1.0فولاد ضد زنگ 304 چیست؟
1.1فولاد ضد زنگ 304 به چه معناست و مخفف چیست؟
فولاد ضد زنگ 304 متعلق به خانواده فولاد ضد زنگ آستنیتی است و ترکیب معمول آن شامل حداقل کروم 18% و نیکل 8% است که به آن مقاومت در برابر خوردگی خوب و ساختار آستنیتی می‌دهد.
1.2فولاد ضد زنگ SUS 304 چیست؟
| ویژگی | فولاد ضد زنگ 304 | اس یو اس ۳۰۴ |
| مبدا | ایالات متحده | ژاپن |
| استاندارد | AISI / ASTM | جی آی اس |
| ترکیب | کروم ۱۸۱TP3T، نیکل ۸۱TP3T (تقریبی) | کروم ۱۸۱TP3T، نیکل ۸۱TP3T (تقریبی) |
| کاربرد | استفاده صنعتی جهانی | عمدتاً در ژاپن و آسیا |
| معادل؟ | √ بله - از نظر عملکرد یکسان |
1.3آیا ۱۸-۸ همان فولاد ضد زنگ ۳۰۴ است؟
بله - فولاد ضد زنگ 18-8 یک اصطلاح غیررسمی است که اغلب به جای فولاد ضد زنگ 304 استفاده می‌شود. اعداد 18-8 به همان مقدار کروم 18% و نیکل 8% موجود در نوع 304 اشاره دارند. با این حال، 18-8 یک دسته کلی است، در حالی که 304 یک گرید خاص در آن دسته است.
1.4قراردادهای نامگذاری رایج و نمونه‌هایی از فولاد ضد زنگ 304
صرف نظر از نامشان - SUS 304، AISI 304، 1.4301، 06Cr19Ni10 - همه آنها به یک ماده با ترکیب و خواص تقریباً یکسان اشاره دارند. تفاوت‌ها در سیستم‌های نامگذاری است، نه در اصل موضوع.
| استاندارد/سیستم | تعیین | نمونه محصول/کاربرد | یادداشت‌ها |
| AISI / ASTM (ایالات متحده آمریکا) | AISI 304 / ASTM A240 نوع 304 | لوله بدون درز AISI 304، ورق ASTM 304 | رایج‌ترین نامگذاری در ایالات متحده؛ به‌طور گسترده در مشخصات فنی استفاده می‌شود |
| JIS (ژاپن) | اس یو اس ۳۰۴ | سینک آشپزخانه SUS 304، ظروف پخت و پز SUS 304 | رایج در تولیدات ژاپنی و آسیای شرقی |
| DIN / EN (اروپا) | ۱.۴۳۰۱ / X5CrNi18-10 | میله گرد EN 1.4301، صفحه DIN 1.4301 | مورد استفاده در مشخصات اتحادیه اروپا و آلمان |
| بریتانیا (چین) | 06Cr19Ni10 | لوله جوش داده شده GB 06Cr19Ni10، قطعات ساختاری | استاندارد ملی؛ قبلاً 0Cr18Ni9 |
| گوست (روسیه) | 08Х18Н10 (08Kh18N10) | لوله یا اتصالات روسی | خط سیریلیک؛ آلیاژ یکسان، نامگذاری متفاوت |
| آفنور (فرانسه) | Z6CN18-09 | مورد استفاده در تجهیزات فرانسوی با درجه مواد غذایی | منسوخ شده اما هنوز در برخی اسناد دیده می‌شود |
| لیسانس / EN (بریتانیا) | استاندارد BS EN 10088 – 1.4301 | نرده‌های استیل ضد زنگ، روکش ساختمان | بریتانیا اکنون با استاندارد EN همسو است |
| داعش (هند) | IS 6911 درجه 304 | مخازن فرآوری مواد غذایی، تجهیزات دارویی | هماهنگ با ASTM |
| کی‌اس (کره) | اس تی اس ۳۰۴ | اتصالات لوله STS 304، لوازم آشپزخانه | STS = فولاد ضد زنگ، اصطلاح محلی در کره جنوبی |
| ایزو (بین‌المللی) | ایزو ۱۵۵۱۰: X5CrNi18-10 | برای اسناد فنی بین‌المللی استفاده می‌شود | با ترکیب شیمیایی EN مطابقت دارد |
2.0خواص و ترکیب فولاد ضد زنگ 304
2.1آیا فولاد ضد زنگ 304 را می‌توان سخت کاری یا عملیات حرارتی کرد؟
در واقع، فولاد ضد زنگ 304 در تمام محدوده دمایی که در عملیات آنیل کردن دخیل است، آستنیتی است - مثلاً دمای اتاق 1050 درجه سانتیگراد و بازگشت به دمای اتاق با کوئنچ در آب.
