عناصر آلیاژ استیل چیست؟

استیل یکی از فلزات شناخته شده در دنیای صنایع کوچک و بزرگ است که از آلیاژ آهن و کربن تشکیل شده است. عناصر تشکیل دهنده استیل موجب می شود این فلز دارای خصوصیات سختی، مقاومت در برابر زنگ زدگی، مقاومت در برابر خوردگی، ضریب انعطافی بالا و قابلیت حمل بار بالا می باشد. استیل در صنایع مختلف از جمله صنایع ساخت و ساز، خودروسازی، صنعت نفت و گاز، صنعت غذایی، صنعت الکترونیک و غیره به کار می‌رود.
با ما در این مطلب همراه شوید تا درباره عناصر تشکیل دهنده استیل اطلاعات شما را کامل کنیم.

شهر استیل عرضه کننده انواع محصولات استنلس استیل با بهترین کیفیت و حداقل قیمت می‌باشد. ارائه قیمت، مشاوره خرید استیل ، ارسال بار به تمامی نقاط ایران و کشورهای همسایه شهر استیل است.

 

آلیاژ استیل چیست؟

ترکیب یا آلیاژ اصلی استیل شامل آهن و کربن است، کروم، نیکل، مولیبدن و… دیگر عناصر تشکیل دهنده استنلس استیل است که با توجه به مقادیر استفاده شده در ترکیبات آلیاژ استیل ، انواع یا گریدهای مختلف استیل‌ را تشکیل می دهد.

به طورکلی استنلس استیل یا فولاد ضدزنگ یکی از مقاوم‌ترین و پرکاربرد‌ترین آلیاژهای فلزی است که دارای مقاومت بالایی در برابر زنگ زدگی، خوردگی، محیط های اسیدی و بازی، حرارت و فشار و… است.

بر اساس عناصر تشکیل دهنده استیل گرید های مختلفی از استنلس استیل در صنایع مختلفی چون خودروسازی، صنایع دریایی، صنعت نفت و گاز، مواد غذایی و دارویی، عمران و… استفاده می شود به همین دلیل است که میزان خرید ورق استیل نسبت به سایر فرآورده‌های فولادی بیشتر است.

مواد تشکیل دهنده استیل کدامند؟

همانطور که عنوان شد علاوه بر آهن و کربن، عناصر تشکیل دهنده استنلس استیل شامل نیکل، کروم، مولیبدن و… نیز می شود.

هریک از این عناصر بر حسب کاربرد به میزان مشخص و متفاوتی در استیل حضور دارند و خاصیت‌های مختلفی در ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی استیل بر جای می گذارند.

 

 

به عنوان مثال، کروم مقاومت به خوردگی را افزایش می‌دهد، نیکل مقاومت در برابر خمش و کشش را بهبود می‌بخشد و مولیبدن وارد شکل‌دهی و تنظیم مقاومت استیل در مقابل فشار و حرارت بالا می‌شود. در ادامه مطلب مهمترین عناصر تشکیل دهنده استیل را بررسی می‌کنیم.

1. آهن

آهن یک فلز شیمیایی است که در جدول تناوبی با علامت Fe و شماره اتمی ۲۶ دارای رده بندی ۴d ۵s است. این عنصر بسیار پرکاربرد است و در انواع صنایع از جمله صنایع فولادسازی، ساخت و ساز، الکترونیک، طراحی وسایل نقلیه، لوازم منزل و حتی نیروگاه‌ها به کار می‌رود.

این فلز در طبیعت به صورت خام وجود دارد. بیشترین مقدار آهن در زمین نزدیک به هسته آن‌ است، اما نسبت به سایر فلزات، کمتر به صورت خالص پیدا می شود. در حال حاضر ترکیب‌های آهن‌دار مانند مگنتیت، هماتیت و سیدریت در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از مهمترین خواص آهن، قابلیت آن برای اکسید شدن و تشکیل آهن‌اکسید است که با استفاده از آن می‌توان مقاوم ترین فولادها را تولید کرد.

اصلی ترین عناصر تشکیل دهنده استیل یا فولاد، ترکیب آهن و کربن است و به دلیل ویژگی‌هایی همچون مقاومت بالا در برابر خوردگی، قابلیت انعطاف پذیری و ظرفیت پایداری بالا، محبوبیت زیادی در صنایع مختلف دارد.

