304 در مقابل 316 فولاد ضد زنگ

آستنیتی 304 در مقابل 316 فولاد ضد زنگ اغلب به عنوان فولادهای زنگ نزن جراحی یا پزشکی شناخته می شود و از رایج ترین موارد استفاده می شود..

تمایز اولیه بین 304 و 316 فولاد ضد زنگ در افزودن مولیبدن به 316, که مقاومت در برابر خوردگی آن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد, به ویژه در محیط های شور یا غنی از کلرید.

بنابراین, چگونه بین آنها تصمیم می گیرید? در این مقاله, خواص آنها را می شکنیم, شباهت ها, و تفاوت ها به شما کمک می کند تا انتخاب درستی داشته باشید.

1. چیست 304 فولاد ضد زنگ?

304 فولاد ضد زنگ یا 304 SS فولاد درجه آستنیتی است که حاوی 18% کروم و 8% نیکل (از این رو نام 18/8) و سایر عناصر آلیاژی مانند کربن, فسفر, گوگرد, سیلیکون, و منگنز.

304 فولاد ضد زنگ یکی از محبوب ترین و همه کاره ترین فولادهای ضد زنگ موجود است. بخشی از خانواده آستنیتی است, به این معنی که ساختار کریستالی مکعبی رو به مرکز دارد, که به مقاومت در برابر خوردگی عالی و شکل پذیری بالا کمک می کند.

خواص فیزیکی و مکانیکی：

• تراکم: چگالی از 304 فولاد ضد زنگ است 7.93 g/cm³.
• ‌استحکام کششی: استحکام کششی (σb) ≥ 520 MPa.
• قدرت تسلیم شرطی: قدرت تسلیم شرطی (σ0.2) ≥ 205 MPa.
• ‌ازدیاد طول: ازدیاد طول (%) ≥ 40.
• ‌سختی: مقدار سختی در روش های مختلف آزمایش متفاوت است, برای مثال, مقدار سختی است 187 HB; 90 HRB; و 200 HV.
• ‌نقطه ذوب: نقطه ذوب بین 1398-1454 درجه سانتیگراد است.
• ‌ظرفیت حرارتی خاص: ظرفیت گرمایی ویژه است 0.50 KJ/kg·K.
• ‌هدایت حرارتی: هدایت حرارتی است 16.3 W/m·K در 20℃ و 21.5 W/m·K در 500 ℃.
• ‌ضریب انبساط خطی: ضریب انبساط خطی 17.2×10^-6/℃ در دمای 0-100 درجه سانتیگراد و 18.4×10^-6/℃ در دمای 0-500 درجه سانتیگراد است..
• مقاومت: مقاومت 0.73×10^-6 Ω·m است.

304 فولاد ضد زنگ طیف گسترده ای از کاربردها را دارد, به شرح زیر:

• ‌دکوراسیون معماری: 304 فولاد ضد زنگ دارای مقاومت در برابر خوردگی و زیبایی است, و به طور گسترده در ساخت مواد تزئینی معماری استفاده می شود, مانند درها, پنجره ها, نرده ها, نرده پله, و غیره.
• ‌صنعت پتروشیمی: 304 فولاد ضد زنگ دارای مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر درجه حرارت بالا است, و در تجهیزات شیمیایی کاربرد دارد, ظروف, و خطوط لوله در صنعت پتروشیمی.
• ‌فرآوری مواد غذایی: 304 فولاد ضد زنگ غیر سمی است, بی بو, و مواد مضر تولید نمی کند.
  به طور گسترده ای در فرآوری مواد غذایی استفاده می شود, ذخیره سازی, و حمل و نقل, مانند تجهیزات تولید نوشیدنی, ظروف نگهداری مواد غذایی, ماشین آلات فرآوری مواد غذایی, و غیره.
• ‌تجهیزات پزشکی: 304 فولاد ضد زنگ مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد, غیر سمی بودن, و براق بودن, و به طور گسترده در ساخت تجهیزات پزشکی استفاده می شود, مانند ابزار جراحی, ایمپلنت های ارتوپدی, و غیره.
• ‌خودروسازی: 304 فولاد ضد زنگ مقاومت خوبی در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش دارد, و در لوله های اگزوز استفاده می شود, لوله های سوخت, درها, پنجره ها, بدن ها, و سایر قطعات در خودروسازی.
• ‌اقلام خانگی: 304 فولاد ضد زنگ دارای مقاومت در برابر خوردگی و زیبایی است, و به طور گسترده در ساخت ظروف آشپزخانه استفاده می شود, مانند گلدان, کاسه ها, بشقاب ها, چاقوها, چنگال ها, و غیره.
  همچنین در ساخت لوازم حمام استفاده می شود, مانند شیر آب, وان حمام, توالت ها, و غیره.