کوئنچ/سرد کردن سریع مانند فولادهای کربنی یا فولادهای آلیاژی منجر به تشکیل مارتنزیت نمی‌شود، بلکه برای جلوگیری از تشکیل کاربید کروم در مرز دانه‌ها انجام می‌شود که منجر به تخلیه کروم از ماتریس اطراف و در نتیجه خوردگی بین دانه‌ای می‌شود.
اما فولاد ضد زنگ 304 را می‌توان با کار سرد مانند کشش یا عملیات فلزکاری مشابه سخت کرد. از آنجایی که سخت شدن ناشی از کار سرد بر ماده تأثیر منفی می‌گذارد، با گرم کردن تا حدود 1050 تا 1100 درجه سانتیگراد و در صورت نیاز کوئنچ یا خنک کردن در هوا، آنیل می‌شود.
2.2گیج معمولی فولاد ضد زنگ 304 چیست؟
| نمودار گیج فولاد ضد زنگ بر اساس ASTM | ||||
| گیج | ASTM | |||
| اسمی | حداکثر | دقیقه | ||
| ۲۸ گا | میلی‌متر | 0.41 | 0.45 | 0.37 |
| نورد سرد | اینچ | 0.0160 | 0.0175 | 0.0145 |
| ۲۶ گا | میلی‌متر | 0.45 | 0.49 | 0.41 |
| نورد سرد | اینچ | 0.0180 | 0.0195 | 0.0165 |
| ۲۴ گا | میلی‌متر | 0.61 | 0.66 | 0.56 |
| نورد سرد | اینچ | 0.0240 | 0.0260 | 0.0220 |
| ۲۲ گا | میلی‌متر | 0.74 | 0.79 | 0.69 |
| نورد سرد | اینچ | 0.0291 | 0.0311 | 0.0271 |
| ۲۰ گا | میلی‌متر | 0.90 | 0.96 | 0.84 |
| نورد سرد | اینچ | 0.0355 | 0.0380 | 0.0330 |
| ۱۸ گالیم | میلی‌متر | 1.22 | 1.30 | 1.15 |
| نورد سرد | اینچ | 0.0482 | 0.0512 | 0.0452 |
| ۱۶ گالیم | میلی‌متر | 1.50 | 1.58 | 1.42 |
| نورد سرد | اینچ | 0.0591 | 0.0621 | 0.0561 |
| ۱۴ گا | میلی‌متر | 1.90 | 2.00 | 1.80 |
| نورد سرد | اینچ | 0.0749 | 0.0789 | 0.0709 |
| ۱۳ گا | میلی‌متر | 2.28 | 2.38 | 2.18 |
| نورد سرد | اینچ | 0.0899 | 0.0939 | 0.0860 |
| ۱۲ گالیم | میلی‌متر | 2.67 | 2.80 | 2.54 |
| نورد سرد | اینچ | 0.1051 | 0.1101 | 0.1001 |
| ۱۱ گا | میلی‌متر | 3.09 | 3.26 | 2.91 |
| نورد سرد | اینچ | 0.1217 | 0.1287 | 0.1147 |
| ۱۰ گالیم | میلی‌متر | 3.45 | 3.62 | 3.27 |
| نورد سرد | اینچ | 0.1357 | 0.1427 | 0.1287 |
| ۸ گالیم | میلی‌متر | 4.21 | 4.38 | 4.03 |
| نورد سرد | اینچ | 0.1657 | 0.1727 | 0.1587 |
| ۷ گالیم | میلی‌متر | 4.69 | 4.86 | 4.51 |
| نورد سرد | اینچ | 0.1847 | 0.1917 | 0.1777 |
| ۳/۱۶ اینچ | میلی‌متر | 4.76 | 5.09 | 4.51 |
| نورد گرم | اینچ | 0.1875 | 0.2005 | 0.1775 |
| ۱/۴ اینچ | میلی‌متر | 6.35 | 6.85 | 6.10 |
| نورد گرم | اینچ | 0.2500 | 0.2700 | 0.2400 |
| ۳/۸ اینچ | میلی‌متر | 9.52 | 10.27 | 9.27 |
| نورد گرم | اینچ | 0.3750 | 0.4044 | 0.3650 |
2.3آیا فولاد ضد زنگ 304 آهنی است یا غیر آهنی؟
فولاد ضد زنگ یک فلز آهنی است زیرا مانند سایر فلزات آهنی (فولاد، چدن، آهن فرفورژه) حاوی آهن است. فلزات غیر آهنی مانند مس، آلومینیوم یا نیکل حاوی مقدار قابل توجهی آهن نیستند.