همچنین، آهن یکی از عناصر پایه در ساختار بدن انسان است و برای ساختن هموگلوبین، که ماده‌ای اساسی در خون است و دیگر فرآیندهای بدن عنصری حیاتی است.

2. کربن

عنصر کربن یک عنصر شیمیایی با نماد C و عدد اتمی 6 است. این عنصر در جدول تناوبی از گروه 14 و یکی از عناصر اساسی زندگی انسان به شمار می رود.

عنصر کربن در بسیاری از ترکیبات شیمیایی از جمله آلی‌ها (موادی که حاوی کربن هستند)، نفت، گاز طبیعی، آهک و… استفاده می‌شود. هم‌چنین کربن بخشی از اجزای الماس، گرافیت، فولرن و نانو لوله‌ها را نیز تشکیل می‌دهد.

 

 

این عنصر خواص مهمی برای محصولات فلزی فراهم می‌کند و یکی از اصلی‌ترین عناصر تشکیل دهنده استیل است. برخی از خواص کربن در ورق استیل عبارتند از:

• افزایش قدرت و سختی محصول: با افزودن کربن به ورق استیل، قدرت و سختی محصول به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.
• افزایش مقاومت به خوردگی و زنگ‌زدگی: کربن به عنوان یک عنصر آلیاژی، قابلیت زنگ‌زدگی و خوردگی ورق استیل را بهبود می‌بخشد.
  – افزایش مقاومت در برابر خمش و تنش: اضافه کردن کربن به ورق استیل باعث افزایش مقاومت این محصول در برابر خمش و تنش‌های مختلف می‌شود.
  – افزایش مقاومت به حرارت: ورق استیل با کربن مقاومت بیشتری در برابر حرارت دارد و در دماهای بالاتر نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
  -افزایش قدرت فشاری: در محصولات فلزی که با هدف تحمل فشار و نیروی بالا تولید می‌شود، اضافه کردن کربن به استیل باعث افزایش قدرت فشاری آن شده و استحکام بیشتری به این محصول می دهد.

3. کروم

کروم یک عنصر شیمیایی با نماد Cr و عدد اتمی ۲۴ است. این عنصر در دوره ۴ و گروه ۶ جدول مندلیف قرار دارد. کروم عنصری سخت و خشک است و در پوشش‌دهی الماسه، رنگ‌دهی آلیاژ‌ها و… کاربرد دارد.

کروم همچنین یکی از عناصر معدنی حیاتی برای ساختار استخوان‌ها به شمار می رود.  فلز کروم در ترکیبات ورق استیل به عنوان یک عنصر آلیاژی اضافه می‌شود و به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خود، به ورق استیل حساسیت شیمیایی، مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون، سختی، لاستیکیته و براقیت می بخشد.

همچنین کروم بعنوان یکی از مواد تشکیل دهنده استیل باعث تشکیل پوششی محافظ بر روی ورق استیل می‌شود و به مقاومت آن در برابر عوامل آسیب زا کمک می‌کند.

4. نیکل

نیکل یک عنصر شیمیایی با نماد شیمیایی Ni و عدد اتمی 28 است. این فلز که در جدول تناوبی عناصر در گروه 10 و دوره 4 قرار دارد در خاکستر، کبالت و برخی سنگ‌های نیکلی یافت می شود. از نظر تجاری نیز نیکل به عنوان یکی از فلزات مهم در صنعت و فناوری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای مثال این فلز در ساخت باتری‌ها، فلزات نقره‌ای، مواد ضد زنگ، جوشکاری و ساخت قطعات الکترونیکی کاربرد دارد.

نیکل یک فلز با رنگ خاکستری، خواص مغناطیسی و دوام بسیار بالاست که از واکنش‌پذیری بسیار خوبی نسبت به برخی از اسیدها برخوردار است در حالی که خورندگی ناچیزی نیز دارد.

