ورق فولادی نسوز چیست؟

به طور کلی اصطلاح فلز نسوز جهت توصیف مجموعه ای از عناصر فلزی به کار برده می شود که از نقطه ذوب بالایی بهره مند می باشند. از دیگر مزیت های این فلزات می توان به مقاومت در برابر سایش، خوردگی و تغییر شکل اشاره کرد. همین خصوصیات مهم در حوزه آهن و فولاد سبب کاربرد بسیار زیادی برای ورق آهن نسوز در مصالح پر کاربرد صنایع بزرگ و کوچک گردید.

این محصول طیف وسیعی از محصولات با ویژگی ها و کاربردهای متفاوت را شامل می شود. به طور مثال در خودروها بیشتر قطعات از فلز نسوز به شکل برش خورده و رنگ شده وجود دارند. به طور کلی باید بدانید که ورق های نسوز از کنسانتره های سنگ استخراج شده، سپس به شکل مواد شیمیایی فرآوری شده و در مرحله نهایی به پودر تبدیل می شوند.

بعد از تمامی این مراحل، پودر ها در قالب های مشخص شده و متفاوت ریخته شده و مجدداً آن ها به اشکال منسجم و دلخواه در می آورند. از این رو در ادامه مطلب نیز به بررسی جزئیات بیشتر این محصول به صورت تخصصی پرداخته ایم.

مشخصات فولاد نسوز

از جمله مهم ترین ویژگی های فلزات نسوز می توان به نقطه ذوب بالای آن ها و مقاومت در برابر خوردگی اشاره کرد؛ زیرا این ویژگی و مقاومت آن ها در برابر فرسایش سبب شده تا برای شوک گرمایی بسیار مقاوم باشند؛ زیرا گرم شدن یا سرد شدن مکرر تأثیری بر روی آن ها از نظر انبساط بالا، فشار، ترک و خوردگی نخواهد شد.

دانشمندان در سال 1900 کشف کردند که چگونه باید از فلزات نسوز استفاده کنند. در آن زمان علم متالورژی پودر مدرن ابداع شد. همچنین ابداع آن ها همزمان با ساخته شدن رشته های لامپ رشته ای از پودر های تنگستن بود. از جمله بهترین کاربردهای فلزات نسوز در ساخت ابزارهای برش می باشد.

از دیگر ویژگی های ورق نسوز می توان به داشتن چگالی بالا و همچنین مزیت هدایت الکتریکی و حرارتی اشاره کرد. البته هر کدام از انواع آن یک ویژگی متفاوت دارند و این مشخصات در تمامی ورق های نسوز یکسان نیست. تولید پودرهای فلزی در اندازه ها و فرم های خاصی انجام می شود؛ سپس با یک دیگر ترکیب می شوند تا قبل از ایجاد فشار و پخت بر روی آن ها خواص مورد نظر به وجود آید.

در بین سایر ورق های فولادی نیز می توان به ورق قلع اندود اشاره کرد که ضخامت بسیار کمی داشته و مانند فولاد نسوز دارای مقاومت مطلوبی در برابر خوردگی و حرارت برخوردار می باشد. البته باید گفت قیمت ورق قلع اندود از تمامی ورق های فولادی بیشتر می باشد؛ زیرا تولید فولاد در بازه ضخامتی کمتر از 1 میلی متر، عملیات دشواری است.

انواع فلز نسوز

فولاد نسوز دارای گریدهای مختلفی می باشد که هر کدام با توجه به ویژگی هایی که دارند، مشخصات و کاربردهای خاصی را به خود اختصاص می دهند. این مشخصات و ویژگی ها نیز هر کدام حاصل یک سری عناصر آلیاژی بوده که در ترکیبات شیمیایی فولادهای نسوز مورد استفاده قرار می گیرند. از این رو پیش از بررسی انواع گریدهای فولاد نسوز به شرح اختصاری عناصر اصلی این فلزات می پردازیم که با عنوان انواع فولاد نسوز شناخته می شوند:

فلز مولیبدن

مولیبدن که یکی از مهم ترین عناصر آلیاژی در فلزات به شمار می آید، با نماد شیمیایی MO معرفی شده و یکی از عناصر شیمیایی گروه 6 جدول تناوبی با عدد اتمی 42 می باشد. مولیبدن رنگ خاکستری نقره ای داشته و در فولاد نسوز به عنوان مهم ترین عنصر ترکیبات شناخته می شود. همچنین استفاده از فلز مولیبدن سبب ایجاد استحکام برتر فولادهای نسوز به خصوص در دماهای بالا می گردد.

فلز نیوبیوم

دومین عنصری که قصد بررسی آن را داریم، نیوبیوم نامیده می شود و با نماد NB و شماره اتمی 41 در جدول تناوبی وجود دارد. این فلز نیز رنگ خاکستری روشنی داشته و بسیار بلوری و فرم پذیر می باشد. میزان سختی این عنصر مانند تیتانیوم خالص می باشد که در واقع به داشتن درجه سختی بالا شهرت یافته است. قابلیت شکل پذیری فلز نیوبیوم در فولاد نسوز مانند آهن خام می باشد.

فلز تانتالم

تانتالم نیز از جمله فلزات براق و نقره ای رنگی بوده که در ترکیبات شیمیایی فولاد نسوز یافت می شود. این فلز در حالت اصلی خود نرم و فرم پذیر می باشد، اما اگر یک لایه اکسید بر سطح آن قرار بگیرد، در برابر خوردگی نیز مقاومت خواهد داشت. جدول تناوبی مندلیف این عنصر را در بر گرفته و آن را با نماد TA نشان می دهد. عدد اتمی عنصر تانتالم 73 می باشد.

فلز تنگستن

تنگستن یکی از پرکاربردترین عناصر فلزی بوده که با نام ولفرام نیز شناخته می شود. عدد اتمی تنگستن 74 بوده و با نماد شیمیایی W معرفی می گردد. همچنین تنگستن بسیار کمیاب و گران بها بوده و به صورت خالص پیدا نمی شود؛ از این رو در ترکیب با فلزات دیگر می توان آن را یافت.

این فلز مانند ورق های فولادی خاکستری می باشد و بسیار نرم است، اما با انجام عملیات های مختلف بر روی آن، خواص سختی و مقاومت بالایی پیدا می کند. از جمله ورق های فولادی مشابه که در عین سختی، فرم پذیری متناسبی دارند، نیز می توان به ورق اسیدشویی اشاره کرد که از پاکسازی سطح شیت های گرم یا سیاه به دست می آید. قیمت ورق اسیدشویی نیز نه تنها در ساخت تجهیزات صنایع، بلکه در تولید سایر ورق های فولادی سرد و پوشش دار حائز اهمیت می باشد.

فلز رنیوم

و در آخر می توان به فلزی اشاره کرد که با داشتن رنگ نقره ای و درخشان، از بالاترین نقطه ذوب و البته چگالی برخوردار می باشد. رنیوم با عدد اتمی 75 و نشان RE یکی از فلزات واسطه و سنگین به شمار می آید. این محصول از طریق استخراج و پالایش سنگ های معدنی مولیبدن یا مس به دست می آید؛ از این رو به صورت خالص در طبیعت یافت نمی شود.

حتما بخوانید:فولاد ضدزنگ چیست

انواع ورق های فولادی نسوز

همان طور که اشاره شد، دسته بندی ورق های فولادی نسوز بر اساس عناصر آلیاژی می باشد که در ترکیبات هر کدام مورد استفاده قرار می گیرد. جالب است بدانید در زمان استفاده از فولاد ضد زنگ یا نسوز می توان 16 گرید مختلف را به کار گرفت. از این رو در ادامه قصد بررسی پرمصرف ترین گریدهای فولاد نسوز را داریم:

ورق استیل نسوز 309 یا 4828/1

ابتدایی ترین گریدی که قصد بررسی آن را داریم، استیل نسوز با شماره 309 یا 4828/1 می باشد. ترکیب شیمیایی این نوع فولاد شامل عناصری مانند نیکل، منگنز، قلع، روی، آلومینیوم، سرب و فولاد می باشد؛ از این رو این محصول دارای استحکام بسیار بالایی در برابر اکسیداسیون بوده و کاربرد آن نیز بیشتر در محیط های مرطوب و دریایی می باشد. همچنین بهتر است بدانید مقاومت فولاد 309 سبب به کارگیری آن در تجهیزات نیروگاهی، کوره ها، قطعات هواپیما و جت شده است.

استیل نسوز S309 یا 4833/1

دومین گرید استیل نسوز با نام S309 شناخته شده و از جمله فولادهای کم کربن به شمار می آید. با این وجود بهتر است بدانید این محصول مقاومت حرارتی و استحکام بالایی داشته و به همین سبب در صنایعی مانند ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرد. قیمت ورق استیل با این گرید نیز مقرون به صرفه تر از سایر کیفیت ها بوده و ممکن است در صنایع دیگر غیر ساختمانی نیز به کار برده شود.

ورق استیل S310  یا 4845/1

ورق استیل S310 یکی دیگر از فولادهای نسوز کم کربن بوده و به همین سبب بیشتر در مصارفی که دمای بالا وجود ندارد، به کار می رود. از ویژگی های این نوع ورق استیل نیز می توان به خاصیت جوش پذیری و انعطاف پذیری بالا اشاره کرد که این موضوع نیز به کم کربن بودن این فولاد برمی گردد.

ورق استیل نسوز 321 یا 4541/1

و در نهایت می توان به استیل 321 که نمونه بهبود یافته آلیاژ 304 که کاربردهای بسیاری نیز در صنعت دارد، اشاره کرد. این محصول از عناصر شیمیایی مانند تیتانیوم آن هم به مقدار قابل توجهی تشکیل شده و به همین سبب از مقاومت بسیار بالایی در برابر دماهای زیاد برخوردار می باشد. خاصیت جوش پذیری مناسب نیز از دیگر خواص مهم این استیل بوده و از این رو کاربرد آن در صنعت پتروشیمی، شیمیایی، هوافضا و بهبود قطعات این صنایع می باشد.

سایر ورق های استیل نسوز

جالب است بدانید برخی از ورق های نسوز به عنوان عایق های حرارتی در صنایع و مکان هایی مانند پالایشگاه، مخازن نفت، نیروگاه ها و ... به کار برده می شوند. از این رو با عنوان های ورق نسوز صنعتی یا کوره معرفی می گردند. از جمله این فلزات می توان به مواردی مانند ورق نسوز سرامیکی، آزبست، گرافیت، کلینگریت (کیلینگیریت)، میکا، کامپوزیت، آلومینیوم کامپوزیت و دونیت اشاره داشت.

در این میان جالب است بدانید ورق نسوز میکا یکی از محصولات صنعتی بوده که از ماده معدنی میکا به دست آمده و علاوه بر این که در برابر حرارت مقاومت دارد، در برابر خوردگی نیز مانند ورق گالوانیزه استحکام دارد. بهتر است بدانید محبوبیت این محصول سبب شده تا قیمت روز ورق گالوانیزه در وب سایت های فروش مانند آهن اینفو به صورت روزانه و لحظه ای به روز رسانی گردد؛ زیرا کاربردهای صنعتی و غیر صنعتی بسیاری را به خود اختصاص می دهد.

فرآیند تولید ورق نسوز

به طور کلی نحوه تولید ورق های نسوز بسیار پیچیده می باشد و بیشتر مهندسان در ارتباط با این نوع فلز به خوبی می دانند که فرایند استخراج، پردازش و تشکیل این فلز به راحتی قابل درک نمی باشد. با این حال تمامی فلزات نسوز، یک ویژگی مشترک دارند که آن هم داشتن نقطه ذوب بالای آن ها می باشد؛ به همین علت به آن ها فولاد نسوز می گویند. برای درک بهتر این موضوع باید بدانید که فلز نسوز تنگستن در دمای 3410 درجه سانتی گراد و به عبارتی 6170 درجه فارنهایت ذوب خواهد شد.

