استیل ۳۰۴، به دلیل مقاومت استثنایی در برابر خوردگی و تطبیقپذیری در صنایع گوناگون، از جمله تجهیزات پزشکی، صنایع غذایی و سازههای معماری، جایگاه ویژهای در مهندسی مواد دارد. اطلاعات دقیق درباره چگالی، دمای ذوب و خواص مکانیکی این آلیاژ، به مهندسان و خریداران کمک میکند تا انتخابی آگاهانه برای پروژههای حساس داشته باشند. این مقاله از سایت تخصصی استیل فروش شهر استیل با ارائه تحلیل جامع، علمی و کاربرپسند، شما را با ویژگیهای کلیدی استیل ۳۰۴ آشنا میکند و انگیزهای برای مطالعه عمیقتر ایجاد میکند.
تعریف استیل ۳۰۴: فولاد ضدزنگ آستنیتی گرید ۱۸/۸
استیل ۳۰۴، پرکاربردترین فولاد ضدزنگ آستنیتی، با نام ۱۸/۸ شناخته میشود که به ترکیب ۱۸٪ کروم و ۸٪ نیکل اشاره دارد. این آلیاژ در اوایل قرن بیستم توسعه یافت و به دلیل دوام، مقاومت بالا و انعطافپذیری، به استانداردی جهانی در صنایع تبدیل شد. استانداردهای بینالمللی مانند 1.4301 و UNS S30400 برای شناسایی دقیق آن استفاده میشوند. اگر میخواهید درباره فولاد آستنیتی بیشتر بدانید، مقاله استیل آستنیتی چیست را مطالعه کنید.
گریدهای مرتبط مانند 304L (کمکربن) و 304H (پرکربن) برای کاربردهای خاص طراحی شدهاند. این گریدها در فرآیندهای جوشکاری یا محیطهای با دمای بالا عملکرد بهتری ارائه میدهند. نامگذاری ۱۸/۸، نشاندهنده ترکیب شیمیایی است که تعادل بینظیری بین مقاومت خوردگی و شکلپذیری ایجاد میکند. پیشتر به صورت مفصل درباره استیل ۱۰/۱۸ چیست صحبت کرده بودیم.
- تاریخچه مختصر: توسعه استیل ۳۰۴ به دهه ۱۹۲۰ بازمیگردد، زمانی که نیاز به مواد مقاوم در برابر خوردگی افزایش یافت.
- استانداردها: استانداردهایی مانند EN 1.4301 و AISI 304، شناسایی دقیق این آلیاژ را تضمین میکنند.
- گریدهای مرتبط: 304L برای جوشکاری و 304H برای دماهای بالا مناسبتر هستند.
این ویژگیها، استیل ۳۰۴ را به گزینهای ایدهآل برای تولید ورق استیل نگیر و لوله استیل ۳۰۴ تبدیل کردهاند.
مشخصات شیمیایی و فیزیکی استیل ۳۰۴
ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی استیل ۳۰۴، آن را به مادهای منحصربهفرد برای کاربردهای صنعتی و تجاری تبدیل کرده است. این بخش به بررسی دقیق این مشخصات در دو زیرمجموعه میپردازد.
ترکیب شیمیایی
ترکیبات استیل ۳۰۴، ترکیبی متعادل از عناصر کلیدی است که مقاومت در برابر خوردگی و استحکام مکانیکی را تضمین میکند. جدول زیر، محدوده استاندارد این عناصر را نشان میدهد:
| عنصر | حداقل مقدار (%) | حداکثر مقدار (%) | نقش در آلیاژ |
|---|---|---|---|
| کربن (C) | - | 0.08 | افزایش استحکام، کاهش چقرمگی |
| منگنز (Mn) | - | 2.00 | بهبود شکلپذیری و استحکام |
| سیلیسیم (Si) | - | 0.75 | افزایش مقاومت به اکسیداسیون |
| فسفر (P) | - | 0.045 | بهبود قابلیت ماشینکاری |
| گوگرد (S) | - | 0.030 | بهبود ماشینکاری، کاهش چقرمگی |
| کروم (Cr) | 18.00 | 20.00 | ایجاد لایه محافظ اکسیدی |
| نیکل (Ni) | 8.00 | 10.50 | بهبود شکلپذیری و مقاومت خوردگی |
کروم با ایجاد لایه اکسیدی محافظ، از خوردگی جلوگیری میکند. نیکل، چقرمگی و انعطافپذیری را در دماهای مختلف بهبود میبخشد. این ترکیب شیمیایی، استیل ۳۰۴ را برای تولید پروفیل استیل ۳۰۴ و توری استیل ۳۰۴ مناسب میسازد. کنترل دقیق این عناصر، کیفیت محصول نهایی را تضمین میکند.
