هزینه فولاد ضد زنگ آستنیتی 304-کارایی

نوع 304 پرمصرف ترین فولاد زنگ نزن آستنیتی در جهان است و دلیل آن مقرون به صرفه بودن{1}}است: ترکیبی متعادل از مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری، جوش پذیری و چقرمگی را با هزینه آلیاژ بسیار کمتری نسبت به گریدهای مولیبدن- ارائه می دهد. تعیین شده UNS S30400 در ایالات متحده، 1.4301 در EN 10088، SUS304 در JIS، و 06Cr19Ni10 در GB/T 20878، 304 پاسخ مهندسی پیش‌فرض هر جا که سطحی ضد زنگ در محیطی با خوردگی ملایم تا متوسط ​​مورد نیاز باشد، است.

ترکیب شیمیایی 304 (ASTM A240)

محدودیت های ترکیب زیر از ASTM A240 گرفته شده است که صفحه، ورق و نوار نوع 304 را پوشش می دهد:

عنصر	304 (UNS S30400) درصد وزنی
کربن (C)	حداکثر 0.08
سیلیکون (Si)	حداکثر 0.75
منگنز (Mn)	حداکثر 2.00
فسفر (P)	حداکثر 0.045
گوگرد (S)	حداکثر 0.030
کروم (کروم)	18.00-20.00
نیکل (Ni)	8.00-10.50
آهن (آهن)	تعادل

کروم 18 درصد لایه محافظ غیرفعال را فراهم می کند و 8-10.5 درصد نیکل ساختار آستنیتی را تثبیت می کند که به آلیاژ رفتار عمیق کشش و جوشکاری عالی آن را می دهد.

خواص مکانیکی آنیل 304

طبق ASTM A240، صفحه، ورق و نوار نوع 304 آنیل شده باید حداقل‌های زیر را داشته باشند:

اموال	حداقل ارزش
استحکام کششی	515 مگاپاسکال
قدرت تسلیم (0.2٪ جبران)	205 مگاپاسکال
ازدیاد طول	40%
سختی	حداکثر 201 HBW

چگالی معمولی 7.93 گرم بر سانتی متر مکعب و مدول الاستیسیته حدود 193 گیگا پاسکال است، مقادیری که برای محاسبات وزن و سختی در طراحی سازه مفید است.

چرا 304 مقرون به صرفه است-در مقایسه با درجه‌های آلیاژ بالاتر-

304 فاقد مولیبدن است، گرانترین آلیاژی رایج در فولادهای زنگ نزن. گریدهایی مانند 316 (UNS S31600) 2.00-3.00٪ مولیبدن را به طور خاص برای مقاومت در برابر حفره‌های کلرید اضافه می‌کنند و قیمت آنها به نسبت بالاتر است. برای اکثر کاربردها، آب شیرین، غذا، هوای خشک، مواد شیمیایی ملایم و اتمسفر داخلی، 304 تمام مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز را فراهم می کند، بنابراین پرداخت مولیبدن بدون ارزش افزوده، هزینه را افزایش می دهد. اقتصاد 304 فراتر از قیمت مواد است: شکل‌پذیری آن هزینه ساخت را کاهش می‌دهد، جوش‌پذیری آن هزینه ساخت را کاهش می‌دهد، و در دسترس بودن گسترده آن زمان تولید را کوتاه می‌کند. قانون تصمیم گیری مهندسی ساده است: از 304 استفاده کنید مگر اینکه محیط سرویس حاوی کلریدهای قابل توجه، اسیدهای قوی یا دماهایی باشد که نیاز به درجه مقاوم در برابر حرارت دارد.

محدوده دمای سرویس

304 برای سرویس مداوم تا حدود 870 درجه در اتمسفرهای اکسید کننده و برای نوردهی متناوب کوتاه تا حدود 925 درجه مناسب است. زیر صفر، ساختار آستنیتی چقرمگی را تا دمای برودتی حفظ می کند، به همین دلیل است که 304 برای لوله کشی و تجهیزات برودتی استفاده می شود. دو احتیاط اعمال می شود: بالای 870 درجه، لایه اکسیدی بی ثبات می شود و پوسته پوسته شدن تسریع می شود، و در محدوده 425{9}}870 درجه قرار گرفتن در معرض طولانی مدت می تواند باعث بارش کاربید کروم در مرزهای دانه شود، که مقاومت به خوردگی در قطعات جوش داده شده را کاهش می دهد. در مواردی که چنین حساسیتی اهمیت دارد،-گرید کربن پایین 304L ترجیح داده می شود. در جایی که مقاومت در دمای بالا اولویت است، 304H مشخص شده است.

صنایع و کاربردها

304 در تجهیزات فرآوری مواد غذایی مانند مخازن، نوار نقاله، ظروف غذاخوری و ماشین آلات کنسروسازی ظاهر می شود. پانل های معماری، نرده ها و فضای داخلی آسانسور؛ لوله کشی آب داخلی-; مخازن نگهداری و حمل مواد شیمیایی برای محیط های رقیق. مسکن های غیر تهاجمی دستگاه های پزشکی؛ و ماشین‌آلات عمومی در محیط‌های کم خوردگی-. این محصول به هر شکلی تولید می شود، از ورق، صفحه، نوار و سیم پیچ گرفته تا میله، سیم، لوله، لوله و اتصالات، که منبع آن را برای تقریباً هر پروژه ای راحت می کند.

سوالات متداول

Q1: آیا می توان از فولاد ضد زنگ 304 در مناطق ساحلی استفاده کرد؟
A1: برای خدمات طولانی مدت بدون محافظت در فضای باز توصیه نمی شود. سطوح بالای کلرید باعث ایجاد حفره می شود، به ویژه در مناطق تحت تأثیر گرمای جوش-، و عمر مفید در چنین شرایطی معمولاً بسیار کوتاهتر از 316 است. برای کاربردهای ساحلی، یک درجه مولیبدن- مشخص کنید.

Q2: چه مواد جوشکاری برای 304 مناسب است؟
A2: سیم ER308L یا الکترودهای E308L استاندارد هستند. محتوای کربن کم پرکننده، جوش را در برابر حساس شدن محافظت می کند و حرارت ورودی باید کنترل شود تا از رشد بیش از حد دانه جلوگیری شود. مقاطع ضخیم ممکن است برای کاهش استرس از جوش-پست جوش در 850-900 درجه سود ببرند.

Q3: حداکثر دمای سرویس 304 چقدر است؟
A3: سرویس مداوم تا حدود 870 درجه عملی است، با نوردهی متناوب کوتاه تا حدود 925 درجه. بالاتر از این محدودیت‌ها، لایه اکسید ناپایدار می‌شود و درجات مقاوم در برابر حرارت مانند 309S یا 310S باید انتخاب شوند.

Q4: آیا فولاد ضد زنگ 304 مغناطیسی است؟
A4: آنیل 304 اساساً غیر مغناطیسی است زیرا فاز آستنیتی غیر مغناطیسی است. کار سرد مقداری آستنیت را به مارتنزیت تبدیل می کند و خاصیت مغناطیسی را افزایش می دهد. بازپخت در 1050-1100 درجه و به دنبال آن خنک شدن سریع، شرایط غیر مغناطیسی را بازیابی می کند.

Q5: چگونه می توان 304 را از فولاد کربنی متمایز کرد؟
A5: بررسی های میدانی رایج: 304 سطح روشنی دارد و به آرامی یا اصلاً به محلول شناسایی ضد زنگ واکنش نشان نمی دهد، در حالی که فولاد کربنی به سرعت قرمز می شود. 304 آنیل شده فقط ضعیف مغناطیسی است در حالی که فولاد کربنی به شدت مغناطیسی است. و 304 کمی سنگین تر است (7.93 در مقابل حدود 7.85 g/cm3). آنالیز شیمیایی همچنان روش قطعی است.