الفولاذ المقاوم للصدأ في كل مكان ، من أدوات المطبخ إلى ناطحات السحاب. 304 و 316 هما من أكثر الفولاذ المقاوم للصدأ شعبية ، ولكل منها خصائص فريدة لبيئات مختلفة. في هذا المنشور ، سنستكشف اختلافاتهم الرئيسية ، وتغطي التكوين والأداء والتطبيقات المثالية. اكتشف لماذا اختيار التأثيرات المناسبة للصفات ، المتانة ، والمقاومة.
ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ؟
الفولاذ المقاوم للصدأ هو سبيكة مقاومة للتآكل تحتوي على 10.5 ٪ من الكروم. يسمح محتوى الكروم هذا بتكوين طبقة سلبية ، والمعروفة باسم طبقة أكسيد الكروم ، والتي تحمي الصلب من الصدأ والتآكل. بناءً
أوستنيتيك : العائلة الأكثر شعبية ، بما في ذلك الصفوف 304 و 316. لا يمكن الصلبة من خلال المعالجة الحرارية ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يوفر مستويات عالية من الكروم والنيكل لمقاومة تآكل ممتازة.
Ferritic : معروف بمقاومة التآكل المعتدلة ، والقدرة على التشكيل الجيد ، والتكلفة المنخفضة ، وتستخدم عادة في تطبيقات السيارات.
Martensitic : يوفر قوة وصياغة أعلى ، وغالبًا ما تستخدم في أدوات المائدة والأدوات الجراحية.
Duplex : مزيج من الهياكل الأوستنيتية والفيريتية ، توازن فولاذ دوبلكس ومقاومة التآكل للاستخدام في البيئات البحرية.
ترسيخ هطول الأمطار : الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة ، وغالبًا ما يستخدم في الفضاء ، بسبب طبيعته المعالجة بالحرارة.
| عائلات | للصدأ إلى خمس | تنقسم الفولاذ المقاوم |
| أوستنيتي | غير مغناطيسية ، مقاومة تآكل ممتازة ، قابلية تشكيل جيدة | 304 ، 316 |
| فيريتي | مقاومة مغناطيسية ومقاومة تآكل جيد ، قابلية محدودة | 430 ، 439 |
| martensitic | مغناطيسي وعالي القوة ومقاومة التآكل المعتدل | 410 ، 420 |
| دوبلكس | مغناطيسي وعالي القوة ومقاومة تآكل ممتازة | 2205 ، 2507 |
| تصلب هطول الأمطار | مغناطيسي وعالي القوة ومقاومة تآكل جيدة | 17-4 درجة الحموضة ، 15-5 درجة الحموضة |
من بين هذه العائلات ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستينيتيك هو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع ، وهو ما يمثل حوالي 70 ٪ من إجمالي إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ. وهي معروفة بمقاومة التآكل الممتازة ، والتشكيل الجيد ، وقابلية اللحام. أكثر الدرجتين أوستنيتيين شيوعين هي 304 و 316 ، والتي سنناقشها بالتفصيل في الأقسام التالية.
ما هو 304 الفولاذ المقاوم للصدأ؟
304 الفولاذ المقاوم للصدأ هو درجة أوستنيكية تحتوي على 18-20 ٪ من الكروم ، 8-10.5 ٪ النيكل ، وحد أقصى 0.08 ٪ من الكربون. يمنحها هذه التركيبة الكيميائية مقاومة تآكل ممتازة ، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات مختلفة.
الخصائص الرئيسية من 304 الفولاذ المقاوم للصدأ
مقاومة تآكل ممتازة : يسمح محتوى الكروم العالي بتكوين طبقة أكسيد واقية ، مما يمنع الصدأ والتآكل في معظم البيئات.
قابلية التشكيل والقدرة على اللحام : 304 يمكن تشكيل الفولاذ المقاوم للصدأ بسهولة ولحام ، مما يجعله متعدد الاستخدامات لعمليات التصنيع.
المتانة العالية : من المعروف بقوته وقدرتها على تحمل التآكل اليومي ، مما يضمن أداء طويل الأمد.
التطبيقات الشائعة من 304 الفولاذ المقاوم للصدأ
304 متانة الفولاذ المقاوم للصدأ ، سهولة التنظيف ، ومقاومة التآكل تجعلها شائعة في الصناعات مثل الطعام والهندسة المعمارية والمنتجات المنزلية. تشمل الاستخدامات الشائعة:
معدات المطبخ : تستخدم للمصارف وأدوات المائدة والأجهزة بسبب مقاومة التآكل وقدرتها على تحمل التنظيف المتكرر.
