فولاد نسوز چیست؟ جامع‌ترین بررسی استیل نسوز

فولاد نسوز، که به انگلیسی به آن Heat Resistant Steel گفته می‌شود، در انواع مختلفی مانند میلگرد، ورق، لوله و توری نسوز تولید می‌شود. این فولاد از ترکیب آهن، کربن و عناصر آلیاژی دیگر به دست می‌آید. فولاد نسوز یکی از انواع استنلس استیل است که به دلیل وجود عناصر کروم و نیکل در آلیاژ خود، به مقاومت بالا در برابر خوردگی و حرارت شناخته می‌شود. در ادامه این مقاله با میهن فولاد همراه باشید تا مفصل این فولاد را بررسی کنیم.

نام دیگر فولاد نسوز چیست؟

یکی از متریال‌های مهم در صنعت فولاد آلیاژی، فولاد نسوز است که برای فعالان این حوزه بسیار اهمیت دارد. فولاد نسوز در بازار به استیل نسوز یا استیل مقاوم به حرارت نیز معروف است.

فولاد نسوز در برابر چه چیزهایی مقاوم است؟

فولادهای مقاوم در برابر حرارت توانایی تحمل دماهای بسیار بالا از ۶۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد را دارند و در برابر سایش و خوردگی نیز مقاومت خوبی نشان می‌دهند. این نوع فولادها عمدتاً با استفاده از آلیاژهای نیکل و کروم ساخته می‌شوند. افزودن ۱۲ درصد کروم، مقاومت در برابر دما را تا ۷۵۰-۸۰۰ درجه سانتی‌گراد تضمین می‌کند. با افزایش کروم به ۱۵-۱۷ درصد، تحمل دما تا ۸۵۰-۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد ممکن می‌شود و با ۲۰-۳۰ درصد کروم، می‌توان تا دمای ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد نیز مقاومت کرد.

برای افزایش استحکام در دماهای بالا، ممکن است عناصری مانند وانادیوم، آلومینیوم و تنگستن به مقدار کم به ترکیب اضافه شوند، اما نیکل و کروم نقش اصلی را در ارائه ویژگی‌های مورد نظر این فولادها ایفا می‌کنند. این نوع فولادها در صنایع مختلف، به ویژه در ساخت اجزای کوره‌ها و بویلرهای صنعتی، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع فولاد نسوز

فولادهای نسوز فریتی / مارتنزیتی

این فولادها، مانند آهن، دارای ساختار کریستالی مکعبی مرکز دار هستند و از آهن با مقادیر کمی از عناصر آلیاژی تشکیل شده‌اند. عنصر اصلی آلیاژی این فولادها کروم است که در محدوده ۲ تا ۱۳ درصد موجود است. علاوه بر کروم، درصد کمی از کربن، سیلیکون، منگنز، مولیبدن، آلومینیوم و نیتروژن نیز در این فولادها وجود دارد که به بهبود سختی و عملکرد در دماهای بالا کمک می‌کند.

فرمول ترکیبات آلیاژ استیل مقاوم به حرارت

ترکیبات آلیاژ استیل مقاوم به حرارت به شرح زیر است:

آلیاژ کروم

استفاده از کروم در فولادهای نسوز به منظور افزایش مقاومت این فولادها در برابر خوردگی ناشی از انواع گازهای مخرب در محیط‌های عملیاتی است. به‌طور معمول، برای دستیابی به این ویژگی خاص، مقدار ۸ تا ۳۰ درصد آلیاژ کروم در ترکیب فولاد مقاوم به حرارت به کار می‌رود.

آلیاژ کروم – نیکل

آلیاژ کروم-نیکل به آلیاژی اطلاق می‌شود که درصد کروم آن بیشتر از نیکل است. در پروژه‌ها یا تجهیزاتی که با گازهای احیاکننده یا اکسید گوگرد در کارخانه‌های تولیدی در ارتباط هستند، از آلیاژ کروم-نیکل برای افزایش مقاومت فولاد در برابر این گازها استفاده می‌شود.

ترکیبات شیمیایی استیل مقاوم به حرارت

نقطه ذوب آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت تقریباً مشابه فولادهای فریتی و آستنیتی و آلیاژهای پایه نیکل است. اما در فرآیند ذوب فولاد نسوز، برخی عناصر نقش مهمی دارند. به عنوان مثال، کربن در گریدهای استاندارد بیشتر است. همچنین، عناصری مانند آلومینیوم، سیلیسیم، نیتروژن و فلزات کمیاب مانند سریم نیز مهم هستند. در آلیاژهای پایه نیکل نیز عناصر مس، کبالت و بور یافت می‌شوند.

نوع فاز	کربن ( C )	کروم	نیکل ( Ni )
فریتی	حداکثر ۰/۳۵	۱۶-۳۰	کمتر از ۲/۵
مارتنزیتی	۰/۰۵ – ۰/۵	۴-۱۸	کمتر از ۲/۵
آستتنیتی	۰/۲۵ – ۰/۳	۱۴-۳۰	۶-۳۶

انواع استاندارد فولاد نسوز

این محصول صنعتی یکی از انواع استنلس استیل است که این خانواده، به علت داشتن عنصر کروم و نیکل در آلیاژ خود به خاصیت مقاومت به خوردگی و حرارت معروف هستند. خانواده فولاد نسوز و زنگ نزن، مجموعا ۶۱ گرید مطابق با استاندارد آمریکایی AISI-SAE دارند؛ بعضی از این گریدها که به چهار گروه کلی از نظر عناصر، ساختار و ویژگی‌ها تقسیم می‌شوند، انواع استیل نسوز را دربرمی‌گیرند. و استانداردهای آلمانی DIN EN 10095 و SEW 470 نیز مربوط به دسته‌بندی فولادهای نسوز هستند. برخی از معروف ترین آن‌ها به ترتیب گروه بندی زیر در استاندارد آلمانی عبارت اند از: