دسته بندی گریدهای استنلس استیل و کاربرد هر گرید

استنلس استیل مثل یک خانواده ی بزرگ است؛ همه شان ضدزنگ خطاب می شوند، اما رفتارشان در میدان عمل یکسان نیست. یکی در آشپزخانه می درخشد و سال ها بی دردسر می ماند، دیگری در تماس با آبِ شورِ دریا آبرو می خرد، سومی زیر تیغ عملیات حرارتی سخت می شود و برای ابزار بُرش جان می دهد. همین تفاوت هاست که گرید را معنا می کند: شناسنامه ای فنی که می گوید این فولاد زنگ نزن دقیقاً برای چه شرایطی ساخته شده است.

در این مقاله، گریدهای استنلس را هم از نگاه علمی دسته بندی می کنیم و هم از نگاه کاربردی؛ طوری که اگر قرار باشد بین 304 و 316، یا بین 430 و 410، یا حتی بین داپلکس 2205 و سوپرداپلکس 2507 انتخاب کنید، سردرگم نمانید.

شما می توانید برای مشاهده قیمت میلگرد استیل به صفحه https://samentejarat.com/color-stainless/rebar/  در سایت ثامن تجارت مراجعه کنید و با مشاوره رایگان خرید خود را انجام دهید.

 

نقش استانداردها در نام گذاری گریدهای استنلس استیل

گریدها فقط عدد نیستند؛ پشت هر عدد، یک استاندارد ایستاده است. نام گذاری های رایج را معمولاً در قالب های زیر می بینید:

• AISI/SAE (مثل 304، 316، 430)
• ASTM برای مشخصات محصول و خواص (بسته به نوع ورق، لوله، میلگرد و…)
• EN/DIN در اروپا (مثل 1.4301 که معادل نزدیک 304 است)
• UNS یک نظام کدگذاری جهانی تر (مثل S30400 برای 304)

نکته ی مهم این است که معادل ها همیشه کپی دقیق نیستند؛ گاهی بازه ی عناصر کمی تفاوت دارد و برای کاربردهای حساس باید دیتاشیت همان استانداردِ مورد خرید بررسی شود.

دسته بندی کلی گریدهای استنلس استیل

تقسیم بندی بر اساس ساختار متالورژیکی

این تقسیم بندی، ستون اصلی فهم استنلس است. چون ساختار داخلی آلیاژ، بسیاری از ویژگی ها را تعیین می کند: مغناطیسی بودن، قابلیت جوشکاری، شکل پذیری، سخت کاری و…

• آستنیتی
• فریتی
• مارتنزیتی
• داپلکس
• رسوب سخت شونده (PH)

تقسیم بندی بر اساس سری های عددی (سری 200، 300، 400)

این سری ها بیشتر در نام گذاری آمریکایی دیده می شوند:

• سری 200 آستنیتی های اقتصادی تر با جایگزینی بخشی از نیکل با منگنز و نیتروژن
• سری 300 آستنیتی های مشهور و پرمصرف (304، 316، 321…)
• سری 400 عمدتاً فریتی و مارتنزیتی (430، 409، 410، 420…)

این سری بندی سریع و کاربردی است، اما برای انتخاب دقیق کافی نیست؛ چون دو گرید در یک سری، ممکن است رفتار کاملاً متفاوت داشته باشند.

تفاوت گریدهای عمومی و تخصصی

برخی گریدها همه کارهاند و در بازار فراوان؛ مثل 304 و 316 و 430.
اما گریدهای تخصصی برای مسئله ای خاص طراحی می شوند: دمای بالا، محیط های کلریدیِ شدید، استحکام بسیار زیاد، یا ترکیبی از این ها. داپلکس ها و PHها معمولاً در همین دسته اند؛ هزینه ی بالاتر دارند، اما در جای درست، هزینه را به سود تبدیل می کنند.

استنلس استیل آستنیتی (Austenitic Stainless Steel)

ویژگی های ساختاری و شیمیایی

آستنیتی ها معمولاً بیشترین مصرف را دارند. مشخصه های شاخصشان:

• مقاومت خوردگی خوب تا عالی (بسته به گرید)
• شکل پذیری و جوش پذیری عالی
• در حالت معمول غیرمغناطیسی یا کم مغناطیس
• سخت کاری مستقیم با عملیات حرارتی کلاسیک ندارند؛ اما با کار سرد می توانند مستحکم تر شوند

گریدهای رایج آستنیتی (304، 316، 321)

• 304 انتخاب محبوب و اقتصادی برای کاربردهای عمومی. اگر محیط خیلی نمکی یا شیمیایی نباشد، 304 یک انتخاب مطمئن است.
• 316 با داشتن مولیبدن، در برابر کلریدها مقاوم تر است و در بسیاری از محیط های دریایی، شیمیایی و صنعتی، قدم جلوتر از 304 می ایستد.
• 321 با تثبیت کننده ها (مثل تیتانیوم) برای دماهای بالاتر و شرایطی که خوردگی بین دانه ای یا حساسیت های حرارتی مطرح است، مناسب تر می شود.

کاربردهای استنلس استیل آستنیتی در صنایع مختلف

• تجهیزات صنایع غذایی و دارویی (سطوح قابل شست وشو و مقاومت خوردگی)
• مخازن و خطوط انتقال با شرایط خورنده ی متوسط
• تجهیزات آشپزخانه صنعتی، سینک، هود، بدنه ماشین آلات
• مبدل های حرارتی و قطعاتی که هم شکل پذیری و هم تمیزی سطح اهمیت دارد

استنلس استیل فریتی (Ferritic Stainless Steel)

خصوصیات مکانیکی و مغناطیسی

فریتی ها معمولاً:

• مغناطیسی هستند
• نیکل کم یا بدون نیکل اند، پس اقتصادی ترند
• مقاومت خوردگی شان در بسیاری از محیط های عمومی خوب است، اما در برابر کلریدها معمولاً از 316 پایین ترند
• در برخی ضخامت ها و کاربردها جوشکاری حساسیت هایی دارد و باید با روش درست انجام شود

گریدهای پرکاربرد فریتی (430، 409)

• 430 فریتی مشهور برای کاربردهای تزئینی و خانگی؛ ظاهر خوب، قیمت مناسب، و مقاومت خوردگی قابل قبول در محیط های ملایم.
• 409 بیشتر در صنعت خودرو دیده می شود؛ جایی که هدف، مقاومت به اکسیداسیون و هزینه ی پایین تر است.

موارد استفاده استنلس استیل فریتی

• بدنه لوازم خانگی و دکوراتیو
• قطعات خودرو مانند سیستم اگزوز (در برخی طراحی ها و استانداردها)
• پوشش ها و پنل هایی که ظاهر و قیمت مهم است و محیط خورنده شدید نیست

استنلس استیل مارتنزیتی (Martensitic Stainless Steel)

ساختار و قابلیت عملیات حرارتی

مارتنزیتی ها برای جایی ساخته شده اند که سختی مهم تر از بیشترین مقاومت خوردگی است.

• مغناطیسی هستند
• قابلیت عملیات حرارتی دارند و می توانند سخت و مقاوم به سایش شوند
• مقاومت خوردگی معمولاً از آستنیتی های پرمصرف پایین تر است، اما در شرایط کنترل شده قابل اتکا هستند

گریدهای متداول مارتنزیتی (410، 420)

• 410 یک گرید متعادل برای قطعاتی که هم مقداری مقاومت خوردگی می خواهند و هم قابلیت سخت کاری.
• 420 معمولاً سخت تر می شود و برای ابزارهایی که لبه ی برنده می خواهند، محبوب است.

