استیل و کاربرد آن در صنایع ایران همراه با گریدهای مورد استفاده
استیل و کاربرد آن در صنایع ایران همراه با نام گریدهای پر کاربردی که در صنایع مختلف بکارگیری می شوند.
مقدمه
استیل یا فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) به خانواده گستردهای از آلیاژهای آهن اطلاق میشود که حداقل ۱۰.۵ درصد کروم داشته باشند. این عنصر با تشکیل لایه نازک و نامرئی اکسید کروم بر سطح فلز، خاصیت خودترمیمشوندگی ایجاد کرده. و مقاومت استثنایی در برابر خوردگی و زنگزدگی را تضمین میکند. با افزودن عناصر آلیاژی دیگر مانند نیکل، مولیبدن، تیتانیوم و سیلیسیم، خواص مکانیکی و فیزیکی این آلیاژها برای کاربردهای متنوع بهبود مییابد. در ایران، صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، غذایی، دارویی، ساختمانی و خودروسازی از مصرفکنندگان عمده استیل هستند. و شناخت گریدهای مختلف و کاربردهای آنها برای انتخاب بهینه ماده اولیه ضروری است.
طبقهبندی استیلها بر اساس ریزساختار
استیلها بر اساس ریزساختار متالورژیکی به پنج خانواده اصلی تقسیم میشوند که هر یک خواص و کاربردهای منحصربهفردی دارند.
۱. استیلهای آستنیتی (سری ۲۰۰ و ۳۰۰)
این خانواده پرمصرفترین گروه استیلها (بیش از ۷۰٪ تولید جهانی) را تشکیل میدهد. ساختار کریستالی FCC (آستنیت) که توسط نیکل (یا منگنز و نیتروژن در سری ۲۰۰) تثبیت میشود. باعث میشود این فولادها غیرمغناطیسی (در حالت آنیل)، با شکلپذیری و چقرمگی عالی و قابلیت جوشکاری فوقالعاده باشند. مهمترین گریدهای این خانواده در ایران شامل ۳۰۴، ۳۱۶، ۳۱۰ و ۳۱۴ است.
۲. استیلهای فریتی (سری ۴۰۰)
این فولادها دارای ساختار BCC (فریت) بوده و با کروم (۱۰.۵ تا ۳۰٪) آلیاژ شدهاند و نیکل ندارند. آنها مغناطیسی بوده، مقاومت به خوردگی خوب اما کمتر از آستنیتیها دارند و قیمت پایینتری دارند. گرید ۴۳۰ رایجترین نمونه در ایران است.
۳. استیلهای مارتنزیتی (سری ۴۰۰)
این فولادها با عملیات حرارتی سخت میشوند و ساختار BCT (مارتنزیت) پیدا میکنند. آنها مغناطیسی، با استحکام و سختی بسیار بالا اما مقاومت به خوردگی متوسط هستند. گریدهای ۴۱۰، ۴۲۰ و ۴۴۰C در این دسته قرار میگیرند.
۴. استیلهای دوبلکس (فریتی-آستنیتی)
دارای ساختار دو فازی (حدود ۵۰٪ آستنیت و ۵۰٪ فریت) با استحکام تسلیم بسیار بالا (حدود دو برابر آستنیتیها) و مقاومت عالی به تنشهای خوردگی. گرید ۲۲۰۵ (UNS S31803/S32205) در صنایع نفت و گاز دریایی ایران کاربرد دارد.
۵. استیلهای رسوبسختشونده
با عملیات حرارتی پیرسازی، استحکام فوقالعاده بالا به دست میآورند. گرید ۱۷-۴ PH (UNS S17400) در صنایع هوافضا و قطعات خاص کاربرد دارد.
گریدهای اصلی استیل و کاربردهای آنها در ایران
استیل ۳۰۴ (AISI 304 / EN 1.4301)
پرکاربردترین گرید استیل در ایران و جهان با ترکیب ۱۸-۲۰٪ کروم و ۸-۱۰.۵٪ نیکل.
- ویژگیها: تعادل عالی بین شکلپذیری، جوشپذیری، مقاومت به خوردگی و هزینه. غیرمغناطیسی در حالت آنیل.
- کاربردها در ایران:
- صنایع غذایی و لبنی: مخازن ذخیره شیر و آبمیوه، خطوط تولید، پاستوریزاتورها، تجهیزات فرآوری مواد غذایی
- صنایع دارویی: تجهیزات تولید دارو، میزهای کار استریل، مخازن
- تجهیزات آشپزخانه صنعتی: سینکها، کابینتهای استیل، سطوح کار
- معماری و ساختمان: نمای ساختمانهای مدرن، آسانسورها، نردهها و حفاظها
- لوازم خانگی: قابلمهها، کتریها، بدنه یخچال
گرید ۳۰۴L با کربن پایینتر (≤۰.۰۳٪) برای جوشکاریهای سنگین جهت جلوگیری از خوردگی بیندانهای استفاده میشود.
استیل ۳۱۶ (AISI 316 / EN 1.4401)
نسخه تکاملیافته ۳۰۴ با افزودن ۲-۳٪ مولیبدن برای بهبود مقاومت به خوردگی در محیطهای کلریدی.
- ویژگیها: مقاومت عالی به خوردگی حفرهای و شیاری در آب دریا و نمکها. استحکام دما بالا بهتر از ۳۰۴.
- کاربردها در ایران:
- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: مبدلهای حرارتی، خطوط لوله، شیرآلات، مخازن مواد شیمیایی خورنده
- صنایع دریایی: کشتیسازی، سازههای ساحلی، اسکلهها در خلیج فارس و دریای خزر
- صنایع دارویی و بیوتکنولوژی: تجهیزات حساس
- صنایع غذایی در محیطهای اسیدی: فرآوری آبمیوهها، سسها و لبنیات اسیدی
- صنایع شیمیایی: مخازن ذخیره اسیدها و مواد شیمیایی
گرید ۳۱۶L با کربن پایینتر برای جوشکاریهای سنگین و کاربردهای پزشکی ترجیح داده میشود.
استیل ۳۱۰ (AISI 310 / EN 1.4845)
فولاد نسوز آستنیتی با کروم و نیکل بالا (۲۴-۲۶٪ کروم، ۱۹-۲۲٪ نیکل) برای مقاومت در دمای بسیار بالا.
- ویژگیها: مقاومت عالی به اکسیداسیون تا ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد، استحکام خزشی خوب.
- کاربردها در ایران:
- کورههای صنعتی: قطعات داخلی کورهها، نازلهای مشعل
- تجهیزات عملیات حرارتی: فیکسچرها و بستهای نسوز
- صنایع پتروشیمی: راکتورها و مبدلهای حرارتی دما بالا
- صنعت شیشه و سرامیک: قطعات نسوز
استیل ۳۱۴ (AISI 314 / EN 1.4841)
نسخه ویژه با سیلیسیم بالا (۱.۵-۲.۵٪) برای بهبود مقاومت به اکسیداسیون در دماهای بسیار بالا.
- ویژگیها: مقاومت به اکسیداسیون عالی تا ۱۱۵۰ درجه سانتیگراد با عملکرد بهتر در محیطهای اکسیدکننده شدید نسبت به ۳۱۰.
- کاربردها در ایران:
- کورههای ویژه: با چرخه حرارتی شدید
- زبالهسوزها: قطعات داخلی در معرض گازهای داغ و خورنده
- تجهیزات پتروشیمی: واحدهای کراکینگ کاتالیستی
- مشعلهای صنعتی: نازلها و قطعات داغ
استیل ۳۲۱ (AISI 321 / EN 1.4541)
نسخه تثبیت شده ۳۰۴ با افزودن تیتانیوم برای جلوگیری از خوردگی بیندانهای در دماهای بالا.
- ویژگیها: تیتانیوم با کربن ترکیب شده و از تشکیل کاربید کروم در مرز دانهها جلوگیری میکند.
- کاربردها در ایران:
- سیستمهای اگزوز هواپیما و خودروهای سنگین
- قطعاتی که در دمای بالا (۴۲۵-۸۵۰ درجه) کار میکنند و نیاز به جوشکاری دارند
- مبدلهای حرارتی دما بالا
استیل ۲۰۱ (AISI 201 / EN 1.4372)
نمونه اقتصادی سری ۲۰۰ با منگنز و نیتروژن به جای بخشی از نیکل.
- ویژگیها: قیمت پایینتر از ۳۰۴، استحکام بالاتر اما مقاومت به خوردگی کمتر. میتواند مغناطیسی شود.
- کاربردها در ایران:
- ظروف غذاخوری ارزانقیمت: قاشق و چنگال، بشقابهای استیل
- سینکهای اقتصادی
- لولههای تزئینی و پروفیلهای ساختمانی
استیل ۴۳۰ (AISI 430 / EN 1.4016)
رایجترین گرید فریتی با ۱۶-۱۸٪ کروم.
- ویژگیها: مغناطیسی، قیمت مناسبتر از آستنیتیها، مقاومت به خوردگی خوب در محیطهای داخلی.
- کاربردها در ایران:
- لوازم خانگی: قسمتهای داخلی ماشین لباسشویی، اجاق گاز، هود
- قطعات تزئینی: نماهای داخلی ساختمان، قابها
- تجهیزات آشپزخانه صنعتی: قسمتهایی که با مواد غذایی تماس مستقیم ندارند
استیل ۴۱۰ (AISI 410 / EN 1.4006)
رایجترین گرید مارتنزیتی با ۱۱.۵-۱۳.۵٪ کروم و ۰.۱۵٪ کربن.
- ویژگیها: مغناطیسی، قابل عملیات حرارتی برای دستیابی به سختی بالا (تا ۴۰ HRC). مقاومت به خوردگی متوسط.
- کاربردها در ایران:
- کارد و چنگال
- تیغههای جراحی
- شیرآلات و پمپها
- قطعات توربین
استیل ۴۲۰ (AISI 420 / EN 1.4021)
با کربن بالاتر (۰.۱۵-۰.۴۰٪) برای سختی بیشتر.
- کاربردها: ابزارآلات جراحی، تیغههای برش، قیچیهای صنعتی.
استیل ۴۴۰C (AISI 440C / EN 1.4125)
با کربن ۰.۹-۱.۲٪، قابلیت رسیدن به سختی ۶۰ HRC.
- کاربردها: بلبرینگها، ابزارآلات با سایش بالا، شیرآلات فشار قوی.
استیل دوبلکس ۲۲۰۵ (UNS S31803/S32205)
ساختار دو فازی آستنیت-فریت.
- ویژگیها: استحکام تسلیم بسیار بالا (حدود ۴۵۰ مگاپاسکال)، مقاومت عالی به تنش خوردگی در محیطهای کلریدی.
- کاربردها در ایران:
- سکوهای دریایی نفت و گاز در خلیج فارس
- مبدلهای حرارتی
- مخازن تحت فشار
- خطوط لوله زیر دریا
جدول تطبیق گریدهای استیل و کاربردها
| گرید AISI | خانواده | ویژگی کلیدی | صنایع مصرفکننده در ایران |
|---|---|---|---|
| ۳۰۴ | آستنیتی | پرکاربردترین، تعادل خواص | غذایی، لبنی، دارویی، ساختمان، لوازم خانگی |
| ۳۱۶ | آستنیتی | مقاومت به خوردگی کلریدی | نفت، گاز، پتروشیمی، دریایی، شیمیایی |
| ۳۱۰ | آستنیتی | مقاومت حرارتی تا ۱۱۵۰°C | کورهسازی، عملیات حرارتی، پتروشیمی |
| ۳۱۴ | آستنیتی | مقاومت به اکسیداسیون عالی | کورههای ویژه، زبالهسوز، کراکینگ |
| ۳۲۱ | آستنیتی | تثبیت شده با Ti، مقاومت به خوردگی بیندانهای | سیستمهای اگزوز دما بالا |
| ۲۰۱ | آستنیتی | اقتصادی، نیکل کمتر | ظروف ارزان، لولههای تزئینی |
| ۴۳۰ | فریتی | مغناطیسی، قیمت مناسب | لوازم خانگی، دکوراسیون داخلی |
| ۴۱۰ | مارتنزیتی | سختیپذیر | کارد و چنگال، ابزار جراحی، شیرآلات |
| ۴۲۰ | مارتنزیتی | سختی بالاتر | تیغههای برش، ابزارآلات |
| ۴۴۰C | مارتنزیتی | سختی ۶۰ HRC | بلبرینگها، ابزار سایش بالا |
| ۲۲۰۵ | دوبلکس | استحکام بالا، مقاومت به تنش خوردگی | سکوهای دریایی، مبدلها، خطوط لوله |
عوامل مؤثر بر انتخاب گرید استیل در ایران
۱. شرایط محیطی
- محیطهای معمولی داخلی: گرید ۳۰۴ از نظر اقتصادی بهینه است.