 

 

نیکل به عنوان یک عنصر فلزی در ورق استیل، به جهت خاصیت‌های بسیار مهمی که دارد خصوصاً در صنایع خودروسازی، فضایی، دریایی و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از خواص  فلز نیکل در ترکیب با عناصر تشکیل دهنده استیل عبارتند از:

•  مقاومت به خوردگی: نیکل با تولید نانوساختار‌های بسیار ریز، مانع از اکسیداسیون و خوردگی استیل می‌شود. در نتیجه ورق استیل حاوی نیکل در برابر زنگ زدگی، خوردگی و افت تنش تریکسیداسیون (STRESS CORROSION CRACKING) مقاوم می شود.
• مقاومت در برابر دما: هنگامی که دما افزایش یابد، استحکام ورق استیل کاهش پیدا می کند امّا با اضافه کردن نیکل به استیل، مقاومت دمایی آن بسیار بالا می‌رود. به عنوان مثال، استیل حاوی ۸۲٪ نیکل، حتی در دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد هم مقاوم است و تغییر شکل نمی دهد.
• مقاومت شیمیایی: نیکل در برابر آلیاژ‌ها و اسیدهای قوی مقاوم‌ است؛ برای همین در ساخت انواع خودروهایی که در معرض شرایط سخت شیمیایی هستند و همچنین در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی استفاده می‌شود.
• سختی بالا: به دلیل خاصیت سختی بالا، ورق استیل حاوی نیکل، جهت ساخت لوازم خودرو، قطعات مربوط به صنایع الکترونیکی و همچنین در ساخت وسایل پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• جذب پرتوهای نوری: نیکل قابلیت جذب پرتوهای نوری را دارد که این خاصیت در ساخت لامپ‌های کم مصرف بسیار مهم است.

5. مولیبدن

مولیبدن عنصر شیمیایی با نماد Mo و عدد اتمی ۴۲ است. این عنصر فلزی نرم و طلایی با نقطه ذوب بالا و خواص فیزیکی و شیمیایی شبیه به وانادیوم و تنگستن است. مولیبدن در طبیعت به صورت کمیاب یافت می‌شود و به‌عنوان عنصر اصلی در بسیاری از آلیاژهای قوی و مقاوم کاربرد دارد.

از مولیبدن علاوه بر افزودن به عناصر تشکیل دهنده استنلس استیل و تولید ورق های فولادی، در ساخت فیلامنت‌های لامپ‌های نور و تولید الکترودهای جوشکاری نیز استفاده می‌شود.

همچنین عنصر مولیبدن به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی خود، در علوم پزشکی و صنایع فضایی کاربرد زیادی دارد.

6. تیتانیوم

تیتانیوم یک عنصر شیمیایی با نماد Ti و شماره اتمی 22 است. این فلز با رنگ نقره ای و وزن سبک شناخته می‌شود. تیتانیوم با نقطه ذوب بالا، سختی قابل قبول، مقاومت شیمیایی زیاد و خصوصیات الکتریکی و حرارتی عالی در صنایع فضایی، خودروسازی، پزشکی، ساختمانی، ابزار دقیق، ورزشی و دفاعی بسیار مهم است.

علاوه بر این، تیتانیوم به دلیل ظاهر زیبایی که دارد در ساخت و تولید انواع زیورآلات، جواهرات، ساعت و .. نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تیتانیوم از نظر ساختاری شبیه به آهن است و برای تولید محصولاتی چون ورق های استیل، تیغه‌های چمن زن و… جز عناصر تشکیل دهنده استیل به شمار می رود.

7. منگنز

منگنز عنصری فلزی با عدد اتمی 25 و نماد Mn است. این عنصر برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی و زیستی بسیار مهم است و کانه‌هایی مانند پیرولوز، رودوکروزیت و بریلیانت استخراج می‌شود.

این عنصر در بدن انسان هم به عنوان یک ماده مغذی مهم شناخته می‌شود که در فرآیندهای متابولیسمی نقش بسیار حیاتی دارد.

علاوه بر این، عنصر منگنز در تولید فولاد و آلیاژهای فلزی از جمله انواع ورق های استیل و صنایعی چون ساخت باتری، الکترولیت و رنگبری استفاده می شود.

 

 

8. گوگرد

از دیگر ترکیبات آلیاژ استیل عنصر گوگرد است. گوگرد یک عنصر شیمیایی با نماد S و عدد اتمی ۱۶ است. در شرایط استاندارد، گوگرد یک جامد به رنگ زرد روشن و بافت بلوری است. این عنصر در طبیعت به صورت آزاد در دیواره کوه‌ها، یخچال‌های آتشفشانی و چند منطقه دیگر یافت می شود.

از عنصر گوگرد در محصولات شیمیایی یا در روش های درمانی دندان‌ها به عنوان رفع قرمزی لثه، عفونت‌های باکتریایی و گرفتگی‌های عصبی استفاده می‌شود.

این عنصر در صنعت نیز کاربرد گسترده ای دارد و از تولید ورق های استیل گرفته تا تولید انواع اسید‌ها، تصفیه گاز، پلاستیک، لاستیک و تولید قطعات الکترونیکی استفاده می‌شود. در مقدار بسیار کوچک، گوگرد ارزش غذایی نیز دارد و به عنوان یک عنصر اساسی در سلول‌های انسانی و حیوانی به شمار می رود.

کاربرد ورق فولادی بر اساس عناصر تشکیل دهنده استنلس استیل

بعد از اینکه مهمترین عناصر تشکیل دهنده استیل را نام بردیم و با خاصیت و ویژگی های آن بیشتر آشنا شدید بد نیست بدانید استیل در چه صنایعی کاربرد بیشتری دارد و چه حجم عظیمی از محصولات را در صنعت های مختلف پشتیبانی می‌کند. از جمله:

•  صنعت غذایی: استیل به دلیل داشتن خواص ضدزنگ بالا، در تولید تجهیزات هتلی و رستورانی، صنایع و لوازم پخت و پز، صفحه‌های گریل، دستگاه‌های کنترل درجه حرارت و… بکار می‌رود.
• صنعت پزشکی: محصولات استیل شامل تجهیزات پزشکی مانند صفحات جراحی، محافظ برای دستگاه‌های پزشکی و… است.
• صنعت ساختمانی و تزئیناتی: فلز استیل معمولاً در تولید لوازم ساختمانی و تزئینی، لوازم خانگی و صنایع دستی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• صنایع نفت و گاز: بسیاری از لوله‌ها و تجهیزات نفتی و گازی از جمله شیرآلات و پمپ‌ها از استیل استنلس تولید می‌شوند.
• صنایع خودروسازی: جنس برخی از قطعات خودرویی نظیر دیسک‌ها، ترمزها و… از استیل است.

 

 

 

Iron, the major elemental component of steel , is one of the most plentiful elements in the earth’s crust. All steel alloys are primarily iron and 0.002–2.1 % carbon by weight. In this range, carbon bonds with iron to create a strong molecular structure. The resulting lattice microstructure helps achieve certain material properties, like tensile strength and hardness, that we rely on in steel.

Although all steel is made of iron and carbon, different types of steel contain different percentages of each element. Steel can also include other elements like nickel, molybdenum, manganese, titanium, boron, cobalt, or vanadium. Adding different elements to the “recipe” for a steel alloy affects its material properties. The method of manufacture and treatment of the steel further enhances those abilities

 

آهن، جزء اصلی استیل ، یکی از فراوان ترین عناصر در پوسته زمین است. تمام آلیاژهای استیل عمدتاً آهن و 0.002-2.1 درصد کربن وزنی هستند. در این محدوده، کربن با آهن پیوند می‌زند تا یک ساختار مولکولی قوی ایجاد کند. ریزساختار شبکه حاصل به دستیابی به خواص خاصی از مواد مانند استحکام کششی و سختی کمک می کند که ما در فولاد به آن تکیه می‌کنیم.

اگرچه تمام فولادها از آهن و کربن ساخته شده‌اند، اما انواع مختلف فولاد حاوی درصدهای متفاوتی از هر عنصر است. فولاد همچنین می تواند شامل عناصر دیگری مانند نیکل، مولیبدن، منگنز، تیتانیوم، بور، کبالت یا وانادیم باشد. افزودن عناصر مختلف به “دستور العمل” یک آلیاژ فولادی بر خواص مواد آن تأثیر می گذارد. روش ساخت و تصفیه فولاد این توانایی ها را بیشتر می کند

 

 

پایان
شما در این مطلب با موضوع مواد تشکیل دهنده استیل همراه ما بودید. در پایان جهت تکمیل اطلاعات شما یادآور می شویم فولادهای ضد زنگ آستنیتی، فولاد ضد زنگ فریتی، فولاد ضد زنگ مارتنزیتی، فولاد زنگ‌نزن رسوب سخت شونده (Precipitation Hardening Stainless Steel) جز پرکاربردترین آلیاژهای استیل هستند که ترکیبات آلیاژ استیل در هر کدام از این فولادهای صنعتی متفاوت است. در پایان امیدواریم از این مطلب بهره کافی را برده باشید.