معدات معالجة الأغذية : مناسبة للتطبيقات من الدرجة الغذائية ، بما في ذلك الخزانات والحاويات والآلات ، حيث تكون النظافة ومقاومة الصدأ ضرورية.
القطع المعمارية والقولبة : غالبًا ما يتم رؤيتها في التطبيقات الزخرفية ، فإنها توفر لمسة نهائية جذابة أثناء مقاومة التشويه.
ما هو 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
316 من الفولاذ المقاوم للصدأ هو درجة أوستنيتية أخرى تحتوي على 16-18.5 ٪ من الكروم ، 10-14 ٪ من النيكل ، 2-3 ٪ الموليبدينوم ، وحد أقصى 0.08 ٪ من الكربون. إضافة الموليبدينوم تعزز مقاومة التآكل ، وخاصة في كلوريد البيئات الحمضية ، مما يجعلها مناسبة للظروف القاسية.
الخصائص الرئيسية
مقاومة التآكل المتفوقة : يتيح محتوى الموليبدينوم 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ لتحمل التآكل والتآكل الناجم عن الكلوريد والأحماض.
قوة ممتازة في درجات الحرارة العالية : تحافظ على خصائصها الميكانيكية حتى في درجات الحرارة المرتفعة ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات عالية الحرارة.
المتانة العظيمة في الظروف القاسية : يمكن أن يقاوم 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ بيئات عدوانية ، مما يضمن أداء طويل الأمد في التطبيقات الصعبة.
التطبيقات الشائعة من 316 الفولاذ المقاوم للصدأ
تتناسب مقاومة التآكل والمتانة في 316 مع الصناعات الصعبة ، وخاصة عندما يكون التعرض للمواد المسببة للتآكل روتينية.
معدات المعالجة الكيميائية : تستخدم في خزانات الإنتاج وخطوط الأنابيب والصمامات للتعامل مع المواد الكيميائية التفاعلية بأمان.
المعدات الصيدلانية : مثالية للبيئات الطبية ، حيث تكون النظافة والمقاومة للمنظفات الكيميائية أمرًا بالغ الأهمية.
البيئات البحرية والبحرية : شائعة في تجهيزات القوارب ، وأنابيب مياه البحر ، والهياكل البحرية بسبب مرونتها ضد تآكل المياه المالحة.
الخصائص الفيزيائية من 304 و 316 المقارنة الفولاذ المقاوم للصدأ
عند مقارنة 304 و 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ ، من المهم فهم خصائصها الفيزيائية. في حين أن كلتا الدرجتين تشتركان في العديد من أوجه التشابه ، هناك بعض الاختلافات الملحوظة.
كثافة
كل من 304 و 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ لها كثافات مماثلة ، حوالي 8.0 جم/سم 3 ؛. لا تؤثر إضافة الموليبدينوم في 316 بشكل كبير على كثافتها.
نقطة الانصهار
304 الفولاذ المقاوم للصدأ لديه نقطة انصهار أعلى قليلاً من 316. 304 ذوبان في حوالي 1400-1450 درجة مئوية ، بينما 316 ذوبان في حوالي 1375-1400 درجة مئوية.
التوسع الحراري والتوصيل
316 الفولاذ المقاوم للصدأ لديه معامل تمدد حراري أقل (15.9 × 10⁻⁶/ك) مقارنة مع 304 (17.2 × 10⁻⁶/ك). ومع ذلك ، فإن توصيلاتها الحرارية متطابقة تقريبًا ، مع 304 عند 16.2 واط/م · K و 316 عند 16.3 واط/م · ك.
معامل المرونة
كلا الدرجات لها نفس معامل المرونة في 193 GPA ، مما يشير إلى تصلب مماثل.
