فهم الفولاذ المقاوم للصدأ 304: التركيب والمعالجة والاستخدامات

1.0ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ 304

1.1ماذا يعني الفولاذ المقاوم للصدأ 304 وما يرمز إليه؟

ينتمي الفولاذ المقاوم للصدأ 304 إلى عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، ويشتمل تركيبه النموذجي على ما لا يقل عن 18% من الكروم و8% من النيكل، مما يمنحه مقاومة جيدة للتآكل وبنية أوستنيتية.

1.2ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ SUS 304

1.3هل 18-8 هو نفس الفولاذ المقاوم للصدأ 304؟

نعم، يُعدّ الفولاذ المقاوم للصدأ 18-8 مصطلحًا غير رسمي يُستخدم عادةً بالتبادل مع الفولاذ المقاوم للصدأ 304. يشير الرقم 18-8 إلى نفس محتوى الكروم 18% والنيكل 8% الموجود في النوع 304. ومع ذلك، يُعدّ 18-8 فئة عامة، بينما يُعدّ 304 درجة محددة ضمن هذه الفئة.

1.4اتفاقيات التسمية الشائعة وأمثلة على الفولاذ المقاوم للصدأ 304

بغض النظر عن الاسم - SUS 304، AISI 304، 1.4301، 06Cr19Ni10 - فإنها جميعًا تُشير إلى نفس المادة، بتركيب وخصائص متطابقة تقريبًا. يكمن الاختلاف في أنظمة التسمية، وليس في المادة.

2.0خصائص وتركيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304

2.1هل يمكن تقوية الفولاذ المقاوم للصدأ 304 أو معالجته بالحرارة؟

في الواقع، مادة 304 SS هي مادة أوستنيتية في جميع نطاق درجات الحرارة المشاركة في التلدين - درجة حرارة الغرفة تصل إلى 1050 درجة مئوية ثم تعود إلى درجة حرارة الغرفة عن طريق التبريد بالماء.

لا يؤدي التبريد السريع إلى تكوين المارتنسيت كما هو الحال في الفولاذ الكربوني أو الفولاذ السبائكي، ولكن يتم ذلك لقمع تكوين كربيد الكروم عند حدود الحبوب مما يؤدي إلى استنفاد الكروم من المصفوفة المحيطة وبالتالي يؤدي إلى التآكل بين الحبيبات.

يمكن تقوية الفولاذ المقاوم للصدأ 304 بالتشكيل البارد، مثل السحب أو عمليات تشكيل المعادن المماثلة. ولأن عملية التصلب الناتجة عن التشكيل البارد تؤثر سلبًا على المادة، يُجرى التلدين بالتسخين إلى حوالي 1050-1100 درجة مئوية، ثم الإخماد أو التبريد بالهواء حسب الحاجة.

2.2ما هو المقياس النموذجي للفولاذ المقاوم للصدأ 304؟

2.3هل الفولاذ المقاوم للصدأ 304 حديدي أم غير حديدي؟

الفولاذ المقاوم للصدأ معدن حديدي لاحتوائه على الحديد، مثل المعادن الحديدية الأخرى (الفولاذ، والحديد الزهر، والحديد المطاوع). أما المعادن غير الحديدية، مثل النحاس، والألمنيوم، والنيكل، فلا تحتوي على نسبة كبيرة من الحديد.

2.4مقارنة القوة بين الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و 316

من حيث قوة الشد، يكاد يكون الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و316 متماثلين. قوة الخضوع للفولاذ المقاوم للصدأ 316 أعلى قليلاً، لكن الفرق بينهما ضئيل نسبيًا. لمقارنة مفصلة، يُرجى مراجعة المقال "[مقارنة الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للفولاذ المقاوم للصدأ 304 مقابل 316].”

3.0هل الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مغناطيسي في ظل ظروف مختلفة؟

• تعتبر جميع الفولاذ المقاوم للصدأ من السلسلة 300 (الأوستنيتية)، بما في ذلك الدرجات الشائعة 303 و304 و316، ذات مغناطيسية ضعيفة في حالتها الملدنة.

• الفولاذ المقاوم للصدأ 18-8 هو اسم آخر للفولاذ المقاوم للصدأ 304، مما يشير إلى محتوى الكروم 18% ومحتوى النيكل 8%.

• من المثير للدهشة أن محتوى النيكل يقلل من مغناطيسية الفولاذ المقاوم للصدأ 304. (على النقيض من ذلك، عادةً ما يزيد النيكل من مغناطيسية المعادن الأخرى).

• تنتمي الفولاذ المقاوم للصدأ إلى عدة عائلات ذات خصائص فيزيائية مختلفة؛ ويعتمد سلوكها المغناطيسي بشكل كبير على عناصر السبائك.

تشمل الهياكل الأساسية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ما يلي:

• الفريتية: تحتوي على الكروم، وهي مغناطيسية.
• المارتنسيتي: يتصلب بإضافة الكربون إليه، وهو مغناطيسي.
• الأوستنيتي: يحتوي على نسبة أعلى من الكروم والنيكل، وهو غير مغناطيسي نظريًا.

يغير النيكل البنية الفيزيائية للفولاذ، مما يجعل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مثل 304 غير مغناطيسي نظريًا.

4.0هل الفولاذ المقاوم للصدأ 304 آمن للطعام؟

4.1هل الفولاذ المقاوم للصدأ 304 آمن وغير سام للطعام؟

• أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ استخدامًا في تطبيقات الأغذية:الدرجة 304 هي فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي معروف بمحتواه العالي من النيكل ومرونته.
• يُطلق عليه أيضًا اسم الفولاذ المقاوم للصدأ "18-8": لأنه يحتوي على الكروم 18% والنيكل 8%.
• الفوائد الرئيسية
• مقاومة ممتازة للتآكل، وخاصةً لمعظم الأحماض المؤكسدة
• متين وسهل التعقيم
• يتم لحامها وتشكيلها بسهولة، وهي مناسبة للتصنيع في مجموعة واسعة من معدات ومنتجات معالجة الأغذية
• التطبيقات الشائعة: الثلاجات، والمصارف، والمواقد، وخزانات التخمير، وغسالات الصحون، وخزانات التخزين المستخدمة في إنتاج الأغذية.

4.2هل الفولاذ المقاوم للصدأ 304 آمن للطهي واستخدام الميكروويف؟

• مخاوف بشأن سلامة الميكروويف:لا يُعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ، بما في ذلك الدرجة 304، آمنًا للاستخدام في الميكروويف بشكل عام لأن المعدن يعكس موجات الميكروويف، مما قد يسبب شرارات.
• الاستثناءات:تحتوي العديد من حاويات الفولاذ المقاوم للصدأ 304 على زوايا وميزات مصممة خصيصًا لمنع الشرر، مما يجعلها آمنة للاستخدام في أفران الميكروويف.
• ملاحظة هامة:ليست كل حاويات الفولاذ المقاوم للصدأ آمنة للاستخدام في الميكروويف - تحقق دائمًا من تعليمات الشركة المصنعة قبل استخدامها في فرن الميكروويف.

5.0هل يصدأ الفولاذ المقاوم للصدأ 304؟

5.1لماذا لا يصدأ الفولاذ المقاوم للصدأ بسهولة، ولماذا يصدأ أحيانًا أيضًا؟

الفولاذ المقاوم للصدأ هو عبارة عن سبيكة مكونة من الحديد والكروم والنيكل والكربون والمنجنيز والسيليكون والنيتروجين وعناصر أخرى.

الكروم (عادةً 12–20%) هو العنصر الأساسي الذي يمنح الفولاذ المقاوم للصدأ قدرته على مقاومة التآكل.

يشكل الكروم طبقة سلبية رقيقة وغير مرئية على السطح، مما يمنع الأكسدة.

ومع ذلك، في ظل ظروف معينة، لا يزال الفولاذ المقاوم للصدأ عرضة للصدأ، مثل:

• التعرض للمواد الكيميائية القاسية
• الاتصال بالمياه المالحة أو البيئات المالحة
• تلوث الشحوم أو الزيوت
• التعرض للحرارة لفترات طويلة

الصدأ هو نتيجة تفاعل أكسدة يتفاعل فيه الحديد مع الماء والأكسجين لتكوين أكسيد الحديد المائي، المعروف باسم الصدأ. في حال تلف الطبقة الخاملة، قد يتأكسد الحديد في الفولاذ المقاوم للصدأ.

