فولاد ضد زنگ در همه جا وجود دارد ، از وسایل آشپزخانه گرفته تا آسمان خراش ها. 304 و 316 دو مورد از محبوب ترین فولادهای ضد زنگ هستند که هر کدام دارای خواص منحصر به فرد برای محیط های مختلف هستند. در این پست ، ما تفاوت های اصلی آنها را پوشش می دهیم ، ترکیب ، عملکرد و برنامه های ایده آل را پوشش می دهیم. دریابید که چرا انتخاب درجه مناسب بر هزینه ، دوام و مقاومت تأثیر می گذارد.
فولاد ضد زنگ چیست؟
فولاد ضد زنگ یک آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی است که حاوی حداقل 10.5 ٪ کروم است. این محتوای کروم اجازه می دهد تا یک لایه منفعل ، معروف به لایه اکسید کروم ، که از فولاد در برابر زنگ زدگی و خوردگی محافظت می کند ، ایجاد کند. فولادهای ضد زنگ بر اساس ساختار کریستالی و عناصر آلیاژ آنها به پنج خانواده تقسیم می شوند:
Austenitic : محبوب ترین خانواده ، از جمله نمرات 304 و 316. با عملیات حرارتی غیر مغناطیسی و سخت نیست ، فولادهای ضد زنگ آستنیتی سطح بالایی از کروم و نیکل را برای مقاومت در برابر خوردگی عالی ارائه می دهند.
Ferritic : به دلیل مقاومت در برابر خوردگی متوسط ، شکل گیری خوب و کم هزینه ، که معمولاً در برنامه های خودرو استفاده می شود ، شناخته شده است.
Martensitic : قدرت و سختی بالاتری را ارائه می دهد ، که اغلب در کارد و چنگال و ابزارهای جراحی استفاده می شود.
دوبلکس : ترکیبی از ساختارهای آستنیتی و فریتیک ، فولادهای دوبلکس استحکام و مقاومت در برابر خوردگی را برای استفاده در محیط های دریایی تعادل می بخشند.
بارش بارش : از جنس استنلس استیل با مقاومت بالا ، که اغلب در هوافضا استفاده می شود ، به دلیل ماهیت قابل درمان با گرما.
| خانواده | ویژگی های | نمرات مشترک |
| وابسته به اوستن | مقاومت غیر مغناطیسی ، مقاومت در برابر خوردگی عالی ، شکل گیری خوب | 304 ، 316 |
| وابسته به فری | مغناطیسی ، مقاومت در برابر خوردگی خوب ، شکل پذیری محدود | 430 ، 439 |
| وابسته به مارتنز | مقاومت مغناطیسی ، مقاومت بالا ، مقاومت در برابر خوردگی متوسط | 410 ، 420 |
| دوتایی | مقاومت مغناطیسی ، مقاومت بالا ، مقاومت در برابر خوردگی عالی | 2205 ، 2507 |
| سخت شدن | مقاومت مغناطیسی ، مقاومت بالا ، مقاومت در برابر خوردگی خوب | 17-4 pH ، 15-5 pH |
در بین این خانواده ها ، فولادهای ضد زنگ آستنیتی بیشترین استفاده را دارند و حدود 70 ٪ از کل تولید فولاد ضد زنگ را تشکیل می دهند. آنها به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی ، شکل گیری خوب و جوشکاری شناخته شده اند. دو درجه متداول آستنیتیک 304 و 316 است که در بخش های بعدی با جزئیات در مورد آن صحبت خواهیم کرد.
304 فولاد ضد زنگ چیست؟
304 فولاد ضد زنگ یک درجه آستنیتی است که حاوی 18-20 ٪ کروم ، 8-10.5 ٪ نیکل و حداکثر 0.08 ٪ کربن است. این ترکیب شیمیایی مقاومت به خوردگی بسیار خوبی را به آن می بخشد و آن را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند.