چگالی و خواص فیزیکی مهم
چگالی استیل ۳۰۴ حدود ۷.۹۳ گرم بر سانتیمتر مکعب (۷۹۳۰ کیلوگرم بر متر مکعب یا ۰.۲۸۶ پوند بر اینچ مکعب) است. این مقدار برای محاسبات وزن در طراحی سازهها و تجهیزات حیاتی است. دیگر خواص فیزیکی شامل موارد زیر هستند:
- مدول الاستیک: حدود ۱۹۳ گیگاپاسکال، نشاندهنده سختی و توانایی بازگشت به حالت اولیه پس از تنش.
- ضریب انبساط حرارتی: ۱۷.۳ میکرومتر بر متر بر درجه سانتیگراد (۲۰–۱۰۰°C)، که در طراحی قطعات در معرض تغییرات دما مهم است.
- هدایت حرارتی: ۱۶.۲ وات بر متر-کلوین در ۱۰۰ درجه سانتیگراد، مناسب برای کاربردهای حرارتی متوسط.
- مقاومت الکتریکی: ۷۲ میکرواهم-سانتیمتر در ۲۰ درجه سانتیگراد، که در کاربردهای الکتریکی مورد توجه است.
این خواص، استیل ۳۰۴ را برای ساخت مفتول استیل ۳۰۴ و قطعات دقیق در صنایع مختلف ایدهآل میکنند. چگالی ثابت و خواص فیزیکی پایدار، اطمینان از عملکرد در شرایط سخت را فراهم میکنند.
دمای ذوب استیل ۳۰۴
دمای ذوب استیل ۳۰۴ بین ۱۴۰۰ تا ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد (۲۵۵۰ تا ۲۶۴۰ درجه فارنهایت) قرار دارد. این محدوده بالا، امکان استفاده از این آلیاژ در فرآیندهای صنعتی با دمای بالا، مانند ریختهگری و جوشکاری، را فراهم میکند. در مقایسه، استیل ۳۱۶ دمای ذوب کمی پایینتر (۱۳۷۱–۱۳۹۹ درجه سانتیگراد) دارد که برای برخی کاربردها محدودیت ایجاد میکند.
- اهمیت دمای ذوب: این ویژگی، استیل ۳۰۴ را برای کورهها و تجهیزات حرارتی مناسب میکند.
- مقایسه با گریدهای دیگر: استیل ۳۲۱ دمای ذوب مشابهی دارد، اما برای دماهای بالاتر پایدارتر است.
- کاربردها: دمای ذوب بالا در تولید ورق استیل دکوراتیو و قطعات مقاوم به حرارت حیاتی است.
این ویژگی، استیل ۳۰۴ را به گزینهای مطمئن برای محیطهای با دمای بالا تبدیل میکند. پایداری حرارتی آن، از تغییر شکل در شرایط سخت جلوگیری میکند.
خواص مکانیکی استیل ۳۰۴
خواص مکانیکی استیل ۳۰۴، از جمله مقاومت کششی، شکلپذیری و سختی، آن را برای کاربردهای متنوع صنعتی مناسب میکنند. این بخش، این خواص را در چهار زیرمجموعه بررسی میکند.
مقاومت تسلیم و کششی
مقاومت تسلیم استیل ۳۰۴ حدود ۲۰۵ مگاپاسکال و مقاومت کششی نهایی (UTS) بین ۵۰۵ تا ۷۴۵ مگاپاسکال است. این مقادیر بسته به ضخامت ورق، فرآیند کار سرد و استاندارد تولید تغییر میکنند. این ویژگیها برای طراحی و خرید میلگرد استیل ۳۰۴ و سازههای مقاوم حیاتیاند.
- مقاومت تسلیم: توانایی تحمل تنش بدون تغییر شکل دائمی را نشان میدهد.
- مقاومت کششی: امکان استفاده در قطعات تحت بارهای سنگین را فراهم میکند.
- کاربردها: این خواص در تولید لوله استیل ۳۰۴ و قطعات سازهای برجسته هستند.
این مقاومتها، استیل ۳۰۴ را برای کاربردهایی که نیاز به استحکام و دوام دارند، ایدهآل میکنند.
ازدیاد طول و شکلپذیری
استیل ۳۰۴ با حداقل ازدیاد طول ۴۰–۴۵٪، شکلپذیری فوقالعادهای دارد. حضور نیکل، این ویژگی را تقویت کرده و امکان کشش عمیق را فراهم میکند. این خاصیت برای تولید ورق استیل نگیر در قطعاتی با اشکال پیچیده ضروری است.
- ازدیاد طول: امکان تغییر شکل بدون ترکخوردگی را تضمین میکند.
- شکلپذیری: برای تولید سینک، ظروف و قطعات تزئینی مناسب است.
- مزیت نیکل: چقرمگی را حتی در دماهای پایین حفظ میکند.
این ویژگیها، استیل ۳۰۴ را به گزینهای انعطافپذیر برای صنایع مختلف تبدیل کردهاند.
سختی (Hardness)
سختی استیل ۳۰۴ در مقیاس برینل بین ۱۲۳ تا ۲۰۱ HB و در مقیاس راکول B بین ۷۰ تا ۹۲ HRB قرار دارد. این مقادیر با کار سرد افزایش مییابند. سختی مناسب، دوام و مقاومت در برابر سایش را تضمین میکند.
- سختی برینل: استانداردی برای ارزیابی مقاومت سطحی در کاربردهای صنعتی.
- سختی راکول: برای قطعات نازک و ورقها مناسبتر است.
- کاربردها: سختی متعادل، پروفیل استیل ۳۰۴ را برای سازهها مناسب میکند.
این سختی، تعادل بین دوام و قابلیت ماشینکاری را فراهم میکند.
مدول الاستیک و مقاومت در برابر خستگی و ضربه
مدول الاستیک استیل ۳۰۴ بین ۱۹۳ تا ۲۰۰ گیگاپاسکال است. چقرمگی بالا و عملکرد عالی در دماهای پایین، آن را برای محیطهای سخت مناسب میکند. مقاومت در برابر خستگی، برای قطعات تحت بارهای متناوب ایدهآل است.
- مدول الاستیک: پایداری ساختاری در برابر تنشهای الاستیک را تضمین میکند.
- چقرمگی: عملکرد خوب در آزمونهای ضربه، حتی در سرما.
- مقاومت خستگی: برای توری استیل 304 در کاربردهای دینامیک مناسب است.
این خواص، استیل ۳۰۴ را برای کاربردهای چالشبرانگیز صنعتی مناسب میکنند.
قابلیتهای پرداخت: عملیات حرارتی، جوشکاری، شکلدهی و سختکاری
استیل ۳۰۴ به دلیل قابلیت پردازش بالا، در فرآیندهای صنعتی متنوع استفاده میشود. عملیات حرارتی، جوشکاری و ماشینکاری، از مهمترین این قابلیتها هستند.
- عملیات حرارتی: آنیل در دمای ۱۰۱۰–۱۱۲۰ درجه سانتیگراد و خنککاری سریع انجام میشود. سختکاری حرارتی ممکن نیست، اما کار سرد استحکام را افزایش میدهد.
- جوشکاری: با روشهای استاندارد، جوشپذیری عالی دارد. گرید 304L نیاز به بازپخت کمتری دارد. ماشینکاری با ابزار تیز، خنککننده و برادهشکن توصیه میشود.
این قابلیتها، استیل ۳۰۴ را برای تولید مفتول استیل ۳۰۴ و قطعات پیچیده مناسب میکنند. فرآیندهای دقیق، کیفیت نهایی محصول را تضمین میکنند.
کاربردهای صنعتی استیل ۳۰۴
استیل ۳۰۴ به دلیل مقاومت خوردگی، شکلپذیری و دوام، در صنایع گوناگون از جمله غذایی، دارویی، معماری و ماشینسازی کاربرد دارد. این آلیاژ برای محیطهای متنوع ایدهآل است.