جالب است بدانید با این که در جدول مندلیف 12 نوع فلز نسوز مشخص شده است، تنها 5 آلیاژ به شکل گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. این پنج فلز شامل فلزات تنگستن، مولیبدن، نیوبیوم، تانتالوم و رنیوم می باشند. هر پنج فلز نسوزی که نام برده شد، به جز رنیوم، از ساختار مکعب بدون محور برخوردار می باشند.

کاربرد ورق نسوز فولادی

همان طور که گفتیم فلزات نسوز پنج نوع می باشند که شامل فلز تنگستن، مولیبدن، نیوبیوم، تانتالوم و رنیوم می باشند. در ادامه به کاربردهای هر کدام از آن ها به جز رنیوم که از ساختار مکعبی بدون محور برخوردار نیست، اشاره می کنیم. البته پیش از بررسی کاربرد هر فلز بهتر است بدانید فولادهای نسوز بیشتر در مصارفی مورد استفاده قرار می گیرند که دمای بسیار بالایی وجود داشته باشد. از سوی دیگر ورق استیل نسوز در مصارفی که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون نیز می باشد، کاربرد دارد.

برخی از ویژگی های فولادهای نسوز بسیار شبیه به فولاد گالوانیزه و محصولات حاصل از آن مانند ورق های رنگی و شیروانی می باشد؛ زیرا فولاد گالوانیزه نیز دارای لایه ای از جنس روی بر سطح خود بوده و به همین سبب استحکام متناسبی در برابر این عوامل دارد. از این رو قیمت ورق شیروانی 6 متری برای افرادی حائز اهمیت است که قصد پوشش دهی سقف های شیب دار خانه های خود را به خصوص در محیط های مرطوب و پربارش دارند.

البته این محصول کاربردهای دیگری را نیز به خود اختصاص می دهد. با این وجود در ادامه به کاربردهای ورق های نسوز در هر نوع اشاره می کنیم تا درک بهتری از تفاوت این دو محصول از نظر مصارف نهایی عمومی و صنعتی داشته باشید:

• تنگستن : مصارف خودروسازی و الکتریکی مانند رشته ‌های لامپ، دستگاه‌ های ساطع کننده لوله الکترونیکی و ...
• مولیبدن: افزودنی های آلیاژی، ریخته گری، اجزای موتورهای موشک و هواپیما و ...
• تانتالم: خازن، مبدل حرارتی، چاه های دما سنج، تجیهزات شیمیایی، کوره و مخزن، ابزار برش و ...
• تجهیزات نیروگاهی، صنایع هوافضا، ساخت وسایل و ابزار آلات، پتروشیمی، الکترونیک و ... نیز از دیگر مواردی هستند که گستردگی فولادهای نسوز را در صنایع نشان می دهند.

حتما بخوانید:مراحل تولید بشکه از صفر تا صد

جمع بندی

به طور کلی ورق های نسوز محصولاتی می باشند که از فلزات آلیاژی نسوز به وجود می آیند. این محصولات ویژگی های منحصر به فردی مانند مقاومت در برابر سایش و خوردگی را به خود اختصاص می دهند. همچنین نقطه ذوب بالایی داشته و از این جهت در انواع صنایع برای ساخت تجهیزات مختلف به کار برده می شوند. با این حال ورق های نسوز با یک دیگر شباهت های زیادی دارند، اما از لحاظ کیفیت و ویژگی هایی مانند چگالی، مقاومت در برابر سایش و خوردگی از یک دیگر متمایز می باشند. برخی از این ویژگی ها فقط مخصوص به همان فلز است و دیگر فلزات یافت نمی شود.