خصوصیات کلیدی 304 فولاد ضد زنگ
مقاومت در برابر خوردگی عالی : محتوای زیاد کروم امکان تشکیل یک لایه اکسید محافظ را فراهم می کند ، که از زنگ زدگی و خوردگی در اکثر محیط ها جلوگیری می کند.
شکل پذیری و قابلیت جوشکاری خوب : 304 فولاد ضد زنگ می تواند به راحتی شکل و جوش داده شود و آن را برای فرآیندهای تولید همه کاره می کند.
دوام بالا : به دلیل قدرت و توانایی مقاومت در برابر سایش و پارگی روزانه ، اطمینان از عملکرد طولانی مدت شناخته شده است.
کاربردهای مشترک 304 فولاد ضد زنگ
304 دوام ، سهولت در تمیز کردن و مقاومت در برابر خوردگی ، آن را در صنایعی مانند مواد غذایی ، معماری و محصولات خانگی محبوب می کند. مصارف متداول شامل:
تجهیزات آشپزخانه : به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و توانایی مقاومت در برابر تمیز کردن مکرر ، برای سینک ، کارد و چنگال و لوازم خانگی استفاده می شود.
تجهیزات پردازش مواد غذایی : مناسب برای کاربردهای درجه مواد غذایی ، از جمله مخازن ، ظروف و ماشین آلات ، جایی که نظافت و مقاومت در برابر زنگ زدگی ضروری است.
تریم و قالب گیری معماری : که اغلب در کاربردهای تزئینی دیده می شود ، ضمن مقاومت در برابر لکه دار شدن ، یک پایان جذاب را فراهم می کند.
316 فولاد ضد زنگ چیست؟
316 فولاد ضد زنگ یکی دیگر از درجه های آستنیتی است که حاوی کروم 16-18.5 ٪ ، 10-14 ٪ نیکل ، 2-3 ٪ مولیبدن و حداکثر 0.08 ٪ کربن است. علاوه بر این از مولیبدن ، مقاومت در برابر خوردگی آن ، به ویژه در کلرید و محیط های اسیدی را تقویت می کند و آن را برای شرایط سخت مناسب می کند.
خصوصیات کلیدی
مقاومت در برابر خوردگی برتر : محتوای مولیبدن 316 فولاد ضد زنگ را قادر می سازد که در برابر گودال و خوردگی شکاف ناشی از کلریدها و اسیدها مقاومت کند.
استحکام عالی در دماهای بالا : این ویژگی های مکانیکی خود را حتی در دمای بالا حفظ می کند و آن را برای برنامه های گرمای بالا مناسب می کند.
دوام بزرگ در شرایط سخت : 316 فولاد ضد زنگ می تواند در برابر محیط های تهاجمی مقاومت کند و عملکرد طولانی مدت در برنامه های خواستار را تضمین می کند.
کاربردهای مشترک 316 فولاد ضد زنگ
مقاومت در برابر خوردگی 316 و استحکام آن را برای صنایع خواستار مناسب است ، به ویژه در مواردی که قرار گرفتن در معرض مواد خورنده معمول است.
تجهیزات پردازش شیمیایی : در مخازن تولید ، خطوط لوله و دریچه ها برای کنترل ایمن مواد شیمیایی واکنشی استفاده می شود.
تجهیزات دارویی : ایده آل برای محیط های پزشکی ، جایی که پاکیزگی و مقاومت در برابر پاک کننده های شیمیایی بسیار مهم است.
محیط های دریایی و برون مرزی : در اتصالات قایق ، لوله کشی آب دریا و سازه های برون مرزی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی آب شور مشترک است.
خصوصیات فیزیکی 304 و 316 استیل ضدزنگ مقایسه می شود
هنگام مقایسه 304 و 316 فولاد ضد زنگ ، درک خصوصیات بدنی آنها مهم است. در حالی که هر دو کلاس شباهت های زیادی دارند ، تفاوت های قابل توجهی وجود دارد.
