استنلس استیل گرید 304؛ ویژگی، استاندارد، خواص و کاربرد
انواع استیل 1.4301 و 1.4307 نیز به ترتیب به عنوان گریدهای 304 و 304L شناخته می شوند . نوع 304 همه کاره ترین و پرمصرف ترین استیل است. هنوز هم گاهی اوقات با نام قدیمی خود 18/8 نامیده می شود که از ترکیب اسمی نوع 304 مشتق شده است که 18٪ کروم و 8٪ نیکل دارد. استیل نوع 304 یک گرید آستنیتی است که می تواند به شدت عمیق کشیده شود. این ویژگی باعث شده است که 304 درجه غالب مورد استفاده در کاربردهایی مانند سینک و قابلمه باشد. نوع 304L نسخه کم کربن 304 است. برای بهبود جوش پذیری در قطعات گیج سنگین استفاده می شود. برخی از محصولات مانند صفحات و لوله‌ها ممکن است به عنوان مواد دارای گواهی دوگانه در دسترس باشند که معیارهای 304 و 304L را برآورده می‌کنند. 304H، یک نوع محتوای کربن بالا، برای استفاده در دماهای بالا نیز موجود است. ویژگی های ارائه شده در این برگه داده برای محصولات نورد تخت تحت پوشش ASTM A240/A240M معمول است. منطقی است که انتظار داشته باشیم مشخصات این استانداردها مشابه باشد، اما لزوماً با مشخصات ارائه شده در این برگه یکسان نباشد. همچنین در صورت علاقه به خرید بره صفحه قیمت استیل 304 سر بزنید.
استیل گرید 304 چیست؟
استیل 304 یک گرید آستنیتی است که می تواند به شدت عمیق کشیده شود. این ویژگی باعث شده است که 304 درجه غالب مورد استفاده در کاربردهایی مانند سینک و قابلمه باشد. میزان کربن به کار رفته در تولید این نوع استنلس استیل باعث تغییر در ویژگی آن و در نتیجه باعث نامگذاری جدید ب روی محصول می‌شود. دو نوع استیل 304 پرکربن و کم کربن را در زیر معرفی می‌کنیم:
استیل 304L چیست؟
نوع 304L نسخه کم کربن استیل 304 است. برای بهبود جوش پذیری در قطعات گیج سنگین استفاده می شود. برخی از محصولات مانند صفحه و لوله ممکن است به عنوان ماده “دارای تاییدیه دوگانه” در دسترس باشند که معیارهای 304 و 304L را برآورده می کنند.
استیل 304H چیست؟
304H، یک نوع استیل 304 با مقدار کربن بالا است که در دماهای بالا کاربرد دارد.
ترکیب شیمیایی استیل 304 نگیر
جدول 1. ترکیب شیمیایی برای آلیاژهای استیل 304
| نوع استیل 304 | کربن | منگنز | سیلسیم | فسفر | گوگرد | کروم | نیکل | نیتروژن |
| گرید 304 | 0.0 – 0.07 | 0.0 – 2.0 | 0.0 – 1.00 | 0.0 – 0.05 | 0.0 – 0.03 | 17.50 – 19.50 | 8.00 – 10.50 | 0.0-0.11 |
| گرید 304L | 0.0 – 0.03 | 0.0 – 2.00 | 0.0 – 1.00 | 0.0 – 0.05 | 0.0 – 0.02 | 17.50 – 19.50 | 8.00 – 10.50 | 0.0-0.11 |
| گرید 304H | 0.04 – 0.08 | 0.0 – 2.00 | 0.0 – 1.00 | 0.0 – 0.04 | 0.0 – 0.02 | 17.00 – 19.00 | 8.00 – 11.00 | 0.0 – 0.10 |
همانطور که در جدول بالا مشاهده نمودید تفاوت استیل 304، 304L و 304H از نظر ترکیب شیمیایی بسیار اندک است، اما همین فرق کوچک تاثیر بسزایی در مشخصات، خواص و ویژگی‌های انواع گرید این محصول می‌گذارد.
خواص استیل نگیر 304
استیل گریدهای مختلف دارای خواص و ویژگی‌های مختص خود هستند. در ادامه به خواص مکانیکی و فیزیکی استیل درجه 304 اشاره خواهیم کرد.
خواص مکانیکی استیل 304
خواص مکانیکی استیل برای ورق 304 استیل با ضخامت‌های مختلف متفاوت از هم است. از طرفی این ویژگی‌های مکانیکی برای میلگرد استیل 304 متفاوت می‌باشد.