2.4مقایسه مقاومت بین فولاد ضد زنگ 304 و 316
وقتی صحبت از استحکام کششی می‌شود، فولادهای ضد زنگ 304 و 316 تقریباً یکسان هستند. استحکام تسلیم فولاد ضد زنگ 316 کمی بیشتر است، اما تفاوت نسبتاً کم است. برای مقایسه دقیق، لطفاً به مقاله «[مقایسه خواص مکانیکی و فیزیکی فولاد ضد زنگ 304 در مقابل 316].”
| خواص | فولاد ضد زنگ 304 | فولاد ضد زنگ 316 |
| تراکم | ۷.۸۷–۸.۰۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب | ۷.۸۷–۸.۰۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب |
| استحکام کششی (مگاپاسکال) | ۵۴۰–۷۵۰ | ۴۸۰–۶۲۱ |
| نقطه ذوب (°C) | 1450 | ۱,۶۴۸–۱,۶۷۳ |
| مدول الاستیسیته (GPa) | 193 | 193 |
| مقاومت الکتریکی (Ω.m) | ۰.۷۲ × ۱۰-۶ | ۰.۶۹–۰.۸۱ × ۱۰-۶ |
| رسانایی حرارتی (W/mK) | 16.2 | ۱۳–۱۷ |
| انبساط حرارتی (1/K) | ۱۷.۲ ضربدر ۱۰^-۶ | ۱۵–۱۸ ضربدر ۱۰^-۶ |
| ازدیاد طول در نقطه شکست (%) | 70 | 60 |
| سختی (راکول بی) | 70 | 80 |
| مقاومت در برابر خوردگی | عالی | استثنایی |
| مغناطیسی | خیر | خیر |
| شکل پذیری | خیلی خوب | خوب |
| قابلیت ماشینکاری (آنیل شده) | خوبه، اما از 316 بهتره | منصفانه |
3.0آیا فولاد ضد زنگ 304 تحت شرایط مختلف مغناطیسی است؟
- تمام فولادهای ضد زنگ سری 300 (آستنیتی)، از جمله گریدهای رایج 303، 304 و 316، در حالت آنیل شده، مغناطیسی ضعیفی در نظر گرفته می‌شوند.
- فولاد ضد زنگ ۱۸-۸ نام دیگری برای فولاد ضد زنگ ۳۰۴ است که نشان دهنده کروم ۱۸۱TP۳T و نیکل ۸۱TP۳T است.
- به طور شگفت انگیزی، محتوای نیکل، خاصیت مغناطیسی فولاد ضد زنگ 304 را کاهش می‌دهد. (در مقابل، نیکل معمولاً خاصیت مغناطیسی را در سایر فلزات افزایش می‌دهد.)
- فولادهای ضد زنگ به چندین خانواده با خواص فیزیکی متفاوت تعلق دارند؛ رفتار مغناطیسی آنها به شدت به عناصر آلیاژی بستگی دارد.
سازه‌های فولادی ضد زنگ پایه عبارتند از:
- فریتی: حاوی کروم است، مغناطیسی است.
- مارتنزیتی: با افزودن کربن سخت می‌شود، مغناطیسی است.
- آستنیتی: حاوی کروم و نیکل بالاتری است و از نظر تئوری غیر مغناطیسی است.
نیکل ساختار فیزیکی فولاد را تغییر می‌دهد و باعث می‌شود فولادهای ضد زنگ آستنیتی مانند 304 از نظر تئوری غیر مغناطیسی باشند.
4.0آیا فولاد ضد زنگ 304 برای مواد غذایی بی خطر است؟
4.1آیا فولاد ضد زنگ 304 برای مواد غذایی ایمن و غیر سمی است؟
- پرکاربردترین گرید فولاد ضد زنگ برای کاربردهای غذایی: گرید 304 یک فولاد ضد زنگ آستنیتی است که به دلیل محتوای بالای نیکل و شکل‌پذیری آن شناخته شده است.