جدول الخصائص الفيزيائية
| خاصية | 304 الفولاذ المقاوم للصدأ | 316 الفولاذ المقاوم للصدأ |
| كثافة | 8.00 جم/سم 3 ؛ | 8.00 جم/سم 3 ؛ |
| نقطة الانصهار | 1400-1450 درجة مئوية | 1375-1400 درجة مئوية |
| التمدد الحراري | 17.2 × 10⁻⁶/ك | 15.9 × 10⁻⁶/ك |
| الموصلية الحرارية | 16.2 ث/م · ك | 16.3 ث/م · ك |
| معامل المرونة | 193 GPA | 193 GPA |
ما هي الاختلافات في الخواص الميكانيكية بين 304 و 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
قوة
قوة الشد : 304 الفولاذ المقاوم للصدأ عادة ما يكون له قوة شد تتراوح بين 500-700 ميجا باسكال ، بينما يوفر 316 قوة شد أقل قليلاً في 400-620 ميجا باسكال. ومع ذلك ، تحافظ كل من المواد على قوة عالية في معظم الظروف.
قوة العائد : يوفر 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ قوة إنتاجية تبلغ حوالي 348 ميجا باسكال ، متجاوزًا قوة العائد في 304 من 312 ميجا باسكال. هذا الاختلاف يجعل 316 مناسبة بشكل أفضل للتطبيقات التي تتطلب مقاومة أعلى للتشوه تحت الحمل.
صلابة
ليونة
الاستطالة عند الاستراحة : 304 يعرض استطالة ممتازة عند الاستراحة ، وعادة ما يكون حوالي 70 ٪ ، مما يجعلها دوقة للغاية. 316 ، في حين أن أقل بقليل عند استطالة 60 ٪ ، لا يزال يوفر قابلية تشكيل قوية للأشكال المعقدة.
قابلية التشكيل الباردة : كلا الدرجتين أداء جيدًا في التطبيقات الباردة ، لكن ليونة 304 العليا تجعلها أكثر قابلية للتكيف مع أشكال معقدة.
جدول الخصائص الميكانيكية
| 304 | الفولاذ المقاوم للصدأ | 316 الفولاذ المقاوم للصدأ |
| قوة الشد (MPA) | 500-700 | 400-620 |
| قوة العائد (MPA) | 312 | 348 |
| صلابة روكويل (ب) | 70 | 80 |
| استطالة عند الاستراحة (٪) | 70 | 60 |
الاختلافات في مقاومة التآكل بين 304 و 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ
مقاومة التآكل العامة
الفولاذ المقاوم للصدأ يقاوم التآكل في المقام الأول بسبب محتوى الكروم ، والذي يشكل طبقة أكسيد واقية على السطح. يتفوق كل من 304 و 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ في العديد من البيئات ، ولكن 316 يوفر مقاومة أكبر للتآكل بسبب موليبدينوم المضافة ، الذي يكافح الصدأ والتشويه حتى في الظروف القاسية.
التآكل وتآكل الشقوق
تتمثل ميزة كبيرة في 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ في مقاومتها للتآكل وتآكل الشق ، وخاصة في البيئات الغنية بالكلوريد. يخلق موليبدينوم 2-3 ٪ في 316 حاجزًا قويًا ضد التآكل الموضعي ، مما يجعله مثاليًا للإعدادات التي تنتشر فيها الملح أو المواد الحمضية. في المقابل ، 304 ، على الرغم من مقاومة التآكل ، أكثر عرضة للتأثير في البيئات العدوانية.
التطبيقات في البيئات العدوانية
316 الفولاذ المقاوم للصدأ يتفوق على 304 في البيئات البحرية والحمضية. إن مقاومتها المعززة لتآكل المياه المالحة تجعلها شائعة بالنسبة للمعدات البحرية ، في حين تدعم متانتها ضد المركبات الحمضية استخدامها في الصناعات الكيميائية والصيدلانية. على الرغم من أن 304 أداء جيدًا في معظم البيئات غير الحسية غير الحسية ، إلا أن 316 لا يزال الخيار المفضل للظروف القصوى.
جدول المقارنة لعوامل مقاومة التآكل
| عامل | 304 الفولاذ المقاوم للصدأ | 316 الفولاذ المقاوم للصدأ |
| محتوى الكروم | 18-20 ٪ | 16-18.5 ٪ |
| محتوى النيكل | 8-10.5 ٪ | 10-14 ٪ |
| محتوى الموليبدينوم | - | 2-3 ٪ |
| عدد مكافئ المقاومة الحفر (PREN) | 18-20 | 24-28 |
| مناسبة للبيئات البحرية | معتدل | ممتاز |
| مقاومة الظروف الحمضية | جيد | ممتاز |
304 و 316 الفولاذ المقاوم للصدأ يختلفان من حيث التصنيع
قابلية اللحام
304 الفولاذ المقاوم للصدأ ممتاز للحام ، ويتكيف بشكل جيد مع عمليات اللحام المختلفة دون فقدان مقاومة التآكل. على الرغم من أن 316 لحامًا فعليًا أيضًا ، إلا أنه يتطلب المزيد من العناية للحفاظ على خصائصها المقاومة للتآكل في المناطق الملحومة. بالنسبة للحامات المطلوبة في البيئات المسببة للتآكل ، فإن استخدام معدن حشو مع موليبدينوم المضافة يضمن نتائج أفضل مع 316.
