هر آنچه در رابطه با فولاد 430 باید بدانید – خواص، استحکام و موارد استفاده

14 تیر 1402آخرین به روز رسانی: 14 تیر 1402

0 41 خواندن این مطلب 5 دقیقه زمان میبرد

همه درباره فولاد و استحکام آن شنیده‌اند، اما افراد کمتری در مورد انواع مختلف فولاد می‌دانند. صدها نوع فولاد به لطف فرآیند آلیاژسازی در دسترس است – یعنی توانایی ترکیب یک فلز پایه با سایر عناصر فلزی برای افزایش استحکام، مقاومت در برابر سایش، رسانایی و ایجاد بهبودهای دیگر در خواص فیزیکی فلز.

فولاد از عناصر آلیاژی مختلفی بهره می برد، اما یکی از محبوب ترین عناصر، کروم است که ضعف فولاد را در برابر خوردگی کاهش می دهد. این فولادهای آلیاژی کروم، که در زبان عامیانه به عنوان فولاد ضد زنگ شناخته می شوند، در دنیای مدرن در اطراف ما وجود دارند و در همه چیز از ظروف آشپزخانه گرفته تا دستگاه های پزشکی و غیره استفاده می شوند. این مقاله بر روی فولاد ضد زنگ 430 تمرکز خواهد کرد، یک ماده بسیار محبوب که شاید مشهورترین فولاد ضد زنگ باشد (اگرچه این عنوان بسیار مورد بحث است). آرایش، خواص و کاربردهای فولاد ضد زنگ 430 در این مقاله بررسی می‌شود تا به خوانندگان ایده بدهد که چرا این ماده تا این حد محبوب است و چگونه می‌توانند از آن در پروژه‌های خود استفاده کنند وقتی که فولاد را به عنوان یک ماده انتخابی در نظر می‌گیرند.

خواص فیزیکی فولاد 430

هنگامی که در ابتدا به انواع مختلف فولاد نگاه می کنیم، ممکن است گیج کننده باشد، زیرا همه آنها ساختار نامگذاری متفاوتی دارند. برخی دارای نام های 4 شماره ای، برخی دارای 3، برخی دیگر دارای شناسه های منحصر به فرد هستند، و این به دلیل شاخص های نامگذاری مختلف است که توسط موسسه آهن و فولاد آمریکا (AISI) و انجمن مهندسین خودرو (SAE) ایجاد شده است. این مؤسسات بر اساس عناصر آلیاژی، کاربردها یا حتی کاربردهای خاص، نام‌های متفاوتی برای آلیاژهای فولادی داده‌اند، اما اغلب در فولادهای با عیار مشابه، یکسان هستند. فولادهای زنگ نزن دارای نام های 3 رقمی هستند که رقم اول نشان دهنده نوع عناصر آلیاژی موجود در فولاد است. در مورد فولاد 430، “4” به معنای فولادی است که عمدتاً از کروم در ترکیب خود استفاده می کند.

فولاد 430 متعلق به گروه فولادهای فریتی است، به این معنی که ساختار مولکولی خاصی دارد که از سایر فولادها منحصر به فرد است. این فولاد مغناطیسی است و دارای چگالی 7.8 گرم بر سانتی متر مکعب (0.282 پوند در هر متر مکعب) است. به طور اسمی، ترکیب عناصر موجود در فولاد 430 بر حسب درصد عبارت است از:

کربن <0.12٪
<1٪ منگنز
<0.04٪ فسفر
<0.03٪ گوگرد
<1٪ سیلیکون
16-18٪ کروم

فولاد نوع 430 نسبت به هر یک از فولادهای سری 300 هزینه کمتری دارد، زیرا حاوی نیکل یا مولیبدن نیست. این یک فولاد کم کربن و غیر قابل سخت شدن در نظر گرفته می شود، به این معنی که نمی توان آن را با استفاده از فرآیند عملیات حرارتی تقویت کرد، اگرچه به بازپخت محلول پاسخ می دهد. فولاد 430 را می توان جوش داد (اگرچه محدود است و نباید برای کاربردهای باربر استفاده شود)، هنگامی که به شکل میله است به راحتی ماشین کاری می شود، و ترجیح می دهد زمانی که به شکل نهایی ساخته می شود، سرد شود.

مقاومت در برابر خوردگی و اثرات دما

فولادهای فریتی به طور استثنایی در برابر ترک خوردگی تنشی مقاوم هستند و همچنین در برابر اسیدهای آلی، نیتریک، فسفریک و استیک مقاومت خوبی دارند. 430 را می توان به عنوان فولاد ضد زنگ 430F خریداری کرد که یک فولاد ماشینکاری آزاد است که در برابر خوردگی حفره و شکاف مقاوم است.

یک جنبه جالب فولاد نوع 430 نحوه عملکرد آن در دماهای مختلف است. در محیط‌های گرمای بالا، فولاد 430 قادر به مقاومت در برابر اکسیداسیون است، اما وقتی از این دماهای بالا خنک‌تر می‌شود، تمایل به شکننده شدن دارد. همچنین، اغلب فولادهای فریتی در دمای زیر صفر در شکست ترد شکست می خورند، به این معنی که فولاد 430 برای کاربردهای در دمای پایین نامناسب است.

همانطور که قبلا توضیح داده شد، فولاد 430 به راحتی تغییر شکل داده و کار می کند و این را می توان از طریق استحکام نهایی و تسلیم آن مشاهده کرد. این مقادیر نشان می‌دهند که ماده در چه تنش‌هایی به طور دائم تغییر شکل می‌دهد و حداکثر مقدار تنش تجربه شده قبل از شکست را نشان می‌دهد.

مقیاس سختی راکول B یکی از مقیاس‌های موجود است که انعطاف‌پذیری سطح یک ماده را نشان می‌دهد. یک دستگاه نیروی موضعی را بر روی سطح ماده وارد می کند و زمانی که خراشیده می شود / بریده می شود / تغییر شکل می دهد ضبط می کند. هر آزمایش از سختی سنج مخصوص به خود استفاده می کند که در آن مواد مختلف آزمایش می شوند و سپس در مقیاس مقایسه قرار می گیرند. بنابراین سختی فقط در مقایسه با سایر مواد در همان مقیاس مفید است. برای مرجع، سختی Rockwell B مس، یک فلز نرم، 51 است. در مقایسه، سختی Rockwell B فولاد 430 برابر با 85 است که نشان می دهد این ماده در حالی که هنوز در انتهای پایین فولادها قرار دارد، چقدر مقاوم است.

بخشی از دلیل اینکه فولاد 430 به راحتی ماشین کاری می شود مدول الاستیسیته آن است. این مقدار نحوه تغییر شکل یک ماده در پاسخ به نیروها را توصیف می کند و به طور کلی نشان می دهد که یک ماده چقدر “صمغی” یا الاستیک است. مدول الاستیسیته بالا ماده ای را مشخص می کند که به راحتی کشش/خم نمی شود، به این معنی که ماده سفت تر و محکم تر است. فولاد 430 دارای مدول الاستیک بالا (200 گیگا پاسکال) است که نشان می‌دهد هنگام پردازش، آسیاب‌های ماشین را صمغ نمی‌کند و در عوض به قطعاتی تبدیل می‌شود که برای قطعات ماشین‌کاری شده ایده‌آل است. بهترین روش برای ماشینکاری فولاد 430 در میله‌هایی است که به آرامی کشیده شده‌اند و در آنجا کمی سخت شده است، زیرا فولاد آنیل شده 430 نرم‌تر است و تمایل به زرد شدن دارد.

ازدیاد طول در هنگام شکست یک ماده، نسبت طول نهایی به طول اولیه پس از شکستن یک نمونه آزمایشی در آزمایش کشش را توصیف می‌کند. به زبان ساده، توانایی یک ماده را برای مقاومت در برابر تغییرات شکل بدون ترک یا شکست نشان می دهد و میزان تغییر شکل یک ماده را قبل از شکست اندازه گیری می کند. این یک معیار عالی برای شکل‌پذیری عمومی یک ماده است، که در آن کشیدگی زیاد در هنگام شکست نشان‌دهنده یک فلز انعطاف‌پذیر و سخت است. فولاد 430 دارای کشیدگی زیادی در هنگام شکست در 25٪ است که نشان می دهد به راحتی بدون خطر شکستگی شکل می گیرد و به همین دلیل است که فولاد 430 به عنوان فولاد شکل دهنده بسیار ارزشمند است.

کاربردهای فولاد 440

فولاد نوع 430 یک فولاد ضد زنگ ساده، ارزان و پرکاربرد است. در حالی که در هیچ دسته ای پیشرو نیست، ترکیبی از مقاومت در برابر حرارت، شکل پذیری، مقاومت در برابر خوردگی و هزینه کم آن را به یک فولاد همه منظوره عالی تبدیل می کند. همچنین، با اصلاح اندکی ترکیب آن، فولاد ضد زنگ 430F را می توان به راحتی ماشین کاری کرد و یک آلیاژ ماشینکاری عالی ایجاد کرد. فولاد نوع 430 در جایگاه برتر برای پرکاربردترین فولاد ضد زنگ رقابت می کند، زیرا می تواند در بسیاری از کاربردها مانند موارد زیر استفاده شود: