November 5, 2025
من تجهيز الأغذية إلى الإنتاج الكيميائي، ومن الهياكل المعمارية إلى الأجهزة الطبية، بالكاد يمكن لأي صناعة أن تلغي الحاجة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ تمامًا. ومع ذلك، مع وجود مجموعة مبهرة من درجات الفولاذ المقاوم للصدأ المتوفرة في السوق، كيف يمكن للمرء تحديد الخيار الأكثر ملاءمة لاحتياجات محددة؟ تركز هذه المقالة على الفولاذ المقاوم للصدأ من سلسلة 304 الأكثر استخدامًا، وتحليل خصائصه وتطبيقاته والاختلافات بين درجاته الفرعية للمساعدة في اتخاذ قرارات مستنيرة لاختيار المواد.
الفولاذ المقاوم للصدأ 304، المعروف أيضًا باسم الفولاذ المقاوم للصدأ 18/8، هو الفولاذ المقاوم للصدأ والنيكل والكروم الأوستنيتي. يشير التصنيف "18/8" إلى تركيبته الرئيسية التي تبلغ حوالي 18% كروم و8% نيكل. تعكس تسمية المعهد الأمريكي للحديد والصلب (AISI) توفره التجاري. بالإضافة إلى الكروم والنيكل، يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 304 على عناصر صناعة السبائك مثل المنغنيز والسيليكون والنيتروجين والكربون والفوسفور والكبريت، والتي توفر تأثيراتها التآزرية مقاومة ممتازة للتآكل ومتانة.
الفولاذ المقاوم للصدأ 304 قابل للتشكيل بسهولة ويمكن معالجته إلى هياكل معقدة مختلفة، مما يجعله مستخدمًا على نطاق واسع في صناعات التصنيع والبناء والأدوات الصحية. علاوة على ذلك، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ 304 يوفر قابلية لحام جيدة، ويحافظ على مقاومة ممتازة للتآكل بعد اللحام. وزنها الخفيف نسبيًا يجعلها مفضلة بشكل خاص في تطبيقات اللحام مثل الصفائح المعدنية، ومنتجات الشبكات السلكية، وخطوط أنابيب البخار.
الفولاذ المقاوم للصدأ 304 ليس متجانسًا؛ اعتماداً على متطلبات التطبيق المختلفة، تم تطوير العديد من الدرجات الفرعية، بما في ذلك 304L، 304H، و304LN. تحتوي هذه المتغيرات على اختلافات طفيفة في التركيب الكيميائي، مما يؤدي إلى خصائص أداء مميزة.
يشير الحرف "L" إلى "منخفض الكربون". يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 304L على محتوى كربون أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 القياسي، وعادة ما يكون أقل من 0.03%. في حين أن انخفاض محتوى الكربون يقلل قليلاً من القوة الهيكلية، فإنه يحسن بشكل كبير قابلية اللحام. يقلل محتوى الكربون المنخفض من خطر ترسيب الكربيد أثناء اللحام، وبالتالي تعزيز مقاومة التآكل للمفاصل الملحومة. لذلك، غالبًا ما يكون الفولاذ المقاوم للصدأ 304L هو الخيار الأفضل للتطبيقات التي تتطلب لحامًا مكثفًا ومقاومة عالية للتآكل.
التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ 304L (%):
تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ 304L:
يشير الحرف "H" إلى "عالي الكربون". يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 304H على محتوى كربون أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 القياسي، وعادة ما يتراوح بين 0.04% و0.10%. يعزز محتوى الكربون المتزايد قوته في درجات الحرارة العالية. في البيئات التي تتراوح من 550 درجة مئوية إلى 800 درجة مئوية، يحافظ الفولاذ المقاوم للصدأ 304H على قوة جيدة. بالإضافة إلى ذلك، فهو يوفر مقاومة ممتازة للأكسدة، ويعمل بشكل جيد حتى في ظل الاستخدام المتقطع عند 870 درجة مئوية أو الاستخدام المستمر عند 925 درجة مئوية.
التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ 304H (%):
تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ 304H:
الفولاذ المقاوم للصدأ 304LN هو نوع مختلف من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مع إضافة النيتروجين. يؤدي تضمين النيتروجين إلى زيادة قوة إنتاجه مع الحفاظ على صلابة جيدة. علاوة على ذلك، يُظهر الفولاذ المقاوم للصدأ 304LN أداءً ممتازًا في درجات الحرارة العالية، ويظل مستقرًا حتى عند 1000 درجة مئوية إلى 1100 درجة مئوية ويظهر مقاومة أكبر للتحول المارتنسيتي منخفض الحرارة مقارنةً بالفولاذ المقاوم للصدأ 304L.
التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ 304LN (%):
تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ 304LN:
يساعد فهم الخصائص الفيزيائية والكيميائية للفولاذ المقاوم للصدأ 304 في الاختيار والاستخدام بشكل أفضل.
الخصائص الفيزيائية النموذجية للفولاذ المقاوم للصدأ 304:
| ملكية | قيمة |
|---|---|
| درجة حرارة التلدين | 1010 درجة مئوية – 1120 درجة مئوية |
| كثافة | 8 جم/سم3 |
| معامل مرن | 193-200 جيجا باسكال |
| صلابة | 215 غ.ب |
| قوة الشد | 500-700 ميجا باسكال |
| قوة العائد | 190-240 ميجا باسكال |
| الموصلية الحرارية | 1.72E-5 1/ك |
| نقطة الانصهار | 1450 درجة مئوية |
| السعة الحرارية المحددة | 500 جول/(كجم·ك) |
| المقاومة الكهربائية | 0.73 × 106أوم · م |
التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ 304 (٪):
| عنصر | محتوى |
|---|---|
| الكربون | .070.07 |
| الكروم | 17.50 - 19.50 |
| المنغنيز | .002.00 |
| السيليكون | .001.00 |
| الفوسفور | .00.045 |
| الكبريت | .0.015 |
| النيكل | 8.00 – 10.50 |
| نتروجين | .10.10 |
| حديد | توازن |
أصبح الفولاذ المقاوم للصدأ 304، بمقاومته الممتازة للتآكل، وقابلية التشغيل الجيدة، ومجموعة واسعة من التطبيقات، مادة لا غنى عنها في القطاع الصناعي. من خلال فهم خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ 304 ودرجاته الفرعية، يمكن للمستخدمين اتخاذ قرارات مستنيرة بشكل أفضل في اختيار المواد لتلبية احتياجات التطبيقات المختلفة.
