Nerezová oceľ 304 (bežne písaná ako SUS304 alebo AISI304) je najbežnejšie používaná a všestranná austenitická nehrdzavejúca oceľ na svete. Jeho čínska kvalita je 06Cr19Ni10. Nasleduje podrobné vysvetlenie chemického zloženia, mechanických vlastností a oblastí použitia nehrdzavejúcej ocele 304.
I. Chemické zloženie jadra
Odolnosť proti korózii a mechanické vlastnosti nehrdzavejúcej ocele 304 sú určené jej presným chemickým zložením. Hlavné rozsahy zloženia (podľa normy ASTM A240) sú nasledovné:
| Prvok | Rozsah obsahu (hmotn. %) | Hlavná funkcia |
| chróm (Cr) | 18,0 – 20,0 % | Základný prvok: Vytvára hustý pasívny film z oxidu chrómu, ktorý poskytuje "nerezové" vlastnosti a základnú odolnosť proti korózii. |
| nikel (Ni) | 8,0 – 10,5 % | Kľúčový prvok: Stabilizuje austenitickú štruktúru, poskytuje vynikajúcu húževnatosť, nemagnetizmus, zvárateľnosť a zvýšenú odolnosť proti korózii. |
| uhlík (C) | ≤ 0,08 % | Zvyšuje silu. Vysoký obsah uhlíka však môže po zváraní ľahko viesť k medzikryštalickej korózii, čo vedie k vývoju nízkouhlíkovej verzie 304L. |
| mangán (Mn) | ≤ 2,0 % | Zlepšuje pevnosť a čiastočne nahrádza úlohu niklu. |
| kremík (Si) | ≤ 0,75 % | Pôsobí ako deoxidačné činidlo a zlepšuje pevnosť pri vysokých teplotách. |
| fosfor (P) | ≤ 0,045 % | Prvok nečistoty, vyžaduje kontrolu (znižuje húževnatosť). |
| síra (S) | ≤ 0,030 % | Prvok nečistôt, vyžaduje kontrolu (ovplyvňuje spracovateľnosť za tepla). |
| dusík (N) | ≤ 0,10 % | Môže zlepšiť pevnosť, najmä pre 304L. |
| Železo (Fe) | Zostatok | Základný kov. |
Rozdiely v chemickom zložení tried derivátov:
304 l: Uhlík (C) ≤ 0,03 %, výrazne znižuje riziko senzibilizácie zvaru.
304H: Uhlík (C) 0,04–0,10 %, navrhnutý na zlepšenie pevnosti pri vysokých teplotách a tečenia.
II. Typické mechanické vlastnosti
Typické mechanické vlastnosti nehrdzavejúcej ocele 304 pri izbovej teplote v stave rozpúšťacieho žíhania (najbežnejší dodávaný stav) sú nasledovné:
| Ukazovateľ výkonu | Typická hodnota | Vysvetlenie |
| Pevnosť v ťahu | ≥515 MPa | Maximálna ťažná sila, ktorú materiál dokáže vydržať pred zlomením. |
| Medza klzu (0,2 % offset) | ≥205 MPa | Bod napätia, pri ktorom sa materiál začína trvalo deformovať. |
| Predĺženie (dĺžka 50 mm) | ≥ 40 % | Kľúčový indikátor: Extrémne vysoké predĺženie naznačuje vynikajúcu plasticitu a húževnatosť, čo uľahčuje vykonávanie procesov tvárnenia za studena, ako je hlboké ťahanie a ohýbanie. |
| Tvrdosť (Tvrdosť podľa Brinella HB) | ≤ 201 HB | Relatívne nízka tvrdosť, naznačujúca značnú tendenciu k tvrdnutiu (pri obrábaní sa stáva tvrdším). |
| Modul pružnosti | ~193 GPa | Podobne ako uhlíková oceľ, miera tuhosti materiálu. |
| Hustota | ~7,93 g/cm³ | O niečo nižšia ako uhlíková oceľ. |
Dôležité vlastnosti:
Nemagnetické: Nemagnetické v úplne žíhanom stave. Avšak po spracovaní za studena (ako je rezanie, ohýbanie, razenie) sa môže časť austenitu premeniť na martenzit, čo má za následok slabý magnetizmus. Autentickosť by sa nemala posudzovať iba podľa magnetizmu.
Pracovné kalenie: Pri spracovaní za studena sa rýchlo stáva tvrdším a pevnejším, ale plasticita klesá. Komplexné tvarovanie môže vyžadovať prechodné žíhanie.
III. Hlavné aplikačné oblasti
Vďaka svojmu vynikajúcemu celkovému výkonu sa nehrdzavejúca oceľ 304 používa takmer vo všetkých oblastiach priemyslu a každodenného života:
| Pole aplikácie | Špecifická aplikácia | Dôvody pre výber 304 |
| Kuchynský a potravinársky priemysel | Hrnce, misky, umývadlá, drezy, dosky; zariadenia na spracovanie potravín, skladovacie nádrže, potrubia, kuchynské potreby. | Bezpečnosť a hygiena: Odolný voči korózii, ľahko sa čistí, nedochádza k vylúhovaniu škodlivých látok (potravinárske). |
| Architektúra a dekorácie | Závesné steny, kovanie dverí/okien, zábradlia, dekorácie výťahov, strešné krytiny, konštrukčné prvky. | Estetický a odolný: Rôzne povrchové úpravy (brúsené, zrkadlové, pieskované), dobrá odolnosť proti atmosférickej korózii, dlhá životnosť. |
| Priemyselné zariadenia a chemikálie | Skladovacie nádrže, výmenníky tepla, potrubia, nádoby reaktorov (pre nevysoko korozívne médiá), textilné/papierenské stroje. | Všeobecná odolnosť proti korózii: Dobrá odolnosť voči širokému spektru chemikálií a priemyselného prostredia, dobrá spracovateľnosť. |
| Domáce spotrebiče | Bubny práčok, vložky ohrievačov vody, kryty mikrovlnnej rúry, vložky chladničiek, interiéry umývačiek riadu. | Odolný voči vlhkosti/parnej korózii, esteticky príjemný, vysoká pevnosť. |
| Doprava | Obloženie vozidiel, interiéry železničnej dopravy, komponenty kontajnerov, komponenty výfukového systému. | Dobrá odolnosť voči poveternostným vplyvom, vhodná na tvarovanie a zváranie. |
| Lekárstvo a farmácia | (Vyžaduje špecifickú povrchovú úpravu) Základy chirurgických nástrojov, nesterilné kryty zariadení, kontaktné časti vo farmaceutických zariadeniach bez jadra. | Ľahko sa čistí a sterilizuje, odolný voči bežným dezinfekčným prostriedkom. |
| Energia a životné prostredie | Jednotky na odsírenie spalín, vedľajšie komponenty v jadrových elektrárňach, montážne konzoly solárnych panelov. | Spoľahlivý výkon v stredne korozívnych prostrediach. |
IV. Zhrnutie
Nerezová oceľ 304 vďaka svojmu vyváženému chemickému zloženiu (18/8 chróm-nikel) ponúka vynikajúcu odolnosť proti korózii, bezkonkurenčnú tvarovateľnosť a zvárateľnosť, čo z nej robí skutočnú „univerzálnu oceľ“. Je to najúspornejšia a najspoľahlivejšia voľba vo veľkej väčšine konvenčných prostredí. Iba ak čelíte prostrediam s vysokým obsahom chloridov (ako je morská voda, rozmrazovacia soľ) alebo silne korozívnym chemickým médiám, je potrebné zvážiť prechod na nehrdzavejúcu oceľ 316 s obsahom molybdénu.
