Nerjavno jeklo 304 (običajno zapisano kot SUS304 ali AISI304) je najpogosteje uporabljeno in vsestransko avstenitno nerjavno jeklo na svetu. Njegova kitajska stopnja je 06Cr19Ni10. Sledi podrobna razlaga kemične sestave, mehanskih lastnosti in področij uporabe nerjavečega jekla 304.
I. Kemična sestava jedra
Odpornost proti koroziji in mehanske lastnosti nerjavečega jekla 304 določa njegova natančna kemična sestava. Glavna območja sestave (v skladu s standardom ASTM A240) so naslednja:
| Element | Razpon vsebnosti (masni %) | Glavna funkcija |
| Krom (Cr) | 18,0–20,0 % | Osrednji element: tvori gosto pasivno folijo iz kromovega oksida, ki zagotavlja "nerjaveče" lastnosti in osnovno odpornost proti koroziji. |
| Nikelj (Ni) | 8,0–10,5 % | Ključni element: Stabilizira avstenitno strukturo, zagotavlja odlično žilavost, nemagnetizem, varivost in povečano odpornost proti koroziji. |
| Ogljik (C) | ≤0,08 % | Povečuje moč. Vendar pa lahko visoka vsebnost ogljika zlahka privede do interkristalne korozije po varjenju, kar vodi v razvoj nizkoogljične različice 304L. |
| Mangan (Mn) | ≤2,0 % | Izboljša trdnost in delno nadomešča vlogo niklja. |
| Silicij (Si) | ≤0,75 % | Deluje kot dezoksidant in izboljša visokotemperaturno trdnost. |
| fosfor (P) | ≤0,045 % | Element nečistoč, zahteva nadzor (zmanjša žilavost). |
| Žveplo (S) | ≤0,030 % | Element nečistoč, zahteva nadzor (vpliva na vročo obdelavo). |
| Dušik (N) | ≤0,10 % | Lahko izboljša moč, zlasti za 304L. |
| Železo (Fe) | Ravnovesje | Navadna kovina. |
Razlike v kemični sestavi derivatov:
304L: Ogljik (C) ≤ 0,03 %, kar znatno zmanjša tveganje za preobčutljivost zvara.
304H: Ogljik (C) 0,04–0,10 %, zasnovan za izboljšanje visokotemperaturne trdnosti in učinkovitosti lezenja.
II. Tipične mehanske lastnosti
Tipične mehanske lastnosti nerjavečega jekla 304 pri sobni temperaturi v stanju žarjenja v raztopini (najpogosteje dobavljeno stanje) so naslednje:
| Indikator uspešnosti | Tipična vrednost | Pojasnilo |
| Natezna trdnost | ≥515 MPa | Največja natezna sila, ki jo material lahko prenese pred zlomom. |
| Moč tečenja (0,2 % odmik) | ≥205 MPa | Točka napetosti, pri kateri se material začne trajno deformirati. |
| Raztezek (dolžina 50 mm) | ≥40 % | Ključni indikator: Izjemno visok raztezek kaže na odlično plastičnost in žilavost, kar olajša izvajanje postopkov hladnega oblikovanja, kot sta globoko vlečenje in krivljenje. |
| Trdota (trdota po Brinellu HB) | ≤201 HB | Relativno nizka trdota, kar kaže na izrazito nagnjenost k delovnemu utrjevanju (pri obdelavi postaja trša). |
| Modul elastičnosti | ~193 GPa | Podobno kot ogljikovo jeklo, merilo togosti materiala. |
| Gostota | ~7,93 g/cm³ | Nekoliko nižje od ogljikovega jekla. |
Pomembne značilnosti:
Nemagnetno: Nemagneten v popolnoma žarjenem stanju. Vendar pa se lahko po hladni obdelavi (kot je rezanje, krivljenje, vtiskovanje) nekaj avstenita spremeni v martenzit, kar povzroči šibek magnetizem. Pristnosti ne bi smeli presojati samo po magnetizmu.
Delovno utrjevanje: med hladno obdelavo hitro postane trši in močnejši, vendar se plastičnost zmanjša. Kompleksno oblikovanje lahko zahteva vmesno žarjenje.
III. Glavna področja uporabe
Zahvaljujoč odlični splošni zmogljivosti se nerjaveče jeklo 304 uporablja na skoraj vseh področjih industrije in vsakdanjega življenja:
| Polje uporabe | Posebna uporaba | Razlogi za izbiro 304 |
| Posoda in živilska industrija | Lonci, sklede, umivalniki, korita, pulti; oprema za predelavo hrane, rezervoarji za shranjevanje, cevovodi, gostinska posoda. | Varnost in higiena: odporen proti koroziji, enostaven za čiščenje, brez izpiranja škodljivih snovi (primerno za živila). |
| Arhitektura in dekoracija | Zavese, okovje za vrata/okena, ograje, dekoracije dvigal, strešne kritine, strukturne komponente. | Estetsko in vzdržljivo: Različne površinske obdelave (brušene, zrcalne, peskane), dobra odpornost proti atmosferski koroziji, dolga življenjska doba. |
| Industrijska oprema in kemikalije | Rezervoarji za shranjevanje, izmenjevalniki toplote, cevi, reaktorske posode (za medije, ki niso zelo jedki), tekstilni/papirni stroji. | Splošna odpornost proti koroziji: dobra odpornost na širok spekter kemikalij in industrijskih okolij, dobra obdelovalnost. |
| Gospodinjski aparati | Bobni pralnih strojev, obloge grelnikov vode, ohišja mikrovalovnih pečic, obloge hladilnikov, notranjosti pomivalnih strojev. | Odporen na vlago/parno korozijo, estetsko prijeten, visoka trdnost. |
| Prevozništvo | Oprema vozila, notranjost železniškega tranzita, komponente kontejnerjev, komponente izpušnega sistema. | Dobra vremenska odpornost, primerna za oblikovanje in varjenje. |
| Medicina in farmacija | (Zahteva posebno površinsko obdelavo) Podnožja kirurških instrumentov, nesterilna ohišja opreme, stranski kontaktni deli v farmacevtski opremi. | Enostaven za čiščenje in sterilizacijo, odporen na običajna razkužila. |
| Energija in okolje | Enote za razžveplanje dimnih plinov, stranske komponente v jedrskih elektrarnah, nosilci za montažo solarnih panelov. | Zanesljivo delovanje v zmerno korozivnih okoljih. |
IV. Povzetek
Nerjaveče jeklo 304 zaradi svoje uravnotežene kemične sestave (18/8 krom-nikelj) nudi odlično korozijsko odpornost, neprimerljivo sposobnost oblikovanja in varljivost, zaradi česar je pravo "univerzalno jeklo". Je najbolj ekonomična in zanesljiva izbira v veliki večini običajnih okolij. Samo pri soočenju z okoljem z visoko vsebnostjo klorida (kot je morska voda, sol za odmrzovanje) ali močno korozivnimi kemičnimi mediji je treba razmisliti o nadgradnji na nerjavno jeklo 316, ki vsebuje molibden.