- صنایع غذایی و دارویی: در تجهیزات فرآوری، سینکها و ورق استیل دکوراتیو استفاده میشود.
- معماری و سازه: نردهها، قابها و پروفیل استیل ۳۰۴ از این آلیاژ ساخته میشوند.
- محیطهای خاص: در محیطهای کلریدی، گریدهای استیل ۳۱۶ یا ۳۲۱ ممکن است مناسبتر باشند.
این کاربردها، استیل ۳۰۴ را به گزینهای چندمنظوره تبدیل کردهاند.
مقایسه گرید ۳۰۴ با گزینههای جایگزین و اصلاحشده
شناخت تفاوتها بین گریدهای مختلف استیل سری ۳۰۴ میتواند در انتخاب دقیقتر برای کاربردهای خاص مؤثر باشد. اگرچه استیل ۳۰۴ یک انتخاب عمومی و پرکاربرد است، اما در برخی شرایط، نسخههای اصلاحشده یا آلیاژهای دیگر ممکن است عملکرد بهتری ارائه دهند و این از تفاوت استیل 304 و 316 و سایر گریدها است. برخی تفاوتهای کلیدی عبارتاند از:
- استیل ۳۰۴L: دارای کربن کمتر؛ مناسب برای جوشکاریهای سنگین، بدون نیاز به عملیات حرارتی بعد از جوش.
- استیل ۳۰۴H: حاوی کربن بیشتر؛ مناسب برای دمای بالا با مقاومت مکانیکی بهبود یافته.
- استیل 316: دارای مولیبدن؛ مقاومت بالاتر در برابر خوردگی حفرهای و محیطهای کلریدی.
- استیل 321: آلیاژ شده با تیتانیوم؛ پایدار در برابر رسوب کاربید در دمای بالا، جایگزین مناسب در جوشکاریهای حرارتی.
- فولاد 301: قابلیت سختشدن بالاتر با کار سرد، مناسب برای فنر و قطعات پرتنش.
انتخاب گرید باید بر اساس شرایط دما، خوردگی، تنش مکانیکی و نوع فرآیند باشد.
Stainless steel 304 and stainless steel 304L are also known as 1.4301 and 1.4307 respectively. Type 304 is the most versatile and widely used stainless steel. It is still sometimes referred to by its old name 18/8 which is derived from the nominal composition of type 304 being 18% chromium and 8% nickel. Type 304 stainless steel is an austenitic grade that can be severely deep drawn. This property has resulted in 304 being the dominant grade used in applications like sinks and saucepans. Type 304L is the low carbon version of 304. It is used in heavy gauge components for improved weldability.
فولاد ضد زنگ 304 و فولاد ضد زنگ 304L به ترتیب با نامهای 1.4301 و 1.4307 نیز شناخته میشوند. نوع 304 پرکاربردترین و پرکاربردترین فولاد ضد زنگ است. هنوز هم گاهی اوقات با نام قدیمی خود 18/8 شناخته میشود که از ترکیب اسمی نوع 304 که 18٪ کروم و 8٪ نیکل است، گرفته شده است. فولاد ضد زنگ نوع 304 یک گرید آستنیتی است که میتواند به شدت کشش عمیق داشته باشد. این ویژگی باعث شده است که 304 گرید غالب مورد استفاده در کاربردهایی مانند سینک و قابلمه باشد. نوع 304L نسخه کم کربن 304 است. در قطعات سنگین برای بهبود جوش پذیری استفاده میشود.
سخن پایانی
استیل ۳۰۴ با چگالی ۷.۹۳ گرم بر سانتیمتر مکعب، دمای ذوب ۱۴۰۰–۱۴۵۰ درجه سانتیگراد و خواص مکانیکی برجسته، انتخابی ایدهآل برای صنایع مختلف است. این آلیاژ در کاربردهایی که نیاز به مقاومت خوردگی، شکلپذیری و استحکام دارند، برتری دارد. برای اطلاعات بیشتر درباره قیمت ورق استیل 304 نگیر، با تأمینکنندگان معتبر تماس بگیرید.
