فولاد ضد زنگ 304

فولاد ضد زنگ 304 نوعی از فولاد ضد زنگ است که طبق استاندارد ASTM آمریکا تولید می شود. در میان تمام مواد فولادی ضد زنگ، فولاد ضد زنگ 304 تقریبا رایج ترین درجه است. چگالی فولاد ضد زنگ 304 7.93 گرم بر سانتی متر مکعب است. نام حرفه ای فولاد ضد زنگ 304 استیل ضد زنگ 18/8 نیز نامیده می شود، زیرا حاوی بیش از 18 درصد کروم و بیش از 8 درصد نیکل است. فولاد ضد زنگ 304 در برابر دمای بالا (تا 800 ℃) مقاوم است و دارای ویژگی های عملکرد پردازش خوب و چقرمگی بالا است. این به طور گسترده ای در صنعت، صنعت دکوراسیون مبلمان و صنایع غذایی و پزشکی استفاده می شود. در استاندارد ASTM A351، CF8 معادل فولاد ضد زنگ 304 است.

 

نام چینی	304不锈钢/06Cr19Ni10 (GB/T 3280-2015)	عناصر آلیاژی اصلی	نی، مو
نام انگلیسی	فولاد ضد زنگ AISI 304، AISI 304 SS	عملکرد مغناطیسی	مغناطیس ضعیف، پس از کار سرد مانند کشش یا مهر زنی، مغناطیس قوی تر می شود (می تواند توسط آهن ربا جذب شود)
نام های دیگر	SUS 304 SS (JIS G4303) یا 18-8 SS	خصوصیات	مقاومت در برابر خوردگی (به طور کامل در برابر خوردگی مصون نیست)، مقاومت در برابر دمای بالا، چقرمگی خوب
ساختار متالوگرافی	آستنیت

 

لازم به ذکر است که فولاد ضد زنگ 304 مواد غذایی دارای شاخص های محتوای سخت گیرانه تری نسبت به فولاد ضد زنگ 304 معمولی است. به عنوان مثال: تعریف بین المللی فولاد ضد زنگ 304 اساساً 18٪ - 20٪ کروم و 8٪ - 10٪ نیکل است، اما فولاد ضد زنگ 304 درجه مواد غذایی 18٪ کروم و 8٪ نیکل است که مجاز است. در محدوده مشخصی نوسان می کند و محتوای فلزات سنگین مختلف را محدود می کند. به عبارت دیگر، فولاد ضد زنگ 304 لزوماً فولاد ضد زنگ 304 مواد غذایی نیست.

روش های رایج برچسب زدن در بازار عبارتند از 06Cr19Ni10 و SUS 304 که 06Cr19Ni10 به طور کلی به معنای تولید استاندارد ملی (GB/T 3280-2015)، AISI 304 به طور کلی به معنای تولید استاندارد ASTM و SUS 304 به معنای تولید استاندارد ژاپنی است.

304 یک فولاد ضد زنگ عمومی است که به طور گسترده برای ساخت تجهیزات و قطعاتی که به ترکیب خوبی از خواص (مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری) نیاز دارند، استفاده می شود. برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی ذاتی خود، باید بیش از 18٪ کروم و بیش از 8٪ نیکل داشته باشد.

موسسه آهن و فولاد آمریکا از سه رقم برای تعیین گریدهای استاندارد مختلف فولاد ضد زنگ چکش خوار استفاده می کند. در:
1. فولادهای زنگ نزن آستنیتی با اعداد در سری 200 و 300 مشخص می شوند. به عنوان مثال، برخی از فولادهای زنگ نزن آستنیتی رایج‌تر با استانداردهای 201، 304، 316 و 310 مشخص شده‌اند.
2. فولادهای زنگ نزن فریتی و مارتنزیتی با 400 عدد سری نشان داده می شوند.
3. فولاد ضد زنگ فریتی با 430 و 446 نشان داده می شود. فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی با 410، 420 و 440 درجه سانتیگراد نشان داده می شوند. ،
4. فولادهای زنگ نزن دوبلکس (آستنیتی-فریتی)، فولادهای زنگ نزن سخت کننده رسوبی و آلیاژهای بالا با کمتر از 50 درصد آهن معمولاً با نام های اختصاصی یا دارای علامت تجاری مشخص می شوند.

