فولاد ضد زنگ AISI 304 / EN 1.4301: معادل ها، خواص و کاربردها

مقدمه

AISI 304 که در اروپا با نام EN 1.4301 یا X5CrNi18{5}}10 شناخته می‌شود، فولاد ضد زنگ آستنیتی کروم نیکل 18-8 معیار است. این ترکیبی از مقاومت عالی در برابر خوردگی در اتمسفر و خدمات شیمیایی ملایم، شکل پذیری و جوش پذیری خوب، سطوح بهداشتی و در دسترس بودن گسترده در هر شکل محصول است. برای سازندگان، مهندسان و خریداران، اولین گام در مشخصات، درک چگونگی نامگذاری یک ماده در سیستم‌های مختلف ملی و منطقه‌ای است.

نامگذاری های معادل

سیستم	تعیین
AISI / ASTM	304 (ASTM A240/A240M، UNS S30400)
EN (اروپایی)	1.4301، X5CrNi18-10 (EN 10088)
JIS (ژاپنی)	SUS304 (JIS G4303/G4304/G4305)
گیگابایت (چینی)	06Cr19Ni10 (GB/T 20878, S30408)
BS (بریتانیا)	304S15 / 304S31

مقایسه ترکیب شیمیایی (wt%)

عنصر	AISI 304	EN 1.4301	JIS SUS304
کربن، حداکثر	0.08	0.07	0.08
کروم	18.0 - 20.0	17.5 - 19.5	18.0 - 20.0
نیکل	8.0 - 10.5	8.0 - 10.5	8.0 - 10.5
منگنز، حداکثر	2.0	2.0	2.0
سیلیکون، حداکثر	1.0	1.0	1.0
فسفر، حداکثر	0.045	0.045	0.045
گوگرد، حداکثر	0.030	0.030	0.030

خواص مکانیکی

اموال	حداقل / محدوده	استاندارد مرجع
استحکام کششی	515 مگاپاسکال در دقیقه (ASTM A240)؛ 520-720 مگاپاسکال (EN 10088-2)	ASTM A240 / EN 10088-2
قدرت تسلیم (0.2٪ جبران)	205 مگاپاسکال در دقیقه (ASTM A240)؛ 210 مگاپاسکال در دقیقه، t تا 8 میلی متر (EN 10088-2)	ASTM A240 / EN 10088-2
ازدیاد طول	40% دقیقه (ASTM A240)؛ 45% دقیقه (EN 10088-2)	ASTM A240 / EN 10088-2
سختی	92 HRB / حداکثر 201 HBW (ASTM A240)	ASTM A240

خواص فیزیکی

اموال	ارزش
تراکم	7.93 گرم بر سانتی متر مکعب
محدوده ذوب	1400 - 1450 درجه
هدایت حرارتی (20 درجه)	16.2 W/(m·K)
میانگین انبساط حرارتی (20-100 درجه)	17.3 x 10-6 / درجه
مقاومت الکتریکی	0.72 μΩ·m
مدول الاستیسیته	حدود 200 گیگا پاسکال در 20 درجه

مقاومت در برابر خوردگی

در اتمسفر و بیشتر محیط‌های شیمیایی ملایم، 304 مقاومت به خوردگی عمومی بسیار خوبی از خود نشان می‌دهد و برای سرویس‌دهی زیر حدود 300 درجه که اتمسفر به شدت خورنده نیست مناسب است. در برابر اسیدهای غذا، مواد شیمیایی آلی و بسیاری از محیط های معدنی رقیق مقاومت می کند. محدودیت‌ها در محلول‌های حاوی کلرید، اتمسفرهای دریایی و اسیدهای داغ، جایی که ممکن است خوردگی موضعی یا ترک خوردگی ناشی از تنش رخ دهد، ظاهر می‌شود. برای چنین خدماتی، گریدهای مولیبدن{5}} مانند آلیاژهای 316/316L یا بالاتر باید مشخص شوند. پرداخت سطح به طور قابل توجهی بر عملکرد تأثیر می گذارد: سطوح صیقلی مقاومت بیشتری نسبت به سطوح زبر یا پوسته دار دارند.