تصلب العمل البارد
تصلب كل من 304 و 316 من الدرجات عندما عملت في حالة باردة ، والتي يمكن أن تزيد من قوتها. يسمح العمل البارد لهذه الفولاذ باكتساب المتانة والقوة ولكن قد يتطلب الصلب بعد العمل لتخفيف الضغوط الداخلية.
قابلية التشكيل
304 الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن تشكيله للغاية ، ويشكل بسهولة في أشكال مختلفة دون المساس بالقوة. هذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تحتاج إلى تشكيل واسع النطاق. يوفر 316 قابلية لتشكيل جيدة أيضًا ، على الرغم من أنها أقل قابلية للتكيف قليلاً من 304 بسبب محتوى الموليبدينوم ، والتي يمكن أن تؤثر على المرونة.
القابلية للآلات
في حالة الصلب ، من السهل نسبيًا للدرجتين ، على الرغم من أن 304 أكثر هامشيًا بسبب صلابة أقل. هذا يجعل 304 مفضلًا للأجزاء المعقدة التي تتطلب تصنيعًا واسعًا ، في حين أن 316 أكثر ملاءمة حيث تكون مقاومة التآكل العالية أولوية.
| عامل التصنيع | 304 الفولاذ المقاوم للصدأ | 316 الفولاذ المقاوم للصدأ |
| قابلية اللحام | ممتاز | جيد |
| تصلب العمل البارد | نعم | نعم |
| قابلية التشكيل | جيد جدًا | جيد |
| القابلية للآلات | أفضل قليلا | جيد |
مقارنة التكلفة بين 304 و 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
304 الفولاذ المقاوم للصدأ ، غالبًا ما يطلق عليه 'القياسي ' ، يستخدم على نطاق واسع للتطبيقات العامة. إن التكلفة المنخفضة تجعلها خيارًا مناسبًا للميزانية للمشاريع التي لا تكون فيها مقاومة التآكل الشديدة أمرًا بالغ الأهمية. غياب الموليبدينوم ، الموجود في 316 ، يحافظ على سعر 304 بأسعار معقولة.
316 يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على كميات أعلى من النيكل ويشمل موليبدينوم 2-3 ٪ ، مما يعزز إلى حد كبير مقاومته للكلوريد والمواد الكيميائية القاسية. هذه العناصر الإضافية تجعل 316 أكثر تكلفة من 304 ، وأحيانًا بنسبة تصل إلى 40 ٪. يمكن أن يكون الاستثمار في 316 أكثر فعالية من حيث التكلفة في البيئات الشديدة التآكل ، مما يمتد عمر المنتج وخفض احتياجات الصيانة.
كيف تختار ما بين 304 و 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
يعد اختيار درجة الفولاذ المقاوم للصدأ الصحيحة أمرًا ضروريًا لضمان الأداء الأمثل والفعالية من حيث التكلفة. عند تحديد ما بين 304 و 316 ، فكر في العوامل التالية:
العوامل البيئية
304 الفولاذ المقاوم للصدأ : مناسبة للتطبيقات للأغراض العامة مع التعرض المعتدل للبيئات المسببة للتآكل. إنه يؤدي بشكل جيد في الظروف الجوية ومعالجة الأغذية والبيئات الحمضية المعتدل.
316 الفولاذ المقاوم للصدأ : مثالي للبيئات القاسية مع التعرض العالي للكلوريد ، مثل التطبيقات البحرية أو الساحلية. كما يوفر مقاومة فائقة للتآكل والتآكل في البيئات الحمضية.
اعتبارات الميزانية
304 من الفولاذ المقاوم للصدأ : عندما تكون التكلفة مصدر قلق أساسي ولا يتطلب التطبيق مقاومة التآكل المتفوقة من 316 ، يمكن أن يكون 304 اختيارًا أكثر اقتصادًا.