برای فولاد ضد زنگ 304، عنصر Ni در ترکیب آن بسیار مهم است که به طور مستقیم مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ 304 و ارزش آن را تعیین می کند. مهمترین عناصر موجود در 304 Ni و Cr هستند اما به این دو عنصر محدود نمی شوند. الزامات خاص توسط استانداردهای محصول مشخص شده است. قضاوت رایج در صنعت این است که تا زمانی که مقدار Ni بیشتر از 8٪ و محتوای کروم بیشتر از 18٪ باشد، می توان آن را به عنوان فولاد ضد زنگ 304 در نظر گرفت. به همین دلیل است که صنعت این نوع فولاد ضد زنگ را استنلس استیل 18/8 می نامد. در واقع استانداردهای محصول مربوطه دارای مقررات بسیار واضحی برای 304 هستند و این استانداردهای محصول برای اشکال مختلف فولاد ضد زنگ تفاوت هایی دارند. در زیر برخی از استانداردها و آزمایشات رایج محصول آورده شده است. برای تعیین اینکه آیا یک ماده از فولاد ضد زنگ 304 است یا خیر، باید الزامات هر عنصر در استاندارد محصول را برآورده کند. تا زمانی که یکی از شرایط لازم را نداشته باشد، نمی توان آن را فولاد ضد زنگ 304 نامید.

 

ترکیبات شیمیایی فولاد ضد زنگ 304 بر اساس استاندارد ASTM A276
304 SS	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni
%	≤0.08	≤2.00	≤0.045	≤0.030	≤1.00	18.0-20.0	8.0-11.0
ترکیبات شیمیایی فولاد ضد زنگ 304 طبق استاندارد ASTM A240
304 SS	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni
%	≤0.07	≤2.00	≤0.045	≤0.030	≤0.75	17.5-19.5	8.0-10.5
ترکیبات شیمیایی فولاد ضد زنگ 304 مطابق با JIS G4303
SUS 304 SS	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni
%	≤0.08	≤2.00	≤0.045	≤0.030	≤1.00	18.0-20.0	8.0-10.5

 

کاربردهای فولاد ضد زنگ 304

فولاد ضد زنگ 304 پرکاربردترین فولاد ضد زنگ کروم نیکل است. به عنوان یک فولاد پر استفاده، دارای مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در دمای پایین و خواص مکانیکی است. کارایی خوب گرم مانند مهر زنی و خم شدن، بدون عملیات حرارتی پدیده سخت شدن (دمای استفاده -196℃~800℃). مقاومت در برابر خوردگی در اتمسفر، اگر یک جو صنعتی یا منطقه به شدت آلوده باشد، برای جلوگیری از خوردگی باید به موقع تمیز شود. مناسب برای پردازش، نگهداری و حمل و نقل مواد غذایی. قابلیت پردازش و جوش پذیری خوبی دارد. مبدل های حرارتی صفحه ای، دم، محصولات خانگی (ظروف غذاخوری کلاس 1 و 2، کابینت، خطوط لوله داخلی، آبگرمکن، دیگ بخار، وان حمام)، قطعات خودرو (برف پاک کن شیشه جلو، صدا خفه کن، محصولات قالب گیری)، لوازم پزشکی، مصالح ساختمانی، مواد شیمیایی، صنایع غذایی ، کشاورزی، قطعات کشتی و غیره. فولاد ضد زنگ 304 که محتوای آن به شدت کنترل می شود را می توان گرید غذایی نیز نامید. فولاد ضد زنگ 304.

بیشتر الزامات استفاده، حفظ ظاهر اصلی ساختمان برای مدت طولانی است. هنگام تعیین نوع فولاد ضد زنگ برای انتخاب، ملاحظات اصلی استانداردهای زیبایی شناسی مورد نیاز، خورندگی فضای محلی و سیستم تمیز کردن مورد استفاده است. با این حال، برنامه های کاربردی دیگر به طور فزاینده ای تنها به دنبال یکپارچگی ساختاری یا عدم نفوذ آب هستند. به عنوان مثال سقف و دیوارهای جانبی ساختمان های صنعتی. در این کاربردها، هزینه ساخت مالک ممکن است مهمتر از زیبایی شناسی باشد و سطح آن چندان تمیز نباشد. فولاد ضد زنگ 304 به خوبی در محیط های داخلی خشک کار می کند. با این حال، برای حفظ ظاهر آن در فضای باز در مناطق روستایی و شهری، تمیز کردن مکرر مورد نیاز است. در مناطق صنعتی و ساحلی به شدت آلوده، سطح می تواند بسیار کثیف و حتی زنگ زده باشد.

با این حال، برای جلوه زیبایی در یک محیط بیرونی، فولاد ضد زنگ حاوی نیکل مورد نیاز است. بنابراین، فولاد ضد زنگ 304 به طور گسترده در دیوارهای پرده، دیوارهای جانبی، سقف ها و سایر اهداف ساخت و ساز استفاده می شود، اما در اتمسفرهای صنعتی یا دریایی به شدت خورنده، فولاد ضد زنگ 316 ترجیح داده می شود. درب های کشویی استنلس استیل، مردم به طور کامل به مزایای استفاده از فولاد ضد زنگ در کاربردهای سازه ای پی برده اند. فولادهای ضد زنگ 304 و 316 در چندین دستورالعمل طراحی گنجانده شده اند. از آنجایی که فولاد ضد زنگ دوبلکس 2205 ترکیبی از مقاومت خوب در برابر خوردگی جوی با مقاومت کششی و کشسانی بالا است، این فولاد در دستورالعمل های اروپایی نیز گنجانده شده است. شکل های محصول فولاد ضد زنگ در واقع در طیف کاملی از اشکال و اندازه های استاندارد فلزی ساخته می شود و بسیاری از اشکال خاص نیز موجود است. متداول ترین محصولات مورد استفاده از ورق و نوار ساخته می شوند، اما محصولات ویژه ای نیز از صفحات متوسط ​​و سنگین تولید می شوند، به عنوان مثال در تولید فولاد سازه ای نورد گرم و فولاد سازه ای اکسترود شده. همچنین لوله های گرد، بیضی، مربع، مستطیل و شش ضلعی جوش داده شده یا بدون درز و اشکال دیگر از جمله پروفیل، میله، سیم و ریخته گری وجود دارد.

