فولاد زنگ نزن 304 (که معمولاً با نام SUS304 یا AISI304 نوشته میشود) رایجترین و همه کارهترین فولاد زنگ نزن آستنیتی در جهان است. گرید چینی آن 06Cr19Ni10 است. در ادامه توضیحات مفصلی در مورد ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و زمینه های کاربرد فولاد ضد زنگ 304 ارائه می شود.
I. ترکیب شیمیایی هسته
مقاومت در برابر خوردگی و خواص مکانیکی فولاد ضد زنگ 304 با ترکیب شیمیایی دقیق آن تعیین می شود. محدوده ترکیب اصلی (طبق استاندارد ASTM A240) به شرح زیر است:
| عنصر | محدوده محتوا (wt%) | عملکرد اصلی |
| کروم (کروم) | 18.0-20.0٪ | عنصر هسته: یک فیلم غیرفعال اکسید کروم متراکم را تشکیل می دهد که خواص "ضد زنگ" و مقاومت اساسی در برابر خوردگی را ارائه می دهد. |
| نیکل (Ni) | 8.0-10.5٪ | عنصر کلیدی: ساختار آستنیتی را تثبیت می کند، چقرمگی عالی، غیر مغناطیسی، جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. |
| کربن (C) | ≤0.08٪ | قدرت را افزایش می دهد. با این حال، محتوای کربن بالا می تواند به راحتی منجر به خوردگی بین دانه ای پس از جوشکاری شود که منجر به توسعه نسخه 304L کم کربن می شود. |
| منگنز (Mn) | ≤2.0٪ | استحکام را بهبود می بخشد و تا حدی جایگزین نقش نیکل می شود. |
| سیلیکون (Si) | ≤0.75٪ | به عنوان یک اکسید کننده عمل می کند و استحکام در دمای بالا را بهبود می بخشد. |
| فسفر (P) | ≤0.045٪ | عنصر ناخالصی، نیاز به کنترل (کاهش چقرمگی) دارد. |
| گوگرد (S) | ≤0.030٪ | عنصر ناخالصی، نیاز به کنترل دارد (در کارایی گرم تاثیر می گذارد). |
| نیتروژن (N) | ≤0.10٪ | می تواند قدرت را به خصوص برای 304 لیتر بهبود بخشد. |
| آهن (آهن) | تعادل | فلز پایه. |
تفاوت در ترکیب شیمیایی گریدهای مشتق:
304 لیتر: کربن (C) ≤ 0.03٪، به طور قابل توجهی خطر حساسیت جوش را کاهش می دهد.
304H: کربن (C) 0.04-0.10٪، طراحی شده برای بهبود استحکام در دمای بالا و عملکرد خزش.
II. خصوصیات مکانیکی معمولی
خواص مکانیکی معمولی فولاد ضد زنگ 304 در دمای اتاق در شرایط آنیل شده با محلول (متداول ترین شرایط عرضه شده) به شرح زیر است:
| شاخص عملکرد | ارزش معمولی | توضیح |
| استحکام کششی | ≥515 مگاپاسکال | حداکثر نیروی کششی که ماده می تواند قبل از شکست تحمل کند. |
| قدرت تسلیم (0.2% افست) | ≥205 مگاپاسکال | نقطه تنشی که در آن ماده شروع به تغییر شکل دائمی می کند. |
| ازدیاد طول (طول سنج 50 میلی متر) | ≥40% | یک شاخص کلیدی: ازدیاد طول بسیار بالا نشان دهنده انعطاف پذیری و چقرمگی عالی است و انجام فرآیندهای شکل دهی سرد مانند کشش عمیق و خمش را آسان می کند. |
| سختی (برینل سختی HB) | ≤201 HB | سختی نسبتا کم، نشان دهنده تمایل قابل توجهی برای سخت شدن کار است (در طول ماشینکاری سخت تر می شود). |
| مدول الاستیسیته | ~ 193 گیگا پاسکال | مشابه فولاد کربنی، اندازه گیری سختی مواد. |
| تراکم | ~7.93 گرم بر سانتی متر مکعب | کمی پایین تر از فولاد کربنی است. |
ویژگی های مهم:
غیر مغناطیسی: غیر مغناطیسی در حالت کاملا آنیل شده. با این حال، پس از کار سرد (مانند برش، خم کردن، مهر زنی)، مقداری آستنیت ممکن است به مارتنزیت تبدیل شود و در نتیجه مغناطیس ضعیفی ایجاد شود. اصالت را نباید تنها با مغناطیس قضاوت کرد.
