Nehrđajući čelik 304 (obično pisan kao SUS304 ili AISI304) najčešće je korišten i svestran austenitni nehrđajući čelik na svijetu. Njegova kineska klasa je 06Cr19Ni10. Slijedi detaljno objašnjenje kemijskog sastava, mehaničkih svojstava i područja primjene nehrđajućeg čelika 304.
I. Kemijski sastav jezgre
Otpornost na koroziju i mehanička svojstva nehrđajućeg čelika 304 određena su njegovim preciznim kemijskim sastavom. Glavni rasponi sastava (prema standardu ASTM A240) su sljedeći:
| Element | Raspon sadržaja (težinski%) | Glavna funkcija |
| Krom (Cr) | 18,0–20,0% | Središnji element: Stvara gusti pasivni film krom oksida, pružajući "nehrđajuća" svojstva i temeljnu otpornost na koroziju. |
| Nikal (Ni) | 8,0–10,5% | Ključni element: Stabilizira austenitnu strukturu, pruža izvrsnu žilavost, nemagnetizam, zavarljivost i povećanu otpornost na koroziju. |
| Ugljik (C) | ≤0,08% | Pojačava snagu. Međutim, visok sadržaj ugljika može lako dovesti do interkristalne korozije nakon zavarivanja, što dovodi do razvoja verzije 304L s niskim udjelom ugljika. |
| mangan (Mn) | ≤2,0% | Povećava čvrstoću i djelomično zamjenjuje ulogu nikla. |
| Silicij (Si) | ≤0,75% | Djeluje kao deoksidans i poboljšava otpornost na visoke temperature. |
| fosfor (P) | ≤0,045% | Element nečistoće, zahtijeva kontrolu (smanjuje žilavost). |
| Sumpor (S) | ≤0,030% | Element nečistoće, zahtijeva kontrolu (utječe na toplu obradivost). |
| Dušik (N) | ≤0,10% | Može poboljšati snagu, posebno za 304L. |
| Željezo (Fe) | Ravnoteža | Obični metal. |
Razlike u kemijskom sastavu derivata:
304L: Ugljik (C) ≤ 0,03%, značajno smanjujući rizik od osjetljivosti zavara.
304H: Ugljik (C) 0,04–0,10%, dizajniran da poboljša otpornost na visoke temperature i učinak puzanja.
II. Tipična mehanička svojstva
Tipična mehanička svojstva nehrđajućeg čelika 304 na sobnoj temperaturi u stanju žarenja u otopini (najčešće isporučeno stanje) su sljedeća:
| Indikator izvedbe | Tipična vrijednost | Objašnjenje |
| Vlačna čvrstoća | ≥515 MPa | Maksimalna vlačna sila koju materijal može izdržati prije loma. |
| Granica tečenja (0,2% pomaka) | ≥205 MPa | Točka naprezanja u kojoj materijal počinje prolaziti trajnu deformaciju. |
| Elongacija (mjerna duljina 50 mm) | ≥40% | Ključni pokazatelj: Izuzetno veliko istezanje ukazuje na izvrsnu plastičnost i žilavost, što olakšava izvođenje procesa hladnog oblikovanja poput dubokog izvlačenja i savijanja. |
| Tvrdoća (Brinellova tvrdoća HB) | ≤201 HB | Relativno niska tvrdoća, što ukazuje na značajnu sklonost kaljenju (postaje tvrđe tijekom obrade). |
| Modul elastičnosti | ~193 GPa | Slično ugljičnom čeliku, mjera krutosti materijala. |
| Gustoća | ~7,93 g/cm³ | Nešto niže od ugljičnog čelika. |
Važne karakteristike:
Nemagnetski: Nemagnetičan u potpuno žarenom stanju. Međutim, nakon hladne obrade (kao što je rezanje, savijanje, štancanje), dio austenita može se transformirati u martenzit, što rezultira slabim magnetizmom. Autentičnost se ne smije ocjenjivati samo po magnetizmu.
Radno otvrdnjavanje: Brzo postaje tvrđi i jači tijekom hladne obrade, ali se smanjuje plastičnost. Složeno oblikovanje može zahtijevati srednje žarenje.
III. Glavna polja primjene
Zahvaljujući svojim izvrsnim ukupnim performansama, nehrđajući čelik 304 koristi se u gotovo svim područjima industrije i svakodnevnog života:
| Polje primjene | Specifična primjena | Razlozi za odabir 304 |
| Posuđe i prehrambena industrija | Lonci, zdjele, umivaonici, sudoperi, radne ploče; oprema za preradu hrane, spremnici, cjevovodi, ugostiteljsko posuđe. | Sigurnost i higijena: otporan na koroziju, jednostavan za čišćenje, bez ispiranja štetnih tvari (prikladno za hranu). |
| Arhitektura i dekoracija | Zavjese, okovi za vrata/prozore, rukohvati, ukrasi za dizala, krovište, strukturne komponente. | Estetski i izdržljivi: Raznovrsna obrada površine (brušena, zrcalna, pjeskarena), dobra otpornost na atmosfersku koroziju, dug životni vijek. |
| Industrijska oprema i kemikalije | Spremnici za skladištenje, izmjenjivači topline, cjevovodi, reaktorske posude (za medije koji nisu jako korozivni), strojevi za tekstil/papir. | Opća otpornost na koroziju: Dobra otpornost na širok raspon kemikalija i industrijskih okruženja, dobra obradivost. |
| Kućanski aparati | Bubnjevi perilica rublja, obloge bojlera, kućišta mikrovalnih pećnica, obloge hladnjaka, unutrašnjosti perilica posuđa. | Otporan na vlagu/parnu koroziju, estetski ugodan, visoke čvrstoće. |
| Prijevoz | Oprema vozila, unutrašnjost željezničkog prijevoza, komponente kontejnera, komponente ispušnog sustava. | Dobra otpornost na vremenske uvjete, pogodna za oblikovanje i zavarivanje. |
| Medicinski i farmaceutski | (Zahtijeva specifičnu površinsku obradu) Osnove kirurških instrumenata, nesterilna kućišta opreme, sporedni kontaktni dijelovi u farmaceutskoj opremi. | Jednostavan za čišćenje i sterilizaciju, otporan na uobičajena dezinficijensa. |
| Energija i okoliš | Jedinice za odsumporavanje dimnih plinova, sporedne komponente u nuklearnim elektranama, nosači za montažu solarnih panela. | Pouzdana izvedba u umjereno korozivnim okruženjima. |
IV. Sažetak
Nehrđajući čelik 304, zahvaljujući svom uravnoteženom kemijskom sastavu (18/8 krom-nikal), nudi izvrsnu otpornost na koroziju, neusporedivu mogućnost oblikovanja i zavarljivost, što ga čini pravim "univerzalnim čelikom". To je najekonomičniji i najpouzdaniji izbor u velikoj većini konvencionalnih okruženja. Samo kada se suočavate s okruženjima s visokim udjelom klorida (kao što je morska voda, sol za odmrzavanje) ili jako korozivnim kemijskim medijima, potrebno je razmotriti nadogradnju na nehrđajući čelik 316 koji sadrži molibden.