کاربردهای صنعتی استنلس استیل مارتنزیتی

• تیغه ها، ابزارهای برش و قالب های خاص
• شفت ها، قطعات پمپ، ولوها در برخی شرایط
• تجهیزاتی که سایش و سختی در آن ها حیاتی است

استنلس استیل داپلکس (Duplex Stainless Steel)

ترکیب ساختار آستنیتی و فریتی

داپلکس ها ترکیبی از دو جهان اند: بخشی آستنیت، بخشی فریت. نتیجه؟

• استحکام بالاتر از بسیاری از آستنیتی های رایج
• مقاومت خوب در برابر ترک خوردگی تنشی در محیط های کلریدی
• عملکرد عالی در بسیاری از محیط های صنعتی سخت، مخصوصاً جایی که هم خوردگی هست و هم تنش

گریدهای مهم داپلکس (2205، 2507)

• 2205 یکی از معروف ترین داپلکس ها برای کاربردهای صنعتی و دریایی؛ تعادل خوب بین قیمت و عملکرد.
• 2507 سوپرداپلکس با مقاومت خوردگی بالاتر، مخصوصاً در محیط های بسیار خورنده و آب شورِ شدید.

مزایا و کاربردها در صنایع سنگین و دریایی

• صنایع دریایی، آب شیرین کن ها، تجهیزات ساحلی
• نفت و گاز و پتروشیمی، خطوط و مخازن در محیط های کلریدی
• مبدل های حرارتی و لوله کشی صنعتی در شرایط سخت

استنلس استیل رسوب سخت شونده (PH Stainless Steel)

ویژگی های مکانیکی خاص

PHها برای وقتی اند که می خواهید هم استحکام خیلی بالا داشته باشید و هم مقاومت خوردگی قابل قبول. سازوکارشان این است که با عملیات حرارتی خاص، فازهای ریزرسوبی در ساختار تشکیل می شود و استحکام جهش می کند.

گریدهای شناخته شده (17-4PH)

• 17-4PH از مشهورترین گریدهای این خانواده؛ استحکام بالا، پایداری خوب، و کاربرد وسیع در صنایع دقیق.

کاربردها در صنایع هوافضا و تجهیزات دقیق

• قطعات هوافضا
• تجهیزات ابزار دقیق و قطعاتی که نسبت استحکام به وزن اهمیت دارد
• شفت ها، اتصالات و قطعاتی که هم بار مکانیکی بالایی دارند و هم باید از خوردگی تا حدی مصون بمانند

مقایسه گریدهای مختلف استنلس استیل

مقایسه از نظر مقاومت به خوردگی

در یک نگاه کاربردی:

• محیط های عمومی و غیرنمکی: 304 معمولاً کفایت می کند.
• محیط های حاوی نمک و کلرید: 316 یک قدم جلوتر است.
• محیط های بسیار خورنده و دریایی شدید: 2205 و به ویژه 2507 جدی تر مطرح می شوند.
• گریدهای فریتی و مارتنزیتی در برابر برخی خوردگی ها خوب اند، اما برای کلریدها یا محیط های شیمیایی سخت، باید با احتیاط انتخاب شوند.

نکته ی مهم: خوردگی همیشه از محیط و جزئیات طراحی هم اثر می گیرد؛ مثل وجود درزها، شکاف ها، دمای کار، کیفیت پولیش سطح، و حتی نوع شوینده ای که استفاده می کنید.

مقایسه از نظر استحکام و شکل پذیری

• شکل پذیری و فرم دهی: آستنیتی ها معمولاً برنده اند.
• استحکام بالا: داپلکس ها و PHها دست بالاتر دارند.
• سختی و امکان تیزشدن: مارتنزیتی ها مناسب ترند.

مقایسه از نظر قیمت و دسترسی

• معمولاً 304 در دسترس و اقتصادی تر از 316 است.
• فریتی ها مثل 430 به دلیل نیکل کمتر، اغلب قیمت مناسب تری دارند.
• داپلکس ها و PHها تخصصی ترند و هزینه و حساسیت تأمین بالاتری دارند؛ اما در پروژه های صنعتی سخت، انتخاب اشتباه می تواند چند برابر هزینه بسازد.