- همچنین به عنوان فولاد ضد زنگ "18-8" شناخته می‌شود: زیرا حاوی کروم 18% و نیکل 8% است.
- مزایای کلیدی
- مقاومت عالی در برابر خوردگی، به ویژه در برابر اکثر اسیدهای اکسید کننده
- بادوام و ضدعفونی آسان
- به راحتی جوش داده و شکل داده می‌شود، مناسب برای ساخت طیف گسترده‌ای از تجهیزات و محصولات فرآوری مواد غذایی
- کاربردهای رایج: یخچال، سینک ظرفشویی، اجاق گاز، مخازن تخمیر، ماشین ظرفشویی و مخازن ذخیره‌سازی مورد استفاده در تولید مواد غذایی.
4.2آیا استیل ضد زنگ 304 برای پخت و پز و استفاده در مایکروویو ایمن است؟
- نگرانی‌های ایمنی در مورد مایکروویو:فولاد ضد زنگ، از جمله درجه 304، معمولاً برای مایکروویو مناسب نیست زیرا فلز، امواج مایکروویو را منعکس می‌کند که می‌تواند باعث جرقه شود.
- استثنائات:بسیاری از ظروف استیل ضد زنگ 304 دارای گوشه‌ها و ویژگی‌های طراحی‌شده‌ی خاصی هستند که از جرقه زدن جلوگیری می‌کنند و استفاده از آنها را در مایکروویو ایمن می‌کنند.
- نکته مهم:همه ظروف استیل ضد زنگ برای مایکروویو مناسب نیستند - همیشه قبل از استفاده در مایکروویو، دستورالعمل‌های سازنده را بررسی کنید.
5.0آیا فولاد ضد زنگ 304 زنگ می‌زند؟
5.1چرا فولاد ضد زنگ به راحتی زنگ نمی‌زند و چرا گاهی اوقات هنوز زنگ می‌زند؟
فولاد ضد زنگ آلیاژی است که از آهن، کروم، نیکل، کربن، منگنز، سیلیکون، نیتروژن و سایر عناصر تشکیل شده است.
کروم (معمولاً 12-20%) عنصر کلیدی است که به فولاد ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی می‌دهد.
کروم یک لایه نازک و نامرئی غیرفعال روی سطح تشکیل می‌دهد که از اکسیداسیون جلوگیری می‌کند.
با این حال، تحت شرایط خاصی، فولاد ضد زنگ هنوز هم می‌تواند زنگ بزند، مانند:
- قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی خشن
- تماس با آب شور یا محیط‌های نمکی
- آلودگی گریس یا روغن
- قرار گرفتن طولانی مدت در معرض گرما
زنگ زدگی نتیجه یک واکنش اکسیداسیون است که در آن آهن با آب و اکسیژن واکنش داده و اکسید آهن هیدراته تشکیل می‌دهد که معمولاً به عنوان زنگ شناخته می‌شود. اگر لایه غیرفعال آسیب ببیند، آهن موجود در فولاد ضد زنگ ممکن است اکسید شود.
5.2چگونه از زنگ زدگی روی فولاد ضد زنگ جلوگیری کنیم
روش‌های مؤثر برای جلوگیری از زنگ‌زدگی فولاد ضد زنگ:
- پوشش‌های محافظ: برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی، از پوشش‌های پلی اورتان، درزگیرها یا پوشش‌های اپوکسی استفاده کنید.
- نگهداری منظم: برای نگهداری منظم از اسپری‌های ضد خوردگی که به راحتی در ابزارفروشی‌ها و فروشگاه‌های خودرو موجود است، استفاده کنید.
- سطوح را تمیز و خشک نگه دارید: از تجمع رطوبت یا قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آب خودداری کنید. چربی، نمک و بقایای خورنده را فوراً از روی سطوح پاک کنید.
- از قرار گرفتن در معرض عوامل خورنده خودداری کنید: تماس با محیط‌های اسیدی، قلیایی یا نمکی، به ویژه در محیط‌های صنعتی یا دریایی را محدود کنید.
6.0فولاد ضد زنگ 304 در مقابل 316
304 و 316 دو مورد از رایج‌ترین گریدهای فولاد ضد زنگ هستند. اگرچه از نظر ظاهری مشابه هستند، اما از نظر ترکیب، مقاومت در برابر خوردگی و کاربردها متفاوت هستند. دانستن این تفاوت به انتخاب صحیح برای مصارف غذایی، شیمیایی یا دریایی کمک می‌کند.