جوشکاری

304 به راحتی توسط تمام فرآیندهای مرسوم از جمله TIG، MIG، MMA و جوشکاری مقاومتی جوش داده می شود. از آنجایی که استاندارد 304 می تواند در حین جوشکاری در ناحیه تحت تأثیر گرما{3}}حساسیت ایجاد کند، گرید کربن کم{{4} 304L (EN 1.4307) برای مقاطع جوشکاری شده سنگین که در آن بازپخت محلول بعد-جوش امکان پذیر نیست، یا جایی که جوش در محیط های خورنده عمل می کند، ترجیح داده می شود. انتخاب پرکننده از فلز پایه پیروی می کند: پرکننده ER308/ER308L برای اتصال 304 استاندارد است.

آیا AISI 304 مغناطیسی است؟

در شرایط آنیل شده، 304 اساساً مغناطیسی نیست. کار سرد مانند خمش، کشش یا نورد می‌تواند مقداری آستنیت را به مارتنزیت ناشی از کرنش-تبدیل کند و مغناطیس خفیفی ایجاد کند. این طبیعی است و نشان دهنده نقص مادی نیست.

فرم ها و برنامه های کاربردی محصول معمولی

304 به صورت صفحه، ورق، کلاف، نوار، لوله، لوله، میله، میله، سیم، زاویه، کانال و تیر تولید می شود. کاربردها شامل تجهیزات پردازش مواد غذایی و نوشیدنی، مخازن ذخیره سازی، لوازم آشپزخانه، پانل ها و روکش های معماری، مبدل های حرارتی، تجهیزات دارویی، کارخانه آبجوسازی و لبنیات، لوله کشی و سازه های صنعتی عمومی می باشد.

سوالات متداول

Q1: معادل EN 1.4301 چیست؟EN 1.4301 (X5CrNi18-10) معادل AISI 304، UNS S30400، JIS SUS304 و GB/T 06Cr19Ni10 (S30408) است.

Q2: تفاوت بین AISI 304 و EN 1.4301 چیست؟آنها همان مواد هستند که در سیستم های مختلف تعیین شده اند. تفاوت های جزئی در حداکثر کربن مشخص شده (0.08٪ در AISI/JIS در مقابل 0.07٪ در EN 10088) و محدوده کروم وجود دارد، اما درجه ها برای اهداف عملی قابل تعویض هستند.

Q3: کدام استاندارد صفحه AISI 304 را کنترل می کند؟ASTM A240/A240M صفحه، ورق و نوار را پوشش می دهد. لوله های بدون درز و جوش داده شده توسط ASTM A312 پوشانده شده اند. میله های ASTM A276; و آهنگری توسط ASTM A182.

Q4: آیا باید 304 یا 304L برای ساخت و ساز جوش داده شده استفاده شود؟برای مقاطع نازک و خدمات غیر خورنده، 304 کافی است. برای مقاطع جوشی ضخیم که در معرض رسانه های خورنده قرار دارند، 304L (EN 1.4307) از ایجاد حساسیت جلوگیری می کند و هنگامی که جوشکاری پس از جوش غیرعملی است، انتخاب ایمن تر است.

Q5: چه حد دما برای 304 اعمال می شود؟برای سرویس مداوم در هوا، معمولاً از حدود 870 درجه به عنوان حد طراحی بالایی استفاده می شود که اکسیداسیون بالاتر از آن شتاب می گیرد. زیر 300 درجه، عملکرد خوردگی به جای دما، ملاحظات حاکم است.

Q6: چرا 304 سرد- کمی مغناطیسی می شود؟تغییر شکل سرد باعث ایجاد فشار-مرتنزیت در آستنیت متقابل می‌شود. این اثر در مواد به شدت کشیده شده یا نورد شده قوی تر است و می تواند با بازپخت محلول حذف شود.