جدول 2 الف. خواص مکانیکی آلیاژهای ورق استیل 304 تا ضخامت 8 میلیمتر
| نوع ویژگی مکانیکی | استیل 304 | استیل 304L | استیل 304H |
| مقاومت کششی | 540 – 750 | 520 – 700 | – |
| ازدیاد طول A50 | مینیمم 45 درصد | حداقل 45 درصد | – |
| تنش تسلیم | 230 Min | 220 Min | – |
جدول 2ب. خواص مکانیکی آلیاژهای ورق استیل نگیر 304 با ضخامت 8 تا 75 میلیمتر
| نوع ویژگی مکانیکی | استیل 304 | استیل 304L | استیل 304H |
| مقاومت کششی | 520 – 720 | 500 – 700 | – |
| ازدیاد طول A50 | مینیمم 45 درصد | حداقل 45 درصد | – |
| تنش تسلیم | 210 Min | 200 Min | – |
جدول 2ج. ویژگی مکانیکی آلیاژ مقاطع و میلگرد استیل 304 تا قطر و ضخامت 160 میلیمتر
| نوع ویژگی مکانیکی | استیل 304 | استیل 304L | استیل 304H |
| مقاومت کششی | 500 – 700 | 500 – 700 | -500 – 700 |
| ازدیاد طول A50 | حداقل 45 درصد | حداقل 45 درصد | حداقل 40 درصد |
| تنش تسلیم | 190 | 175 Min | 185 Min |
| سختی (برینل) | 215 Max HB | 215 Max HB | – |
لازم است یادآور شویم که جدول بالا مشخصات مقاطع استیل همچون میلگرد و میله، قوطی و لوله استیل 304 است.
خواص فیزیکی استیل 304
جدول 3. خواص فیزیکی آلیاژهای استنلس استیل ضدزنگ 304
| ویژگی استیل | استیل304 |
| نقطه ذوب | 1450 ℃ |
| چگالی | 8.00 گرم بر سانتی مترمکعب |
| انبساط حرارتی | 17.2*10^-6 |
| مدول الاستیسیته | 193 گیگا پاسکال |
| رسانایی حرارتی | 16.2 W/m.K |
نامگذاری و استاندارد استیل نگیر 304
درجه استیل 1.4301/304 نیز با استاندارد S30400، 304S15، 304S16، 304S31 و EN58E مطابقت دارد.
ویژگی‌های اصلی استنلس استیل نگیر زنگ‌نزن گرید 304
چگالی فولاد 304 حدود 8 گرم بر سانتی متر مکعب یا 0.289 پوند بر اینچ است. فولاد نوع 304 نیز به سه نوع اصلی تقسیم می شود: آلیاژهای 304، 304L و 304H که از نظر شیمیایی بر اساس محتوای کربن متفاوت هستند. 304L دارای کمترین درصد کربن (0.03٪)، 304H دارای بالاترین (0.04-0.1٪) و 304 متعادل اختلاف را تقسیم می کند (0.08٪). به طور کلی، 304L برای اجزای جوشکاری بزرگی که نیازی به بازپخت پس از جوش ندارند، رزرو می شود، زیرا درصد کربن پایین باعث افزایش شکل پذیری می شود. برعکس، 304H بیشتر در دماهای بالا استفاده می شود که در آن افزایش محتوای کربن به حفظ استحکام آن در هنگام گرما کمک می کند.
فولاد نوع 304 آستنیتی است که به سادگی نوعی ساختار مولکولی است که از ترکیب آلیاژ آهن، کروم و نیکل ساخته شده است. فولاد 304 را اساساً غیر مغناطیسی می کند و نگیر و به دلیل اینکه فولادهای آستنیتی معمولاً کربن کمی دارند، ضعف کمتری در برابر خوردگی بین دانه ها به آن می دهد. فولاد 304 با استفاده از اکثر روش های جوشکاری، چه با پرکننده و چه بدون پرکننده، به خوبی جوش می دهد و به راحتی می کشد، شکل می گیرد و به شکل می چرخد.
