول هم می تواند با عملیات نورد و هم با عملیات ریخته گری مداوم تولید گردد و در مرحله بعدی با عملیات های دیگر به محصولات نهایی مثل میلگرد، سیم، مقاطع و ورق تبدیل شود. شمشال ها، به ویژه آنهایی که از طریق نورد تولید شده اند، در ساخت قطعات فورج مانند انواع فلنج ها مورد استفاده قرار می گیرند.

شمش استیل

شکل 5:5-محصولات طویل، شمشه یا بلوم

بیلت استیل

شکل 5:6-محصولات طویل، شمشال یا بیلت

محصولات نورد

نورد گرم

نورد گرم از جمله فرآیندهای فلزکاری است که بالاتر از دمای تبلور مجدد ورق استیل انجام می شود (شکل 5:7). ماده ی اولیه به منظور انجام این عملیات، تختال (اسلب)، شمشه (بلوم) و یا شمشال (بیلت) می باشد. محصولات نیمه تمام گاهی به صورت مستقیم به دستگاه نورد تغذیه می شوند اما عمدتاً از دمای اتاق تا یک دمای مناسب (دمای کار گرم) دوباره حرارت داده شده و سپس وارد دستگاه نورد می شوند. برای تختال و شمشه می توان از کوره های نفتی یا گازی به این منظور استفاده کرد، اما برای شمشال می توان از کوره القایی برای حرارت دهی استفاده نمود.

محصولات مسطح نهایی هم می توانند شیت باشند و هم پلیت. بر اساس استاندارد ASTM A480 ضخامت های کمتر از 4.76 میلیمتر شیت، و بیشتر از این مقدار پلیت نامیده می شود و مطابق استاندارد اروپایی EN 10079 ورق استیل که به شکل مربع یا مستطیل است و ضخامت آن کمتر از 3 میلیمتر باشد، شیت نامیده می شود. این محصولات می توانند به شکل کویل (کلاف) جمع شده یا به شکل ورق فابریک ابعادی باشند. در مورد ورق های فابریک، گاهی آنها را تحت عنوان پلیت های کوارتو نیز نام گذاری می کنند که نشانگر نوع نوردی که روی آن صورت گرفته می باشد (نورد کوارتو: دستگاه نورد شامل 4 غلتک).

کلاف های گرم نورد را نیز میتوان به ورق های ابعادی برش داد و تحت عنوان یک محصول گرم نورد (CPP) (ورق تولید شده به روش مداوم)، به منظور استفاده در فرآیند های بعدی آماده سازی نمود. آن دسته از ورق های استیل نیز که ضخامت بین 10 الی 25 میلیمتر دارند، بدون عملیات کلاف شدن به ورق های با ابعاد مورد نظر برش داده می شوند. به آن نوع از کویل هایی که با عرض باریک تولید شوند نیز استریپ گفته می شود. این بدان معنی است که برای کمتر از 600 میلی متر محصولات گرم نورد و کمتر از 500 میلی متر برای محصولات نورد سرد می باشد. محصولات طویل مانند آن دسته از محصولات نورد گرم، میلگردهایی هستند که به شکل کویل پیچیده شده اند و یا میلگردهایی که به شکل ابعادی و صاف تولید می شوند (شکل 5:8).

نورد گرم ورق استیل

شکل 5:7-نورد گرم

محصولات طویل استیل

شکل 5:8-محصولات طویل، نورد گرم

نامگذاری سطح نهایی محصولات گرم نورد، بستگی به انواع عملیات سطحی اجرا شده بر روی سطح آلیاژ و استانداردهایی چون EN 10088-2 و ASTM A480 دارد. مرسوم ترین آنها، سطح 1D/No.1 است که بر اساس استاندارد EN 10088-2 / ASTM A480 و تحت عنوان گرم نورد، عملیات حرارتی و اسیدشویی شده و عاری از هرگونه اکسید سطحی تعریف شده است (شکل 5:10).

نورد سرد

عملیات نورد سرد معمولاً زیر دمای تبلور مجدد فولاد (معمولاً در دمای اتاق) انجام می شود و نتیجه آن افزایش استحکام محصول و در عین حال افزایش کرنش سختی استیل (یا همان کارسختی) می باشد. نورد سرد همچنین باعث بهبود سطح نهایی محصول شده و تلرانس ابعادی آن نسبت به نورد گرم کمتر می باشد. محصولات تولیدی به روش نورد گرم معمولاً نازک تر از محصولات مشابه تولیدی با استفاده از عملیات نورد گرم می باشد. علت این است که قطعات تولیدی با این روش بسیار کوچک تر و مقاومت آنها بیشتر می باشد. عملیات نورد سرد اغلب با دستگاه های چهار غلتکه انجام میگیرد.

عملیات نورد سرد نمی تواند ضخامت قطعه را (در یک پاس نورد) به همان میزانی که کاهش ضخامت در نورد گرم انجام می شود، کاهش دهد. پس از نورد سرد، لازم است با استفاده از عملیات حرارتی آنیل، موجبات تبلور مجدد محصول را فراهم کرده و اکسیدهای سطحی ایجاد شده را با استفاده از عملیات اسیدشویی حذف کنیم (شکل 5:9).