تراکم
هر دو فولاد ضد زنگ 304 و 316 دارای تراکم مشابه هستند ، در حدود 8.0 گرم در سانتی متر 3 ؛ افزودن مولیبدن در 316 به طور قابل توجهی بر تراکم آن تأثیر نمی گذارد.
نقطه ذوب
304 فولاد ضد زنگ دارای نقطه ذوب کمی بالاتر از 316 است. 304 در حدود 1400-1450 درجه سانتیگراد ذوب می شود ، در حالی که 316 در حدود 1375-1400 درجه سانتیگراد ذوب می شود.
انبساط حرارتی و هدایت
316 فولاد ضد زنگ ضریب انبساط حرارتی کمتری (15.9 10 10 10 در k) در مقایسه با 304 (17.2 10 10 10⁻⁶/K) دارد. با این حال ، هدایت حرارتی آنها تقریباً یکسان است ، با 304 در 16.2 W/m · k و 316 در 16.3 W/m · K.
مدول خاصیت خاصیت ارتجاعی
هر دو درجه دارای یک مدول خاصیت ارتجاعی در 193 GPA هستند که نشانگر سختی مشابهی است.
جدول ویژگی های فیزیکی
| خاصیت | 304 فولاد ضد زنگ | 316 فولاد ضد زنگ |
| تراکم | 8.00 گرم در cm⊃3 ؛ | 8.00 گرم در cm⊃3 ؛ |
| نقطه ذوب | 1400-1450 درجه سانتیگراد | 1375-1400 درجه سانتیگراد |
| انبساط حرارتی | 17.2 x 10⁻⁶/k | 15.9 10 10 ⁻⁶/k |
| هدایت حرارتی | 16.2 w/m · k | 16.3 w/m · k |
| مدول خاصیت خاصیت ارتجاعی | 193 GPA | 193 GPA |
تفاوت در خصوصیات مکانیکی بین 304 تا 316 فولاد ضد زنگ چیست؟
قدرت
مقاومت کششی : 304 فولاد ضد زنگ به طور معمول دارای مقاومت کششی 500-700 مگاپاسکال است ، در حالی که 316 مقاومت کششی کمی پایین تر در 400-620 MPa ارائه می دهد. با این حال ، هر دو ماده در اکثر شرایط استحکام بالایی دارند.
استحکام عملکرد : 316 فولاد ضد زنگ قدرت عملکرد در حدود 348 مگاپاسکال را فراهم می کند و از قدرت عملکرد 304 312 مگاپاسکال فراتر می رود. این تفاوت باعث می شود 316 برای برنامه های کاربردی که نیاز به مقاومت بیشتری در برابر تغییر شکل تحت بار دارند ، مناسب تر شود.
سختی
انعطاف پذیری
کشیدگی در زمان استراحت : 304 در هنگام استراحت ، کشیدگی بسیار خوبی را نشان می دهد ، به طور معمول حدود 70 ٪ ، و آن را بسیار انعطاف پذیر می کند. 316 ، در حالی که کمی کمتر از کشش 60 ٪ چشتا تر است ، اما هنوز هم برای شکل های پیچیده امکان پذیر است.
شکل گیری سرد : هر دو کلاس در کاربردهای تشکیل دهنده سرماخوردگی عملکرد خوبی دارند ، اما انعطاف پذیری بالاتر 304 باعث می شود که آن را برای اشکال پیچیده سازگار تر کند.
جدول ویژگی های مکانیکی
| خاصیت | 304 فولاد ضد زنگ | 316 فولاد ضد زنگ |
| مقاومت کششی (MPA) | 500-700 | 400-620 |
| قدرت عملکرد (MPA) | 312 | 348 |
| سختی راکول (ب) | 70 | 80 |
| کشیدگی در استراحت (٪) | 70 | 60 |
تفاوت در مقاومت در برابر خوردگی بین 304 تا 316 فولاد ضد زنگ
مقاومت در برابر خوردگی عمومی
فولاد ضد زنگ در درجه اول به دلیل محتوای کروم ، در برابر خوردگی مقاومت می کند ، که یک لایه اکسید محافظ بر روی سطح تشکیل می دهد. هر دو فولادهای ضد زنگ 304 و 316 در بسیاری از محیط ها برتری دارند ، اما 316 به دلیل مولیبدن اضافه شده ، مقاومت در برابر خوردگی بیشتری را فراهم می کند ، که حتی در شرایط سخت با زنگ زدگی و لکه دار شدن مبارزه می کند.
