معرفی استنلس استیل 304

استنلس استیل 304 یکی از پرکاربردترین و شناخته شده ترین آلیاژهای فولاد ضدزنگ است که به دلیل تعادل مطلوب میان مقاومت در برابر خوردگی، استحکام، قابلیت شکل دهی و هزینه ی اقتصادی، در طیف گسترده ای از صنایع جایگاه ویژه ای دارد. این آلیاژ از خانواده ی آستنیتی فولادهای زنگ نزن بوده و فاقد خاصیت مغناطیسی است، ویژگی ای که در بسیاری از کاربردهای حساس مورد توجه قرار می گیرد. در ادامه با ساختار، خواص و کاربردهای این آلیاژ ارزشمند بیشتر آشنا خواهیم شد.

استنلس استیل 304 چیست؟

استیل 304 یک آلیاژ فولادی بر پایه ی آهن است که با درصد قابل توجهی از کروم و نیکل تقویت شده است. این ترکیب شیمیایی موجب ایجاد لایه ای غیرفعال روی سطح فلز می شود که از آن در برابر عوامل خورنده محافظت می کند. استیل 304 به عنوان گرید پایه ی فولادهای زنگ نزن آستنیتی شناخته می شود و معمولاً در محیط هایی با رطوبت، اسیدهای ملایم و نمک های خورنده به کار گرفته می شود. این گرید تحت استانداردهای بین المللی مختلفی از جمله ASTM A240 و EN 1.4301 تعریف شده است.برای اطلاع از قیمت ورق استیل 304، شناخت دقیق ترکیبات، ویژگی‌ها و کاربردهای این آلیاژ می‌تواند به انتخابی آگاهانه و مقرون‌به‌صرفه کمک کند.

ترکیبات شیمیایی استیل 304

در ترکیب شیمیایی استیل 304، کروم بین 18 تا 20 درصد و نیکل بین 8 تا 10.5 درصد قرار دارد. عناصر دیگر مانند منگنز، سیلیکون، کربن و فسفر نیز در مقادیر کمتر حضور دارند. کروم عامل اصلی در مقاومت در برابر خوردگی این آلیاژ است، در حالی که نیکل ساختار آستنیتی را پایدار می کند و شکل پذیری را بهبود می بخشد. مقادیر پایین کربن (کمتر از 0.08 درصد) موجب افزایش مقاومت به خوردگی بین دانه ای در دمای بالا می شود.

ویژگی های فیزیکی و مکانیکی استیل 304

استیل 304 دارای چگالی حدود 8 گرم بر سانتی متر مکعب، نقطه ذوبی بین 1400 تا 1450 درجه سانتی گراد و مقاومت کششی بین 500 تا 750 مگاپاسکال است. این آلیاژ همچنین دارای حد تسلیم حدود 215 مگاپاسکال و ازدیاد طول 40 درصدی پیش از شکست است. خواص مکانیکی مناسب، در کنار هدایت حرارتی متوسط و ضریب انبساط حرارتی مشخص، آن را برای عملیات های ساخت و تولید بسیار مطلوب کرده است.

مزایای استفاده از استیل 304

مقاومت در برابر خوردگی

یکی از برجسته ترین مزایای استیل 304، مقاومت بالا در برابر خوردگی در محیط های مرطوب و خورنده است. تشکیل لایه ی اکسید کروم غیرفعال روی سطح فلز، مانعی مؤثر در برابر نفوذ مواد خورنده ایجاد می کند. این ویژگی باعث می شود استیل 304 برای کاربردهایی که در تماس مداوم با آب، بخار و برخی مواد شیمیایی هستند، انتخابی ایده آل باشد.

دوام و طول عمر بالا

طول عمر بالای استیل 304 ناشی از ساختار مقاوم آن در برابر سایش، اکسیداسیون و تنش های مکانیکی است. این آلیاژ حتی در شرایط سخت صنعتی نیز دچار افت عملکرد نمی شود و نیاز به نگهداری مکرر ندارد، که همین امر موجب کاهش هزینه های عملیاتی در بلندمدت می شود.

قابلیت شکل پذیری و جوش پذیری

استیل 304 از جمله آلیاژهایی است که به راحتی می توان آن را خم کرد، کشید یا پرس کاری کرد، بدون اینکه دچار ترک یا شکستگی شود. همچنین این آلیاژ قابلیت جوشکاری بسیار بالایی دارد و می توان با روش هایی مانند TIG، MIG و جوش قوس الکتریکی، اتصالاتی مستحکم ایجاد کرد. این مزایا، فرآیند ساخت و تولید قطعات پیچیده را ساده تر و سریع تر می کند.