نورد سرد ورق استیل

شکل 5:9-نورد سرد بعد از عملیات حرارتی و اسیدشویی

متداولترین سطح نهایی سرد نورد تحت عنوان 2B شناخته می شود. به طوری که محصول در طی فرآیندی تحت عملیات نورد سرد قرار گرفته، سپس عملیات حرارتی روی آن انجام می شود، در مرحله بعدی اسید شویی شده، از غلتک های صیقلی عبور کرده و در نهایت کلاف می شود (شکل 5:11). مجموعه این عملیات ها مقاومت عالی در برابر خوردگی، تلرانس و صافی سطح ورق استیل را تضمین می کند. مرحله عبور ورق از غلتک های صیقلی نیز می تواند همزمان با عملیات تنش گیری انجام شود.

نوع دوم از سطح نهایی بدست آمده از عملیات نورد سرد تحت عنوان 2E/2D در استانداردها تعریف می شود، به طوری که محصول پس از عملیات نورد سرد، تحت عملیات حرارتی قرار گرفته و به شکل مکانیکی اکسیدزدایی می شود. این اکسید زدایی معمولاً روی آن دسته از محصولاتی که در برابر محلول های اسیدشویی مقاوم اند، صورت می گیرد (شکل 5:12). مدرن ترین خطوط فرآیند نورد شامل یک یا چندین غلتک نورد می باشد. در برخی خطوط مانند خط RAP شرکت اُتوکومپو نورد سرد می تواند با عبور ورق استیل از یک حمام اسیدی انجام شود. ورق استیل تولیدی به این روش تحت عنوان ورق استیل سرد نورد RAP شناخته می شوند. این خط نورد شامل دستگاه های نورد با غلتک های صیقلی بوده و بدون نیاز به هیچگونه عملیات بعدی می تواند هر دو سطح نهایی 2E و 2B را بدست دهد. سطح نهایی 2E (که ظاهری خشدار و مات دارد) با توجه به کیفیت سطح و ساخت بالایی که دارد، معمولاً در تولید لوله های استنلس استیل و غالباً مقاطع توخالی از جمله پروفیل مورد استفاده قرار می گیرد.

سومین سطح نهایی در این روش از نورد، از طریق استفاده از کوره آنیل بدست می آید، به طوری که ورق استیل در یک اتمسفر محافظت شده حرارت داده می شود. در این روش هیچگونه اکسید سطحی ایجاد نشده و هیچگونه عملیات اسیدشویی بعدی نیاز نمی باشد. به این نوع از سطح نهایی BA (آنیل براق) گفته می شود. سطح آن آینه ای، درخشان تر و صاف تر از سطح 2B می باشد (شکل 5:13).

ورق استیل 430 یا همان 1.4016 در برخی موارد با سطح نهایی 2BB تولید می شود (شکل 5:14). این ورق، نورد سرد شده، سپس عملیات حرارتی و اسید شویی می شود و در نهایت تحت نورد با غلتک های صیقلی قرار می گیرد. این سطح نهایی را معمولاً با سطح BA مقایسه می کنند. لازم به ذکر است که 2BB انحصاراً توسط شرکت اُتوکومپو تولید شده که معادل آن با استانداردهای سطح نهایی 2B کاملاً مطابقت دارد.

عملیات نورد توسط غلتک های صیقلی باعث کاهش ضخامت در حد 0.5 الی 1 درصد می شود. از این دستگاه به منظور دستیابی به سطحی صاف و ضخامتی یکنواخت استفاده می شود. این عملیات مزیت دیگری نیز دارد که از جمله آنها می توان به بهبود استحکام تسلیم در ورق استیل اشاره کرد (با جلوگیری از ایجاد نوار لودر (Lüders) در عملیات های بعدی).

ورق و استریپ های سرد نورد شده ممکن است تحت شرایط مختلفی تولید شوند:

آنیل کامل یا سخت کاری (نورد بازپخت) به منظور دستیابی به یک استحکام کششی مشخص مانند C700 و C850 و . . .، که نشانگر مقاومت کششی به میزان 700 و 850 مگاپاسکال می باشد.

سطح نهایی بدست آمده از عملیات نورد بازپخت تحت عنوان 2H/TR تعیین شده و دارای سطحی براق است و به منظور دستیابی به استحکام بیشتر روی آن کار سرد انجام می گیرد.

سطوح ورق استیل

شکل 5:10-سطح 1D/ No.1 نورد گرم شده

سطوح ورق استیل

شکل 5:11-سطح 2B نورد سرد شده

سطوح ورق استیل

شکل 5:12-سطح 2E/ 2D نورد سرد شده

سطوح ورق استیل

شکل 5:13-سطح BA/ 2R نورد سرد شده

سطوح ورق استیل

شکل 5:14-سطح 2BB نورد سرد شده

مراجع فصل پنجم

ISO 6927, “Buildings and civil engineering works – Sealants – Vocabulary”. EN 10079, “Definition of steel products
ASTM A480, “Standard Specification for General Requirements for Flat-Rolled Stainless and Heat-Resisting Steel Plate, Sheet, and Strip
EN 10088-2, “Stainless steels – Part 2: Technical delivery conditions for sheet/plate and strip of corrosion resisting steels for general purposes

امتیاز شما به این مطلب چقدر است؟

ارسال نظر درباره این موضوع