خوردگی و خوردگی شکاف
یک مزیت قابل توجه از فولاد ضد زنگ 316 مقاومت آن در برابر خوردگی و خوردگی Crevice ، به ویژه در محیط های غنی از کلرید است. مولیبدن 2-3 ٪ در 316 مانع قوی در برابر خوردگی موضعی ایجاد می کند و آن را برای تنظیماتی که در آن نمک یا مواد اسیدی شیوع دارد ، ایده آل می کند. در مقابل ، 304 ، در حالی که مقاوم در برابر خوردگی است ، در برابر فشار در محیط های تهاجمی آسیب پذیرتر است.
برنامه های کاربردی در محیط های تهاجمی
316 فولاد ضد زنگ از 304 در تنظیمات دریایی و اسیدی بهتر است. مقاومت پیشرفته آن در برابر خوردگی آب شور باعث محبوبیت تجهیزات دریایی می شود ، در حالی که دوام آن در برابر ترکیبات اسیدی از استفاده از آن در صنایع شیمیایی و دارویی پشتیبانی می کند. اگرچه 304 در بیشتر محیط های غیر SALTY ، غیر اسید عملکرد خوبی دارد ، اما 316 برای شرایط شدید انتخاب ارجح است.
جدول مقایسه فاکتور مقاومت در برابر خوردگی
| فاکتور | 304 فولاد ضد زنگ | 316 فولاد ضد زنگ |
| محتوای کروم | 18-20 ٪ | 16-18.5 ٪ |
| محتوای نیکل | 8-10.5 ٪ | 10-14 ٪ |
| محتوای مولیبدن | - | 2-3 ٪ |
| شماره معادل مقاومت در برابر گودال (pren) | 18-20 | 24-28 |
| مناسب برای محیط های دریایی | معتاد | عالی |
| مقاومت در برابر شرایط اسیدی | خوب | عالی |
304 و 316 فولاد ضد زنگ از نظر ساختگی متفاوت است
قابلیت جوشکاری
304 فولاد ضد زنگ برای جوشکاری بسیار عالی است و به خوبی با فرآیندهای مختلف جوشکاری بدون از دست دادن مقاومت در برابر خوردگی سازگار می شود. اگرچه 316 جوش نیز به طور مؤثر ، برای حفظ خواص مقاوم در برابر خوردگی خود در مناطق جوش داده شده ، نیاز به مراقبت بیشتری دارد. برای درخواست جوش در محیط های خورنده ، استفاده از فلز پرکننده با مولیبدن اضافه شده ، با 316 نتایج بهتری را تضمین می کند.
سخت شدن کار سرد
هر دو کلاس 304 و 316 هنگام کار در یک وضعیت سرد ، سخت می شوند که می تواند قدرت آنها را افزایش دهد. کار سرماخوردگی به این فولادها اجازه می دهد تا سختی و قدرت به دست آورند اما ممکن است برای رفع فشارهای داخلی نیاز به پخت و پز پس از کار داشته باشد.
قابلیت تشکیل
304 فولاد ضد زنگ بسیار قابل تشکیل است و به راحتی به اشکال مختلف شکل می گیرد و بدون به خطر انداختن استحکام. این امر باعث می شود تا برنامه هایی که نیاز به شکل گیری گسترده دارند ، ایده آل شود. 316 همچنین شکل گیری خوبی را ارائه می دهد ، اگرچه به دلیل محتوای مولیبدن ، کمی از 304 سازگار است ، که می تواند بر انعطاف پذیری تأثیر بگذارد.