316 من الفولاذ المقاوم للصدأ : على الرغم من أن 316 يمكن أن يوفر 316 وفورات طويلة الأجل في التكلفة في التطبيقات حيث تمتد مقاومة التآكل المتفوقة على عمر خدمة المكون.
متطلبات الأداء
القوة الميكانيكية : تقدم كلتا الدرجتين خصائص ميكانيكية ممتازة ، لكن 316 لديها قوة شد وقوة عائد أعلى قليلاً.
مقاومة الحرارة : 304 و 316 لديهم مقاومة للحرارة مماثلة ، مع 304 لها درجة حرارة أقصى خدمة أعلى قليلاً.
مقاومة التآكل : تقدم 316 مقاومة تآكل فائقة ، وخاصة ضد الكلوريد والأحماض ، بسبب محتوى الموليبدينوم.
جدول عوامل صنع القرار
| عامل | 304 الفولاذ المقاوم للصدأ | 316 الفولاذ المقاوم للصدأ |
| العوامل البيئية | التآكل المعتدل | بيئات قاسية |
| اعتبارات الميزانية | فعالة من حيث التكلفة | مدخرات طويلة الأجل |
| القوة الميكانيكية | ممتاز | أعلى قليلا |
| مقاومة الحرارة | أعلى بقليل من درجة الحرارة | مشابه |
| مقاومة التآكل | جيد | أرقى |
ملخص
يعد فهم الاختلافات بين 304 و 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ أمرًا ضروريًا لاتخاذ الاختيار الصحيح. بينما يوفر 304 وفورات في التكاليف والمتانة العامة ، يوفر 316 مقاومة تآكل متفوقة بسبب محتوى الموليبدينوم. يعتمد اختيار الدرجة الصحيحة على عوامل مثل البيئة ، والتعرض للمواد المسببة للتآكل ، والقوة المطلوبة ، والميزانية.
اختر 304 للتطبيقات اليومية غير التآمرية حيث التكلفة تشكل مصدر قلق أساسي. بالنسبة للإعدادات البحرية أو الكيميائية أو الثقيلة بالكلوريد ، تقدم 316 أداءً طويل الأجل. النظر في هذه العوامل يساعد على ضمان تلبية الفولاذ المقاوم للصدأ احتياجات المشروع بشكل فعال.
المصادر المرجعية
SAE 316L من الفولاذ المقاوم للصدأ
SAE 304 الفولاذ المقاوم للصدأ
الفولاذ المقاوم للصدأ
تصنيع CNC للفولاذ المقاوم للصدأ
الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)
س: ما هو الفرق الرئيسي بين 304 و 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
الفرق الرئيسي هو أن 316 يحتوي على 2-2.5 ٪ molybdenum بينما 304 لا. 316 لديه أيضًا أكثر بقليل من النيكل (10-13 ٪) من 304 (8-10.5 ٪) ، مما يجعله أكثر مقاومة للتآكل.
س: لماذا يكلف 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر من 304؟
316 يكلف الفولاذ المقاوم للصدأ حوالي 40 ٪ لأنه يحتوي على موليبدينوم إضافي ومحتوى النيكل الأعلى ، وهي عناصر سبائك باهظة الثمن.
س: كيف يمكنني الاختيار بين 304 و 316 لمشروعي؟
اختر 304 للأغراض العامة والتطبيقات الداخلية. حدد 316 إذا كان مشروعك يتضمن بيئات بحرية ، أو التعرض الكيميائي ، أو يتطلب مقاومة تآكل أعلى.
س: ما هي حدود درجة الحرارة النموذجية لـ 304 مقابل 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
304 أداء جيدا حتى 870 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت) ولكن قد يتآكل بين 425-860 درجة مئوية (797-1580 درجة فهرنهايت). 316 يعمل بشكل أفضل بين 454 درجة مئوية (850 درجة فهرنهايت) و 843 درجة مئوية (1550 درجة فهرنهايت).
س: ما هي التطبيقات الأكثر شيوعًا التي تستخدم كل نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
يستخدم 304 بشكل شائع في معدات المطبخ والأجهزة والأدوات الطبية ، بينما يفضل 316 للمعدات البحرية والمعالجة الصيدلانية وخزانات التخزين الكيميائية.