مقاومت در برابر خوردگی و اثرات دما
فولاد نوع 304 که محبوب ترین استیل نگیر است، به طور طبیعی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی آن انتخاب می شود. در بسیاری از محیط‌های مختلف می‌تواند در برابر زنگ‌زدگی مقاومت کند و تنها توسط کلریدها مورد حمله قرار می‌گیرد. همچنین در دماهای گرم (بالای 60 درجه سانتیگراد) افزایش حفره را تجربه می کند، اگرچه نمرات کربن بالاتر (304H) این اثر را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. این بدان معنی است که فولاد 304 عمدتاً نه در دماهای بالا، بلکه در محلول های آبی که تماس مداوم با مواد خورنده می تواند آلیاژ را فرسوده کند، زنگ می زند. فولادهای 304 به آسانی با عملیات حرارتی سخت نمی شوند، اما می توان آن را برای افزایش کارایی و کار سرد برای افزایش استحکام آنیل کرد. اگر مقاومت در برابر خوردگی اولویت بالایی برای پروژه دارد، 304L بهترین انتخاب است زیرا کاهش محتوای کربن آن باعث کاهش خوردگی بین دانه ای می شود.
مقاومت حرارتی استیل 304
استیل 304 در سرویس متناوب تا 870 درجه سانتیگراد و در سرویس مداوم تا 925 درجه سانتیگراد مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون دارد. با این حال، در صورت نیاز به مقاومت در برابر خوردگی در آب، استفاده مداوم در دمای 425-860 درجه سانتیگراد توصیه نمی شود. در این مورد 304L به دلیل مقاومت در برابر بارش کاربید توصیه می شود.
در مواردی که مقاومت بالا در دماهای بالاتر از 500 درجه سانتیگراد و تا 800 درجه سانتیگراد مورد نیاز است، درجه 304H توصیه می شود. این ماده مقاومت در برابر خوردگی آبی را حفظ خواهد کرد.
روش تولید و ساخت استیل 304
ساخت تمام فولادهای ضد زنگ باید فقط با ابزارهای اختصاص داده شده به مواد فولادی ضد زنگ انجام شود. ابزار و سطوح کار باید قبل از استفاده کاملاً تمیز شوند. این اقدامات احتیاطی برای جلوگیری از آلودگی متقاطع استیل توسط فلزاتی که به راحتی خورده می شوند و ممکن است سطح محصول ساخته شده را تغییر رنگ دهند، ضروری هستند.
کار سرد استیل 304
استیل 304 به راحتی کار می کند. روش‌های ساخت شامل کار سرد ممکن است نیاز به مرحله بازپخت میانی داشته باشد تا سختی کار را کاهش دهد و از پارگی یا ترک خوردن جلوگیری کند. در پایان ساخت باید از عملیات بازپخت کامل برای کاهش تنش های داخلی و بهینه سازی مقاومت در برابر خوردگی استفاده شود.
کار گرم استیل 304
روش های ساخت مانند آهنگری که شامل کار گرم می شود باید پس از حرارت دهی یکنواخت تا دمای 1149-1260 درجه سانتیگراد رخ دهد. سپس قطعات ساخته شده باید به سرعت خنک شوند تا از حداکثر مقاومت در برابر خوردگی اطمینان حاصل شود.
عملیات حرارتی استیل 304
استیل 304 نمی تواند با عملیات حرارتی سخت شود.
درمان محلول یا بازپخت را می توان با خنک کردن سریع پس از حرارت دادن به 1010-1120 درجه سانتیگراد انجام داد.
ماشین کاری فولاد ضدزنگ گرید 304
استیل 304 ماشینکاری خوبی دارد. ماشینکاری را می توان با استفاده از قوانین زیر افزایش داد:
- لبه های برش باید تیز نگه داشته شوند. لبه های مات باعث سخت شدن بیش از حد کار می شوند.
- برش ها باید سبک اما به اندازه کافی عمیق باشند تا از سخت شدن کار با سوار شدن بر روی سطح مواد جلوگیری کنند.
- تراشه‌شکن‌ها باید به کار گرفته شوند تا به اطمینان حاصل شود که دسته‌ها از کار خارج نمی‌شوند
رسانایی حرارتی پایین آلیاژهای آستنیتی منجر به تمرکز گرما در لبه های برش می شود. این بدان معناست که خنک کننده ها و روان کننده ها ضروری هستند و باید در مقادیر زیاد استفاده شوند.
جوشکاری استیل 304
عملکرد جوش فیوژن برای استیل 304 هم با پرکننده و هم بدون پرکننده عالی است. میله ها و الکترودهای پرکننده توصیه شده برای استیل گرید 304 استیل درجه 308 است. برای 304L پرکننده توصیه شده 308L است. قطعات جوشی سنگین ممکن است به بازپخت پس از جوش نیاز داشته باشند. این مرحله برای 304L مورد نیاز نیست. در صورتی که عملیات حرارتی پس از جوش امکان پذیر نباشد می توان از درجه 321 استفاده کرد.