قابلیت تغییر
در حالت آنیل ، هر دو کلاس نسبتاً آسان برای ماشین هستند ، هرچند که 304 به دلیل سختی کمتری از نظر حاشیه ای بیشتر است. این امر باعث می شود 304 برای قطعات پیچیده که نیاز به ماشینکاری گسترده دارند ، ترجیح داده شود ، در حالی که 316 در جایی که مقاومت در برابر خوردگی زیاد در اولویت قرار دارد ، مناسب تر است.
| فاکتور ساخت | 304 فولاد ضد زنگ | 316 فولاد ضد زنگ |
| قابلیت جوشکاری | عالی | خوب |
| سخت شدن کار سرد | بله | بله |
| قابلیت تشکیل | خیلی خوب | خوب |
| قابلیت تغییر | کمی بهتر | خوب |
مقایسه هزینه بین 304 تا 316 فولاد ضد زنگ؟
304 فولاد ضد زنگ ، که اغلب به آن درجه 'استاندارد' گفته می شود ، به طور گسترده ای برای کاربردهای عمومی استفاده می شود. هزینه پایین تر آن باعث می شود گزینه ای مناسب برای بودجه برای پروژه هایی باشد که مقاومت در برابر خوردگی شدید بسیار مهم نیست. عدم وجود مولیبدن ، که در 316 یافت می شود ، قیمت 304 را مقرون به صرفه تر می کند.
316 فولاد ضد زنگ حاوی مقادیر بالاتری از نیکل است و شامل 2-3 ٪ مولیبدن است که مقاومت آن در برابر کلریدها و مواد شیمیایی خشن را تا حد زیادی افزایش می دهد. این عناصر اضافی 316 را از 304 گرانتر می کند ، گاهی اوقات تا 40 ٪. سرمایه گذاری در 316 می تواند در محیط های بسیار خورنده مقرون به صرفه تر باشد ، طول عمر محصول و کاهش نیازهای نگهداری را افزایش دهد.
چگونه می توان بین 304 تا 316 فولاد ضد زنگ را انتخاب کرد؟
انتخاب درجه فولاد ضد زنگ مناسب برای اطمینان از عملکرد بهینه و مقرون به صرفه بودن بسیار مهم است. هنگام تصمیم گیری بین 304 تا 316 ، عوامل زیر را در نظر بگیرید:
عوامل محیطی
304 فولاد ضد زنگ : مناسب برای برنامه های عمومی با قرار گرفتن در معرض متوسط در محیط های خورنده. در شرایط جوی ، پردازش مواد غذایی و محیط های خفیف اسیدی عملکرد خوبی دارد.
316 فولاد ضد زنگ : ایده آل برای محیط های سخت با قرار گرفتن در معرض زیاد در کلریدها ، مانند کاربردهای دریایی یا ساحلی. همچنین مقاومت برتر در برابر خوردگی و خوردگی شکاف در محیط های اسیدی ارائه می دهد.
ملاحظات بودجه
304 فولاد ضد زنگ : هنگامی که هزینه یک نگرانی اصلی است و کاربرد نیازی به مقاومت در برابر خوردگی برتر 316 ندارد ، 304 می تواند یک انتخاب اقتصادی تر باشد.
316 فولاد ضد زنگ : اگرچه در ابتدا گران تر است ، 316 می تواند صرفه جویی در هزینه طولانی مدت را در برنامه هایی فراهم کند که مقاومت در برابر خوردگی برتر آن عمر خدمات این مؤلفه را افزایش می دهد.
الزامات عملکرد
قدرت مکانیکی : هر دو کلاس خصوصیات مکانیکی عالی را ارائه می دهند ، اما 316 دارای مقاومت کششی و عملکرد کمی بالاتر است.
مقاومت در برابر حرارت : 304 و 316 مقاومت در برابر حرارت مشابه دارند و 304 دارای حداکثر دمای خدمات کمی بالاتر هستند.