 

خواص فیزیکی فولاد ضد زنگ 304		خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ 304
چگالی (20 ℃، گرم بر سانتی متر³)	7.93	استحکام کششی σb (MPa)	≥515-1035
دمای ذوب (℃)	1398 - 1454	بازدهی Strentgh σ0.2 (MPa)	≥205
ظرفیت حرارتی ویژه (0~100℃,KJ·kg-1K-1)	0.5	ازدیاد طول δ5 (%)	≥40
رسانایی حرارتی (W·m-1·K-1)	(100 ℃) 16.3، (500 ℃) 21.5	نرخ کاهش در منطقه ψ (%)	40 - 60
ضریب انبساط خطی (10-6·K-1)	(0-100℃)17.2، (0-500℃)18.4	سختی	≤201HBW؛≤92HRB؛≤210HV
مقاومت (20℃، 10-6Ω·m2/m)	0.73
مدول الاستیک طولی (20℃ KN/mm2)	193

 

دلایل زنگ زدگی فولاد ضد زنگ 304

پدیده زنگ زدگی مواد فولادی ضد زنگ 304 ممکن است دلایل زیر داشته باشد:

1. کلرید
یون های کلرید به طور گسترده ای وجود دارند، مانند نمک / عرق / آب دریا / نسیم دریا / خاک و غیره. در حضور یون های کلرید، فولاد ضد زنگ به سرعت خورده می شود، حتی بیشتر از فولاد کم کربن معمولی. بنابراین، شرایطی برای محیط استفاده از فولاد ضد زنگ وجود دارد و برای حذف گرد و غبار و تمیز و خشک نگه داشتن آن باید مرتباً پاک شود. یک مثال در ایالات متحده وجود دارد: یک شرکت از یک ظرف بلوط برای نگهداری محلول حاوی یون های کلرید استفاده می کند. این ظرف نزدیک به صد سال است که استفاده می شود. قرار بود در دهه 1990 جایگزین شود. از آنجایی که مواد بلوط به اندازه کافی مدرن نیست، ظرف استیل ضد زنگ پس از تعویض به مدت 16 روز مورد استفاده قرار گرفت. نشتی در اثر خوردگی.

2. درمان با محلول
عناصر آلیاژی در ماتریس حل نمی شوند و در نتیجه محتوای آلیاژ کم در ساختار ماتریس و مقاومت در برابر خوردگی ضعیف ایجاد می شود.

3. خوردگی بین دانه ای
این ماده بدون تیتانیوم و نیوبیم مستعد خوردگی بین دانه ای است. افزودن تیتانیوم و نیوبیم، همراه با عملیات تثبیت، می تواند خوردگی بین دانه ای را کاهش دهد. فولادی با آلیاژ بالا که می تواند در برابر خوردگی در هوا یا محیط های شیمیایی خورنده مقاومت کند. فولاد ضد زنگ سطحی زیبا و مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد. نیازی به عملیات سطحی مانند آبکاری رنگی ندارد، اما در عوض خواص سطحی ذاتی فولاد ضد زنگ را اعمال می کند. در بسیاری از انواع فولادها که معمولاً به آن فولاد ضد زنگ می گویند استفاده می شود. عملکرد نماینده فولاد آلیاژی بالا مانند فولاد کروم 13 و فولاد نیکل 18-8 کروم است. از نظر متالوگرافی، به دلیل اینکه فولاد ضد زنگ حاوی کروم است، یک لایه کروم بسیار نازک روی سطح تشکیل می شود که اکسیژن را از فولاد جدا می کند و در مقاومت به خوردگی نقش دارد. به منظور حفظ مقاومت خوردگی ذاتی فولاد ضد زنگ، فولاد باید حاوی بیش از 12٪ کروم باشد. برای مواردی که جوشکاری مورد نیاز است. محتوای کربن کمتر، بارش کاربید را در ناحیه متاثر از حرارت نزدیک جوش به حداقل می رساند، که می تواند منجر به خوردگی بین دانه ای (فرسایش جوش) فولاد ضد زنگ در برخی محیط ها شود.