5.2كيفية منع الصدأ على الفولاذ المقاوم للصدأ

طرق فعالة لمنع صدأ الفولاذ المقاوم للصدأ:

• الطلاءات الواقية: ضع طبقات علوية من مادة البولي يوريثين أو المواد المانعة للتسرب أو الطلاءات الإيبوكسي لتعزيز مقاومة التآكل.
• الصيانة الروتينية: استخدم بخاخات مثبطة للتآكل، المتوفرة بسهولة في متاجر الأدوات والسيارات، للصيانة الدورية.
• حافظ على الأسطح نظيفة وجافة: تجنب تراكم الرطوبة أو التعرض للماء لفترات طويلة. قم بإزالة الشحوم والملح وبقايا المواد المسببة للتآكل من الأسطح على الفور.
• تجنب التعرض للمواد المسببة للتآكل: الحد من الاتصال بالبيئات الحمضية أو القلوية أو المالحة، وخاصة في البيئات الصناعية أو البحرية

6.0الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مقابل 316

يُعدّ الفولاذان 304 و316 من أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ شيوعًا. ورغم تشابههما في المظهر، إلا أنهما يختلفان في التركيب، ومقاومة التآكل، والتطبيقات. معرفة الفرق بينهما تضمن لك الاختيار الأمثل للاستخدامات الغذائية، والكيميائية، والبحرية.

لمقارنة مفصلة، يرجى الرجوع إلى المقال "[الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مقابل 316: مقارنة الخصائص الرئيسية].”

6.1ما هو الفرق بين الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و 316

يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 316 على الموليبدينوم، ولكن 304 لا يحتوي عليه. الفرق الرئيسي بين الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و316 الذي يجعلهما مختلفين هو إضافة الموليبدينوم، وهو سبيكة تعمل على تعزيز مقاومة التآكل بشكل كبير، وخاصة في البيئات الأكثر تعرضًا للملوحة أو الكلوريد.

6.2أيهما أفضل: الفولاذ المقاوم للصدأ 304 أو 316

بالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ 316 والفولاذ المقاوم للصدأ عالي السبائك الأخرى، يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ 304 بفعالية أعلى من حيث التكلفة بسبب تنوعه الممتاز وسهولة معالجته.

6.3كيفية معرفة الفرق بين الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و 316

من بين أكثر من 60 نوعًا مختلفًا من الفولاذ المقاوم للصدأ، يُعدّ الفولاذ المقاوم للصدأ 304 والفولاذ المقاوم للصدأ 316 الأكثر استخدامًا في الصناعات الكهربائية. من الناحية الجمالية، لا يوجد فرق بينهما؛ في الواقع، الطريقة الوحيدة للتفريق بينهما هي اختبارهما كيميائيًا. الفرق الرئيسي بين الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و316 هو أن الفولاذ المقاوم للصدأ 316 يحتوي على الموليبدينوم.

7.0تطبيقات وقابلية تشغيل الفولاذ المقاوم للصدأ 304

7.1ما هو استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 304؟

7.2هل يمكن لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 304؟

نعم، يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ 304 - وهو عبارة عن سبيكة أوستنيتية "18/8" مع الكروم 18% والنيكل 8% - بقدرة لحام ممتازة ويُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات اللحام والسحب العميق.

7.3توصيات لحام الفولاذ المقاوم للصدأ 304

استخدم 304L (منخفض الكربون) عند اللحام، وخاصة بالنسبة للأقسام الأكثر سمكًا أو عندما تكون هناك حاجة إلى مقاومة عالية للتآكل في منطقة اللحام.

• قم بتنظيف الأسطح جيدًا قبل اللحام.
• استخدم درع غاز الأرجون لـ TIG/MIG لمنع الأكسدة.
• تجنب التلوث بأدوات الفولاذ الكربوني (لمنع بقع الصدأ لاحقًا).