کاربردهای استیل 304
استیل 304 معمولاً در موارد زیر استفاده می شود:
- سینک ظرفشویی استیل
- قابلمه ها
- کارد و چنگال و ظروف و بشقاب
- تابلوسازی معماری
- ظروف بهداشتی و فرورفتگی
- لوله
- تجهیزات تولید نوشیدنی، لبنیات، مواد غذایی و دارویی
- فنر، مهره، پیچ و مهره و پیچ
فرم‌ها و شکل‌های استنلس استیل درجه 304 که در بازار خرید و فروش می‌شود
استیل 304 معمولاً در طیف وسیعی از پرداخت ها به اشکال زیر عرضه می شود:
- ورق استیل رولی یا کویل
- نوار یا تسمه استیل
- قوطی و پروفیل استیل
- ورق لاتون
- شفت، میله یا میلگرد استیل
- اتصالات و فلنج
- لوله استیل
- پلیت(ورق ضخامت بیشتر از 6 میلیمتر را پلیت می‌نامند که با نورد گرم تولید می‌شود)
- شیت استیل(ورق با ضخامت کمتر از 6 میلیمتر را شیت می‌نامند و با نورد سرد ساخته می‌شود)
- ورق رولی استیل
مزایای استفاده از استنلس استیل 304
فولاد ضد زنگ 304 در مقایسه با فلزات دیگر مزایای زیادی دارد. به راحتی خورده نمی شود و برای مناطقی که مستعد رطوبت یا مواد شیمیایی خورنده هستند ایده آل است. این می تواند بدون از دست دادن استحکام یا سختی دماهای بالا را تحمل کند و برای استفاده در قطعات کوره یا مبدل های حرارتی مناسب است. همچنین شکل پذیری بسیار خوبی دارد، به این معنی که می توان آن را به راحتی به اشکال پیچیده درآورد، بدون اینکه از نظر استحکام یا دوام به خطر بیفتد. در نهایت، غیر مغناطیسی است، که آن را برای قطعات الکتریکی مانند سوئیچ ها و رله ها ایده آل می کند.
ویژگی مغناطیسی؛ استیل 304 نگیر است یا بگیر؟
استیل آستنیتی درجه 304 مغناطیسی نیست، به این معنی که نمی تواند توسط میدان های مغناطیسی جذب شود و آهنربای دائمی را روی سطح خود نگه نمی دارد و به آن نمی‌چسبد، لذا استیل گرید 304نگیر است.
این می تواند عامل مهمی برای انتخاب مواد برای پروژه های مهندسی خاص و انواع خاصی از تجهیزات باشد که در آن وجود مغناطیس می تواند عملکرد را مختل کند.
البته فولاد ضد زنگ 304 به دلیل وجود کروم و نیکل در ترکیب آلیاژ آن، درجاتی از مغناطیس روی سطح خود دارد. با این حال، این مقدار در مقایسه با سایر مواد فرومغناطیسی مانند آهن یا آلیاژهای کبالت بسیار ضعیف است و نباید بر اکثر کاربردهایی که برای عملکرد مناسب به غیر مغناطیسی کامل متکی هستند تأثیر بگذارد. اگر برای کاربرد خود به یک ماده کاملاً غیر مغناطیسی و نگیر نیاز دارید، باید به جای آن از نوع دیگری از فولاد ضد زنگ مانند استیل درجه 316L یا آلیاژ تیتانیوم استفاده کنید.
آیا استیل 304 خوبه برای خرید؟
فولاد ضد زنگ یا استیل 304 یک فلز همه کاره با خواص مفید بسیاری است که به مانند استیل 316، آن را برای استفاده در طیف گسترده ای از کاربردها ایده آل می کند. مقاومت آن در برابر خوردگی آن را برای استفاده در محیط هایی که ممکن است در معرض رطوبت یا مواد شیمیایی خورنده باشد عالی می کند، در حالی که مقاومت آن در دمای بالا آن را برای قطعات کوره یا مبدل های حرارتی مناسب می کند. شکل پذیری آن اجازه می دهد تا اشکال پیچیده بدون به خطر انداختن استحکام ایجاد شود، در حالی که ماهیت غیر مغناطیسی و نگیر بودن، آن را برای اجزای الکتریکی مانند کلیدها و رله ها عالی می کند. به این دلایل، استیل 304 همچنان یکی از پرمصرف ترین فلزات در سراسر جهان است و در ایران به صورت شفت، میله یا میلگرد، ورق استیل رولی و پلیت، تسمه و نوار خرید و فروش می‌شود.
