از فرآوری مواد غذایی گرفته تا تولید مواد شیمیایی، از سازه‌های معماری تا وسایل پزشکی، تقریباً هیچ صنعتی نمی‌تواند نیاز به فولاد ضد زنگ را به طور کامل حذف کند. با این حال، با وجود طیف وسیعی از گریدهای فولاد ضد زنگ موجود در بازار، چگونه می‌توان مناسب‌ترین گزینه را برای نیازهای خاص انتخاب کرد؟ این مقاله بر روی فولاد ضد زنگ سری 304 که پرکاربردترین است، تمرکز دارد و با تجزیه و تحلیل خواص، کاربردها و تفاوت‌های بین زیرگریدها، به تصمیم‌گیری آگاهانه در انتخاب مواد کمک می‌کند.

فولاد ضد زنگ 304، که به عنوان فولاد ضد زنگ 18/8 نیز شناخته می‌شود، یک فولاد ضد زنگ آستنیتی کروم-نیکل است. عبارت «18/8» نشان‌دهنده ترکیب اصلی آن، یعنی تقریباً 18٪ کروم و 8٪ نیکل است. نام‌گذاری مؤسسه آهن و فولاد آمریکا (AISI) منعکس‌کننده در دسترس بودن تجاری آن است. علاوه بر کروم و نیکل، فولاد ضد زنگ 304 حاوی عناصر آلیاژی مانند منگنز، سیلیسیم، نیتروژن، کربن، فسفر و گوگرد است که اثرات هم‌افزایی آن‌ها مقاومت در برابر خوردگی و دوام عالی را فراهم می‌کند.

فولاد ضد زنگ 304 به راحتی شکل‌پذیر است و می‌تواند به ساختارهای پیچیده مختلفی تبدیل شود و همین امر باعث می‌شود که به طور گسترده در صنایع تولیدی، ساختمانی و بهداشتی استفاده شود. علاوه بر این، فولاد ضد زنگ 304 قابلیت جوشکاری خوبی دارد و پس از جوشکاری مقاومت در برابر خوردگی عالی را حفظ می‌کند. وزن نسبتاً سبک آن باعث می‌شود که در کاربردهای جوشکاری مانند ورقه‌های فلزی، محصولات توری سیمی و خطوط لوله بخار، مورد توجه ویژه‌ای قرار گیرد.

فولاد ضد زنگ 304 یکپارچه نیست. بسته به نیازهای مختلف کاربردی، چندین زیرگرید توسعه یافته است، از جمله 304L، 304H و 304LN. این انواع دارای تفاوت‌های جزئی در ترکیب شیمیایی هستند که منجر به ویژگی‌های عملکردی متمایز می‌شود.

«L» مخفف «کم کربن» است. فولاد ضد زنگ 304L نسبت به فولاد ضد زنگ 304 استاندارد، محتوای کربن کمتری دارد، معمولاً زیر 0.03٪. در حالی که کاهش محتوای کربن، استحکام ساختاری را کمی کاهش می‌دهد، اما قابلیت جوشکاری را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد. محتوای کربن کمتر، خطر رسوب کاربیدها در حین جوشکاری را به حداقل می‌رساند و در نتیجه مقاومت در برابر خوردگی اتصالات جوش داده شده را افزایش می‌دهد. بنابراین، فولاد ضد زنگ 304L اغلب انتخاب بهتری برای کاربردهایی است که به جوشکاری گسترده و مقاومت در برابر خوردگی بالا نیاز دارند.

ترکیب شیمیایی فولاد ضد زنگ 304L (٪):

• کربن: ≤0.03
• کروم: 18.00-20.00
• آهن: تعادل
• منگنز: ≤2.00
• نیکل: 8.00-12.00
• نیتروژن: ≤0.10
• فسفر: ≤0.045
• سیلیسیم: ≤0.75
• گوگرد: ≤0.030

کاربردهای فولاد ضد زنگ 304L:

• صنعت جوشکاری
• مبدل‌های حرارتی
• ظروف شیمیایی
• صنعت رنگرزی
• صفحات جوش داده شده معدنی

«H» مخفف «کربن بالا» است. فولاد ضد زنگ 304H نسبت به فولاد ضد زنگ 304 استاندارد، محتوای کربن بالاتری دارد، معمولاً بین 0.04٪ تا 0.10٪. افزایش محتوای کربن، استحکام آن را در دمای بالا افزایش می‌دهد. در محیط‌هایی با دمای 550 درجه سانتی‌گراد تا 800 درجه سانتی‌گراد، فولاد ضد زنگ 304H استحکام خوبی را حفظ می‌کند. علاوه بر این، مقاومت در برابر اکسیداسیون عالی را ارائه می‌دهد و حتی در استفاده متناوب در دمای 870 درجه سانتی‌گراد یا استفاده مداوم در دمای 925 درجه سانتی‌گراد عملکرد خوبی دارد.