- محیطهای مرطوب و کلریدی: گرید ۳۱۶ با مولیبدن توصیه میشود.
- محیطهای دریایی: قطعاً ۳۱۶ یا گریدهای دوبلکس.
- دمای بالا: گریدهای ۳۱۰، ۳۱۴ یا ۳۲۱ برای دماهای بالای ۶۰۰ درجه.
۲. الزامات مکانیکی
- نیاز به استحکام بالا: گریدهای دوبلکس یا مارتنزیتی.
- نیاز به شکلپذیری و جوشپذیری: آستنیتیها (۳۰۴، ۳۱۶).
۳. ملاحظات اقتصادی
- بودجه محدود و کاربرد غیرخورنده: گرید ۴۳۰ یا ۲۰۱.
- کاربردهای حساس: سرمایهگذاری روی ۳۱۶ یا ۳۱۰ با طول عمر بالاتر.
۴. فرآیندهای ساخت
- جوشکاری سنگین: گریدهای L مانند ۳۰۴L یا ۳۱۶L.
- فرمدهی عمیق: آستنیتیها با شکلپذیری عالی.
نتیجهگیری
استیل با تنوع گسترده گریدها، نقش حیاتی در صنایع ایران ایفا میکند. گرید ۳۰۴ به عنوان پرمصرفترین گزینه، نیازهای عمومی صنایع غذایی، دارویی و ساختمانی را پوشش میدهد. گرید ۳۱۶ با مقاومت به خوردگی کلریدی، انتخاب اول صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و دریایی است. گریدهای نسوز ۳۱۰ و ۳۱۴ برای کاربردهای دمای بالا در کورهها و تجهیزات عملیات حرارتی ضروری هستند. گریدهای فریتی مانند ۴۳۰ با قیمت اقتصادیتر، در لوازم خانگی و دکوراسیون کاربرد دارند. و گریدهای مارتنزیتی مانند ۴۱۰ و ۴۲۰ برای ابزارآلات نیازمند سختی بالا استفاده میشوند. همچنین گریدهای دوبلکس مانند ۲۲۰۵ راهحلی پیشرفته برای شرایط خورنده و پراسترس هستند. شناخت دقیق این گریدها و تطبیق آنها با شرایط عملیاتی، تضمینکننده دوام، ایمنی و بهرهوری در پروژههای صنعتی ایران است.
منابع
- ASTM International. (2024). ASTM A240/A240M-24: Standard Specification for Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip. West Conshohocken, PA: ASTM International.
- British Stainless Steel Association (BSSA). (2025). Grade Data Sheets. [online] Available at: https://bssa.org.uk/technical/grade-data-sheets/ [Accessed 21 Feb. 2026].
- Davis, J.R. (ed.). (2020). Stainless Steels. ASM Specialty Handbook. Materials Park, OH: ASM International.
- Euro Inox. (2023). Stainless Steel: Tables of Technical Properties. Brussels: Euro Inox.
- International Stainless Steel Forum (worldstainless). (2024). Stainless Steel in Figures 2024. Brussels. [online] Available at: https://www.worldstainless.org/ [Accessed 21 Feb. 2026].
- Outokumpu. (2023). Handbook of Stainless Steel. Espoo, Finland: Outokumpu Oyj.
- SSINA. (2019). Products – Stainless Steel. [online] Available at: https://www.ssina.com/about-us/products/ [Accessed 21 Feb. 2026].
- Carpenter Technology. (2020). Magnetic Properties of Stainless Steels. [online] Available at: https://www.carpentertechnology.com/blog/magnetic-properties-of-stainless-steels [Accessed 21 Feb. 2026].
- Montanstahl. (2024). Is Stainless Steel Magnetic? A Technical Guide. [online] Available at: https://www.montanstahl.com/blog/is-stainless-steel-magnetic-a-technical-guide/ [Accessed 21 Feb. 2026].
- Australian Stainless Steel Development Association. (2024). Magnetic Effects of Stainless Steels. [online] Available at: https://www.assda.asn.au/publications/technical-faqs/magnetic-effects-of-stainless-steels [Accessed 21 Feb. 2026].