کاربردهای استنلس استیل 304 در صنایع مختلف

صنایع غذایی و دارویی

در صنایع غذایی و دارویی، پاکیزگی و مقاومت به خوردگی از اهمیت بالایی برخوردار است. استیل 304 به دلیل سطح صاف و غیرمتخلخل خود، از تجمع باکتری ها جلوگیری می کند و به آسانی تمیز می شود. این ویژگی ها آن را برای ساخت تجهیزات پردازش مواد غذایی، مخازن ذخیره سازی، میزهای استریل، و خطوط تولید دارویی مناسب کرده است.

صنایع ساختمانی و معماری

زیبایی سطح براق، مقاومت به زنگ زدگی و دوام بالا باعث شده است که استیل 304 در طراحی نماها، نرده ها، آسانسورها و دستگیره ها به کار رود. این آلیاژ نه تنها زیبایی ظاهری را ارتقا می دهد، بلکه در برابر تغییرات جوی نیز مقاومت بالایی از خود نشان می دهد، ویژگی ای که برای مصارف خارجی بسیار حائز اهمیت است.

تجهیزات صنعتی و شیمیایی

در صنایعی که با مواد شیمیایی، دماهای بالا یا فشارهای سنگین سر و کار دارند، استیل 304 با حفظ خواص مکانیکی خود عملکرد قابل اعتمادی ارائه می دهد. استفاده از آن در ساخت مبدل های حرارتی، مخازن تحت فشار و لوله کشی ها رایج است. با اینکه برای برخی مواد خورنده قوی، گریدهای مقاوم تر توصیه می شود، اما در اکثر کاربردهای صنعتی، 304 انتخابی اقتصادی و کارآمد است.

تفاوت استیل 304 با سایر گریدهای استنلس استیل

مقایسه استیل 304 با استیل 316

استیل 316 نیز همانند 304 ساختاری آستنیتی دارد، اما تفاوت کلیدی در حضور عنصر مولیبدن در ترکیب آن است. این عنصر مقاومت استیل 316 را در برابر خوردگی های کلریدی و اسیدی افزایش می دهد. بنابراین در محیط های بسیار خورنده مانند محیط های دریایی یا فرآیندهای شیمیایی پیشرفته، استیل 316 انتخاب مناسب تری است. در مقابل، استیل 304 از نظر هزینه مقرون به صرفه تر است و برای بسیاری از کاربردهای عمومی کفایت می کند.

مقایسه استیل 304 با استیل 430

برخلاف استیل 304 که آستنیتی و غیرمغناطیسی است، استیل 430 ساختاری فریتی و مغناطیسی دارد. این گرید از نیکل کمتری برخوردار است و در نتیجه مقاومت کمتری نسبت به خوردگی دارد، اما قیمت پایین تری دارد. بنابراین در کاربردهایی که زیبایی سطح و مقاومت به خوردگی شدید ضروری نیست، مانند قطعات تزئینی یا کاربردهای خانگی، استیل 430 می تواند گزینه مناسبی باشد.

درک تفاوت میان گریدهای مختلف مانند استیل 304 و سایر فولادهای زنگ‌نزن، نقش مهمی در تحلیل قیمت فولاد آلیاژی و انتخاب مناسب‌ترین گزینه برای هر کاربرد صنعتی دارد.

معایب و محدودیت های استیل 304

محدودیت در برابر مواد شیمیایی خاص

اگرچه استیل 304 در برابر بسیاری از مواد خورنده مقاوم است، اما در برابر برخی اسیدهای قوی مانند سولفوریک یا کلریدریک اسید، دچار خوردگی می شود. در این شرایط، استفاده از گریدهای مقاوم تر مانند 316 یا آلیاژهای خاص نیکل توصیه می شود.

حساسیت به کلریدها و خوردگی موضعی

یکی از نقاط ضعف استیل 304، حساسیت آن به خوردگی حفره ای در حضور یون های کلرید است. این نوع خوردگی که به صورت نقاط ریز و عمقی روی سطح فلز ظاهر می شود، می تواند در محیط های دریایی یا در تماس با آب نمک تشدید شود. برای مقابله با این مشکل، یا باید از پوشش های محافظ استفاده کرد یا گرید مقاوم تری مانند 316 را جایگزین نمود.

سوالات متداول