ترکیب شیمیایی فولاد ضد زنگ 304H (٪):

• کروم: 18.0-20.0
• نیکل: 8.0-10.5
• کربن: 0.04-0.10
• منگنز: ≤2.00
• فسفر: ≤0.045
• گوگرد: ≤0.030
• سیلیسیم: ≤0.75

کاربردهای فولاد ضد زنگ 304H:

• دیگ‌های بخار
• مبدل‌های حرارتی
• کندانسورها
• تجهیزات تخلیه بخار
• نیروگاه‌ها

فولاد ضد زنگ 304LN نوعی از فولاد ضد زنگ 304 است که نیتروژن به آن اضافه شده است. گنجاندن نیتروژن، استحکام تسلیم آن را افزایش می‌دهد و در عین حال چقرمگی خوبی را حفظ می‌کند. علاوه بر این، فولاد ضد زنگ 304LN عملکرد عالی در دمای بالا را نشان می‌دهد و حتی در دمای 1000 درجه سانتی‌گراد تا 1100 درجه سانتی‌گراد پایدار می‌ماند و مقاومت بیشتری در برابر تبدیل مارتنزیتی در دمای پایین نسبت به فولاد ضد زنگ 304L نشان می‌دهد.

ترکیب شیمیایی فولاد ضد زنگ 304LN (٪):

• کروم: 18-20
• نیکل: 8-12
• منگنز: ≤2
• سیلیسیم: ≤1
• نیتروژن: 0.1-0.16
• فسفر: ≤0.045
• کربن: ≤0.03
• گوگرد: ≤0.03
• آهن: تعادل

کاربردهای فولاد ضد زنگ 304LN:

• صنعت هسته‌ای
• صنعت نفت
• صنایع شیمیایی
• صنعت غذایی
• صنعت تولید

درک خواص فیزیکی و شیمیایی فولاد ضد زنگ 304 به انتخاب و استفاده بهتر کمک می‌کند.

خواص فیزیکی معمولی فولاد ضد زنگ 304:

ترکیب شیمیایی فولاد ضد زنگ 304 (٪):

• مقاومت در برابر خوردگی: بارزترین ویژگی فولاد ضد زنگ 304، مقاومت عالی آن در برابر خوردگی است که قادر به تحمل انواع محیط‌های خورنده است.
• ماشین‌کاری: فولاد ضد زنگ 304 به راحتی برش و شکل می‌گیرد و نیازهای مختلف تولید پیچیده را برآورده می‌کند.
• قابلیت پردازش حرارتی: فولاد ضد زنگ 304 دارای مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر اکسیداسیون خوبی است که برای استفاده در دماهای تا 870 درجه سانتی‌گراد مناسب است.
• عملیات حرارتی: فولاد ضد زنگ 304 را نمی‌توان با عملیات حرارتی سخت کرد، اما می‌توان آن را بازپخت کرد تا ماشین‌کاری و استحکام تسلیم آن بهبود یابد.
• قابلیت جوشکاری: فولاد ضد زنگ 304 دارای خواص جوشکاری خوبی است و می‌توان آن را با روش‌های مختلف جوش داد.
• قابلیت کار سرد: فولاد ضد زنگ 304 را می‌توان از طریق کار سرد تقویت کرد، اما باید مراقب بود که مقدار پردازش را کنترل کرد تا از ایجاد ترک جلوگیری شود.

• صنایع غذایی و آشامیدنی
• فناوری دریایی
• کارخانه‌های آب شیرین‌کن دریا
• صنایع شیمیایی
• پل‌ها
• مخازن ذخیره‌سازی
• صنایع پزشکی
• مهندسی عمران
• نیروگاه‌ها
• صنعت کشتی‌سازی
• سینک ظرفشویی و کالاهای مصرفی
• قطعات خودرو و هوافضا
• تولید بست‌ها و فلنج‌ها

فولاد ضد زنگ 304، با مقاومت عالی در برابر خوردگی، ماشین‌کاری خوب و طیف گسترده‌ای از کاربردها، به یک ماده ضروری در بخش صنعت تبدیل شده است. با درک خواص فولاد ضد زنگ 304 و زیرگرید‌های آن، کاربران می‌توانند تصمیمات آگاهانه‌تری در انتخاب مواد برای پاسخگویی به نیازهای مختلف کاربردی اتخاذ کنند.