انتخاب گرید مناسب استنلس استیل برای کاربردهای مختلف

عوامل مؤثر در انتخاب گرید

برای انتخاب درست، به جای اینکه از روی اسم گرید تصمیم بگیرید، از روی سناریو تصمیم بگیرید:

• محیط کاری: آب شیرین یا شور، اسیدی یا قلیایی، وجود کلریدها
• دمای سرویس و تغییرات حرارتی
• نیاز مکانیکی: شکل پذیری، جوشکاری، استحکام، سایش
• الزامات بهداشتی و قابلیت تمیزکاری
• بودجه، دسترسی بازار، و امکان جایگزینی مطمئن

یک انتخاب خوب، انتخابی است که در آن عملکرد کافی با هزینه منطقی تلاقی می کند؛ نه اینکه بهترین گرید را صرفاً چون بهترین است، بخرید.

انتخاب گرید مناسب برای صنایع غذایی

در صنایع غذایی، علاوه بر خوردگی، موضوعاتی مثل تمیزکاری، عدم واکنش سطح، و دوام پرداخت سطح مهم اند.

• برای بیشتر تجهیزات عمومی: 304 بسیار رایج است.
• برای محیط های شورتر، شوینده های قوی تر، یا تماس با مواد خاص: 316 گزینه مطمئن تری است.
• پرداخت سطح (مثل پولیش مناسب) گاهی به اندازه انتخاب گرید مهم است؛ چون سطح خشن تر، آلودگی و خوردگی شیاری را تشدید می کند.

انتخاب گرید مناسب برای صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

اینجا بازی جدی تر است: کلریدها، دما، فشار، گازها و ترکیبات خورنده، هم زمان وارد میدان می شوند.

• برای شرایط متوسط: 316 و برخی گریدهای ویژه می توانند پاسخ گو باشند.
• برای محیط های کلریدی با خطر ترک خوردگی تنشی و نیاز به استحکام: داپلکس 2205 بسیار مطرح است.
• برای شرایط بسیار سخت و دریایی یا بسیار خورنده: سوپرداپلکس 2507 می تواند انتخاب قابل دفاعی باشد.
• در این صنایع، تصمیم نهایی بهتر است با تکیه بر استاندارد پروژه، دیتاشیت سازنده، و شرایط واقعی سرویس گرفته شود؛ چون یک جزئیات کوچک می تواند گرید را عوض کند.

سوالات متداول

آیا استنلس استیل واقعاً زنگ نمی زند؟
استنلس در بسیاری از شرایط مقاوم است، اما زنگ نزن مطلق نیست. در حضور کلریدها، شرایط طراحی بد، یا نگهداری نامناسب، می تواند دچار انواع خوردگی شود.

فرق اصلی 304 و 316 چیست؟
316 معمولاً به دلیل وجود مولیبدن، در برابر محیط های نمکی و کلریدی مقاومت بهتری نسبت به 304 دارد و برای شرایط خورنده تر مناسب تر است.

آیا 430 بهتر از 304 است چون ارزان تر است؟
نه الزاماً. 430 برای کاربردهای ملایم و تزئینی عالی است، اما برای محیط های خورنده تر یا نیازهای بهداشتی/فرم دهی سنگین، 304 معمولاً انتخاب مطمئن تری است.

چرا بعضی استنلس ها آهنربا را جذب می کنند؟
این به ساختار متالورژیکی برمی گردد. فریتی و مارتنزیتی معمولاً مغناطیسی اند، اما آستنیتی ها غالباً غیرمغناطیسی یا کم مغناطیس هستند.

داپلکس ها را چه زمانی انتخاب کنیم؟
وقتی هم استحکام بالا می خواهید و هم مقاومت خوب در محیط های کلریدی و صنعتی سخت؛ به خصوص اگر ترک خوردگی تنشی یا محدودیت ضخامت و وزن مطرح باشد.