سخت کاری: در حین کار سرد به سرعت سخت تر و قوی تر می شود، اما انعطاف پذیری کاهش می یابد. تشکیل کمپلکس ممکن است نیاز به بازپخت میانی داشته باشد.
III. فیلدهای برنامه اصلی
به لطف عملکرد کلی عالی، فولاد ضد زنگ 304 تقریباً در تمام زمینه های صنعتی و زندگی روزمره استفاده می شود:
| فیلد برنامه | برنامه خاص | دلایل انتخاب 304 |
| ظروف آشپزی و صنایع غذایی | قابلمه، کاسه، حوض، سینک، کانتر؛ تجهیزات پردازش مواد غذایی، مخازن ذخیره سازی، خطوط لوله، ظروف پذیرایی. | ایمنی و بهداشت: مقاوم در برابر خوردگی، تمیز کردن آسان، بدون شستشوی مواد مضر (در حد مواد غذایی). |
| معماری و دکوراسیون | دیوارهای پرده، سختافزار در/پنجره، نردهها، تزئینات آسانسور، سقفها، اجزای ساختاری. | زیبایی و بادوام: انواع پوشش های سطحی (برس خورده، آینه ای، سندبلاست)، مقاومت در برابر خوردگی جوی خوب، طول عمر طولانی. |
| تجهیزات صنعتی و مواد شیمیایی | مخازن ذخیره سازی، مبدل های حرارتی، لوله کشی، مخازن راکتور (برای محیط های غیر خورنده)، ماشین آلات نساجی/کاغذی. | مقاومت در برابر خوردگی عمومی: مقاومت خوب در برابر طیف گسترده ای از مواد شیمیایی و محیط های صنعتی، کارایی خوب. |
| لوازم خانگی | درام ماشین لباسشویی، آستر آبگرمکن، روکش اجاق مایکروویو، آستر یخچال، فضای داخلی ماشین ظرفشویی. | مقاوم در برابر رطوبت / خوردگی بخار، زیبایی شناسی، استحکام بالا. |
| حمل و نقل | تزئینات خودرو، فضای داخلی حمل و نقل ریلی، اجزای کانتینر، اجزای سیستم اگزوز. | مقاومت در برابر آب و هوای خوب، مناسب برای شکل دهی و جوشکاری. |
| پزشکی و دارویی | (نیاز به درمان سطحی خاصی دارد) پایه های ابزار جراحی، محفظه های تجهیزات غیر استریل، قطعات تماس غیر هسته ای در تجهیزات دارویی. | آسان برای تمیز کردن و استریل کردن، مقاوم در برابر ضد عفونی کننده های رایج. |
| انرژی و محیط زیست | واحدهای گوگرد زدایی گاز دودکش، اجزای غیر هسته ای در نیروگاه های هسته ای، براکت های نصب پنل خورشیدی. | عملکرد قابل اعتماد در محیط های با خورندگی متوسط. |
IV. خلاصه
فولاد ضد زنگ 304 به دلیل ترکیب شیمیایی متعادل (کروم-نیکل 18/8)، مقاومت در برابر خوردگی عالی، شکل پذیری بی نظیر و جوش پذیری را ارائه می دهد و آن را به یک "فولاد جهانی" واقعی تبدیل می کند. اقتصادی ترین و قابل اطمینان ترین انتخاب در اکثریت قریب به اتفاق محیط های معمولی است. تنها زمانی که با محیطهای پر کلرید (مانند آب دریا، نمک یخزدایی) یا محیطهای شیمیایی شدیدا خورنده مواجه میشوید، باید ارتقاء به فولاد ضد زنگ 316 حاوی مولیبدن را در نظر گرفت.
