استیل نسوز ۳۱۰ یک آلیاژ بسیار مقاوم در برابر حرارت و خوردگی است که برای کاربردهایی با دمای بالا یا شرایط سخت محیطی طراحی شده است. در حالی که نسبت به استیل‌های رایج‌تر مانند ۳۰۴ و ۳۱۶ هزینه بالاتری دارد، اما در صنایعی که پایداری حرارتی حیاتی است، انتخابی بی‌رقیب به‌شمار می‌رود. گروه صنعتی فولاد ارزان در این مقاله به بررسی این محصول فولادی می‌پردازد. با ما همراه باشید.
فولاد زنگ نزن ۳۱۰
فولاد زنگ‌نزن ۳۱۰ یکی از آلیاژهای پرکاربرد سری ۳۰۰ است که به دلیل مقاومت عالی در برابر حرارت، خوردگی و اکسیداسیون در صنایع مختلف، به ویژه در شرایط دمای بالا استفاده می‌شود. این فولاد، با دارا بودن مقادیر زیاد نیکل و کروم، در دسته فولادهای نسوز (heat-resistant) قرار می‌گیرد و به‌طور گسترده در صنایع پتروشیمی، نیروگاهی، کوره‌سازی و تجهیزات حرارتی به‌کار می‌رود.
ترکیبات شیمیایی
| عنصر | درصد وزنی (حدود) |
|---|---|
| کروم (Cr) | 24 – ۲۶ % |
| نیکل (Ni) | 19 – ۲۲ % |
| کربن (C) | ≤ ۰٫۲۵ % |
| منگنز (Mn) | ≤ ۲٫۰ % |
| سیلیسیم (Si) | ≤ ۱٫۵ % |
| فسفر (P) | ≤ ۰٫۰۴۵ % |
| گوگرد (S) | ≤ ۰٫۰۳ % |
| آهن (Fe) | مابقی |
- ترکیب بالا موجب افزایش مقاومت به اکسیداسیون در دمای بالا (بیش از ۱۱۰۰°C) و تحمل شرایط سخت محیطی می‌شود.
فولاد st52
فولاد ST52 در دسته فولادهای کم کربن (کمتر از ۰٫۲۵%) قرار می‌گیرد و ترکیب شیمیایی آن به طور دقیق تنظیم می‌شود تا خواص مکانیکی مطلوبی ارائه دهد.
خواص فیزیک استیل ۳۱۰
| ویژگی | مقدار (در دمای محیط) |
|---|---|
| چگالی | ۷٫۹۸ g/cm³ |
| نقطه ذوب | ۱۳۹۸ – ۱۴۵۴°C |
| مقاومت کششی نهایی | ۵۱۵ MPa (حدوداً) |
| مقاومت تسلیم | ۲۰۵ MPa (حداقل) |
| افزایش طول (Elongation) | حدود ۴۰% |
| سختی (HB) | حدود ۲۱۷ Brinell |
| ضریب انبساط حرارتی | ۱۵٫۹ μm/m·K (در ۲۰–۱۰۰°C) |
خواص و عملکرد در شرایط خاص
مقاومت حرارتی: عالی تا حدود ۱۱۰۰°C در اتمسفرهای اکسیدکننده؛ مناسب برای تجهیزات کوره‌ای.
مقاومت به خوردگی: بهتر از فولادهای ضدزنگ ۳۰۴ در شرایط اکسیدکننده، اما در محیط‌های کاهنده مانند اسید سولفوریک عملکرد متوسطی دارد.
مقاومت به خزش (Creep Resistance): خوب در دماهای بالا.
مقاومت به حرارت سیکلی (Thermal Cycling): بسیار خوب؛ مناسب برای کاربردهایی با تغییر دمای متناوب.
جوش‌پذیری: خوب، ولی نیازمند پیش‌گرمایش در ضخامت‌های بالا.
کاربرد استیل نسوز ۳۱۰
ساخت مشعل‌ها، لوله‌های گاز داغ و مشعل کوره‌ها
محفظه‌های احتراق و قطعات توربین
تجهیزات پتروشیمیایی در دمای بالا
دیگ‌های بخار، مبدل‌های حرارتی و ریفورمرها
قطعات خودروهای صنعتی مانند اگزوزها
قطعات کوره‌های عملیات حرارتی و حرارت‌دهی القایی
انواع استیل نسوز ۳۱۰
| گرید | مشخصات |
|---|---|
| ۳۱۰S | نسخه کم‌کربن؛ مقاومت بهتر به خوردگی بین‌دانه‌ای و جوشکاری آسان‌تر |
| ۳۱۰H | نسخه با کربن بالاتر؛ مقاومت بهتر در برابر خزش و استحکام بالاتر در دماهای بالا |
مقایسه با سایر فولادهای نسوز
| ویژگی / گرید | استیل ۳۱۰ | استیل ۳۰۴ | استیل ۳۱۶ | اینکونل ۶۰۰ |
|---|---|---|---|---|
| مقاومت حرارتی | بسیار بالا | متوسط | خوب | بسیار بالا |
| مقاومت خوردگی | عالی | عالی | عالی (در اسیدها) | عالی |
| قیمت | بالاتر از ۳۰۴ | ارزان | کمی گران‌تر | بسیار گران |
| کاربرد در دمای بالا | مناسب تا ۱۱۰۰°C | تا ۸۰۰°C | تا ۸۷۰°C | تا ۱۱۵۰°C |
مزایا و معایب
مزایا استیل نسوز ۳۱۰:
تحمل دمای بالا بدون کاهش شدید خواص مکانیکی
مقاومت عالی به اکسیداسیون
جوش‌پذیری و ماشین‌کاری مناسب
مناسب برای سیکل‌های حرارتی متناوب
معایب استیل نسوز ۳۱۰:
هزینه بالاتر نسبت به استیل ۳۰۴ و ۳۱۶
عملکرد نسبتاً ضعیف در محیط‌های احیایی (Reducing environments)
در دمای پایین ممکن است ترد شود