مقاومت در برابر خوردگی : 316 به دلیل محتوای مولیبدن ، مقاومت در برابر خوردگی برتر ، به ویژه در برابر کلریدها و اسیدها را ارائه می دهد.
جدول فاکتورهای تصمیم گیری
| فاکتور | 304 فولاد ضد زنگ | 316 فولاد ضد زنگ |
| عوامل محیطی | خوردی متوسط | محیط های خشن |
| ملاحظات بودجه | مقرون به صرفه | پس انداز طولانی مدت |
| قدرت مکانیکی | عالی | کمی بالاتر |
| مقاومت در برابر گرما | حداکثر دمای حداکثر بالاتر | مشابه |
| مقاومت در برابر خوردگی | خوب | برتر |
خلاصه
درک تفاوت بین 304 تا 316 فولاد ضد زنگ برای انتخاب مناسب بسیار مهم است. در حالی که 304 صرفه جویی در هزینه و دوام عمومی را ارائه می دهد ، 316 به دلیل محتوای مولیبدن ، مقاومت در برابر خوردگی برتر را فراهم می کند. انتخاب درجه صحیح به عواملی مانند محیط ، قرار گرفتن در معرض مواد خورنده ، قدرت و بودجه مورد نیاز بستگی دارد.
304 را برای برنامه های روزمره و غیر مصرفی انتخاب کنید که هزینه آن یک نگرانی اصلی باشد. برای تنظیمات دریایی ، شیمیایی یا کلرید سنگین ، 316 عملکرد طولانی مدت را ارائه می دهد. با توجه به این فاکتورها به اطمینان از فولاد ضد زنگ نیازهای پروژه را به طور مؤثر کمک می کند.
منابع مرجع
فولاد ضد زنگ SAE 316L
فولاد ضد زنگ SAE 304
فولاد ضد زنگ
ماشینکاری CNC برای فولاد ضد زنگ
سوالات متداول (سؤالات متداول)
س: تفاوت اصلی بین فولاد ضد زنگ 304 و 316 چیست؟
تفاوت اصلی این است که 316 حاوی 2-2.5 ٪ مولیبدن در حالی که 304 چنین نیست. 316 همچنین نیکل (10-13 ٪) نسبت به 304 (8-10.5 ٪) دارد و باعث می شود مقاوم در برابر خوردگی باشد.
س: چرا 316 فولاد ضد زنگ بیش از 304 هزینه دارد؟
316 فولاد ضد زنگ حدود 40 ٪ بیشتر هزینه دارد زیرا حاوی مولیبدن اضافی و محتوای نیکل بالاتر است که عناصر گران قیمت هستند.
س: چگونه می توانم بین 304 تا 316 برای پروژه خود انتخاب کنم؟
304 را برای اهداف کلی و برنامه های داخلی انتخاب کنید. 316 را انتخاب کنید اگر پروژه شما شامل محیط های دریایی ، قرار گرفتن در معرض شیمیایی یا نیاز به مقاومت در برابر خوردگی بالاتر است.
س: محدودیت دمای معمولی برای 304 در مقابل 316 فولاد ضد زنگ چیست؟
304 عملکرد خوب تا 870 درجه سانتیگراد (1500 درجه فارنهایت) دارد اما ممکن است بین 425-860 درجه سانتیگراد (797-1580 درجه فارنهایت) خورد. 316 بین 454 درجه سانتیگراد (850 درجه فارنهایت) و 843 درجه سانتیگراد (1550 درجه فارنهایت) بهترین کار را می کند.
س: کدام برنامه ها معمولاً از هر نوع فولاد ضد زنگ استفاده می کنند؟
304 معمولاً در تجهیزات آشپزخانه ، لوازم و ابزارهای پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد ، در حالی که 316 برای تجهیزات دریایی ، پردازش دارویی و مخازن ذخیره سازی شیمیایی ترجیح داده می شود.