برای مقایسه دقیق، لطفاً به مقاله «[فولاد ضد زنگ 304 در مقابل 316: مقایسه خواص کلیدی].”
6.1تفاوت بین فولاد ضد زنگ 304 و 316 چیست؟
فولاد ضد زنگ 316 حاوی مولیبدن است، اما 304 این ویژگی را ندارد. تفاوت کلیدی بین فولاد ضد زنگ 304 و 316 که آنها را متفاوت می‌کند، افزودن مولیبدن است، آلیاژی که مقاومت در برابر خوردگی را به ویژه برای محیط‌های شور یا کلریدی به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.
6.2کدام بهتر است: فولاد ضد زنگ 304 یا 316
در مقایسه با فولاد ضد زنگ 316 و سایر فولادهای ضد زنگ آلیاژی بالا، فولاد ضد زنگ 304 به دلیل تطبیق پذیری عالی و پردازش آسان، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است.
6.3چگونه تفاوت بین فولاد ضد زنگ 304 و 316 را تشخیص دهیم؟
از بین بیش از ۶۰ گرید مختلف فولاد ضد زنگ، فولاد ضد زنگ ۳۰۴ و فولاد ضد زنگ ۳۱۶ بیشترین کاربرد را در صنعت برق دارند. از نظر زیبایی‌شناسی، هیچ تفاوتی بین این دو وجود ندارد؛ در واقع، تنها راه تمایز بین آنها آزمایش شیمیایی آنهاست. تفاوت اصلی بین فولاد ضد زنگ ۳۰۴ و ۳۱۶ این است که فولاد ضد زنگ ۳۱۶ دارای مولیبدن اضافی است.
7.0کاربردها و کارایی فولاد ضد زنگ 304
7.1فولاد ضد زنگ 304 برای چه مواردی استفاده می‌شود؟
| صنعت | مثال‌های کاربردی |
| فرآوری مواد غذایی | سینک‌ها، سطوح کار، محل‌های آماده‌سازی، یخچال‌ها |
| داروسازی | تجهیزات و سطوح اتاق تمیز |
| صنعتی | مبدل‌های حرارتی، ظروف شیمیایی، خطوط لوله، مخازن دم کردن |
| استفاده در دمای بالا | مخازن تحت فشار، ذخیره گاز برای نفت یا بخار |
| ساخت و ساز | نمای ساختمان، عناصر معماری تزئینی |
| انواع مواد | 304، 304L (دارای گواهینامه دوگانه)، 304H برای کاربردهای دما بالا |
7.2آیا فولاد ضد زنگ 304 قابل جوشکاری است؟
بله، فولاد ضد زنگ 304 - یک آلیاژ آستنیتی "18/8" با کروم 18% و نیکل 8% - قابلیت جوشکاری عالی دارد و به طور گسترده برای کاربردهای جوشکاری و کشش عمیق استفاده می‌شود.
| جنبه | جزئیات |
| نوع | فولاد ضد زنگ آستنیتی |
| جوش پذیری | عالی |
| روش‌های متداول جوشکاری | TIG (GTAW)، MIG (GMAW)، استیک (SMAW)، لیزر، جوشکاری مقاومتی |
| مواد پرکننده | ER308L معمولاً استفاده می‌شود |
| پیش گرمایش/پس گرمایش | معمولاً مورد نیاز نیست |
| مقاومت در برابر خوردگی | در صورت رعایت شیوه‌های مناسب، حفظ می‌شود |
| خطر خوردگی بین دانه‌ای | می‌تواند به دلیل رخ دهد رسوب کاربید اگر بیش از حد گرم شود (به پایین مراجعه کنید) |
7.3توصیه‌های جوشکاری فولاد ضد زنگ 304
هنگام جوشکاری، به خصوص برای مقاطع ضخیم‌تر یا زمانی که مقاومت به خوردگی بالا در ناحیه جوش مورد نیاز است، از فولاد 304L (کم کربن) استفاده کنید.
- قبل از جوشکاری، سطوح را کاملاً تمیز کنید.
- برای جلوگیری از اکسیداسیون، از محافظ گاز آرگون برای جوشکاری TIG/MIG استفاده کنید.
- از آلودگی با ابزارهای فولادی کربنی خودداری کنید (برای جلوگیری از لکه‌های زنگ‌زدگی در آینده).