علاوه بر این, 304 فولاد ضد زنگ نیز در تولید مبلمان استفاده می شود, مانند مبل, تخت ها, صندلی ها, و غیره; مصالح ساختمانی; صنایع شیمیایی; تجهیزات کشاورزی; قطعات کشتی و سایر زمینه ها.

مقاومت عالی در برابر خوردگی آن, مقاومت در برابر حرارت, استحکام در دمای پایین, و خواص مکانیکی, و همچنین قابلیت پردازش و جوش پذیری خوب, ساختن 304 فولاد ضد زنگ یک انتخاب ایده آل برای بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی است.

2. چیست 316 فولاد ضد زنگ?

316 فولاد ضد زنگ یا 316 SS دومین گرید آستنیتی محبوب فولاد ضد زنگ است, و از آهن تشکیل شده است, 10-14% نیکل, و 16-18% کروم.

تمایز واقعی در فولاد ضد زنگ 316 در مقابل 304 مقایسه SS وجود مولیبدن است (2-3%) در کنار سایر عناصر آلیاژی مانند کربن, منگنز, و سیلیکون.

خواص فیزیکی و مکانیکی：

• ‌تراکم: چگالی از 316 فولاد ضد زنگ 8.0 گرم در سانتی متر مکعب است.
• سختی: به طور معمول با سختی برینل اندازه گیری می شود, با حداکثر سختی در حدود 215 HB برای فرم های نوار و بخش.
• نقطه ذوب: تقریبا 1400 به 1450 درجه سانتی گراد (2552 به 2642 درجه فارنهایت)
• ظرفیت حرارتی خاص: اطراف 484 J/kg·K در دمای اتاق.
• ضریب انبساط حرارتی: در 20 درجه سانتیگراد, ضریب انبساط حرارتی از 316 فولاد ضد زنگ 16.5×10⁻6/℃ است, یعنی به ازای هر 1 درجه افزایش دما, طول مواد به نسبت متناظر افزایش می یابد.
• ‌هدایت حرارتی: هدایت حرارتی 316 فولاد ضد زنگ 16W/(m·K).
• مقاومت: مقاومت از 316 فولاد ضد زنگ 7.2×10⁻7Ω·m است.
• ‌استحکام کششی: معمولا بین 500 و 700 مگا پاسکال (MPa).
• ‌قدرت تسلیم شرطی (0.2% اثبات استرس): به طور معمول در اطراف 220 MPa برای فرم های بشقاب.

316 فولاد ضد زنگ طیف گسترده ای از کاربردها را دارد, به شرح زیر:

• مهندسی دریایی: 316 فولاد ضد زنگ مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی آب دریا دارد, بنابراین به طور گسترده ای در زمینه های مهندسی دریایی مانند کشتی ها استفاده شده است, سکوهای فراساحلی, و خطوط لوله زیردریایی.
• تولید مواد شیمیایی: این می تواند در برابر فرسایش بیشتر مواد شیمیایی مضر مقاومت کند و اغلب به عنوان یک ماده تولیدی برای تجهیزاتی مانند مخازن ذخیره سازی و راکتورها استفاده می شود..
• تولید دارو: تاثیر کمی روی داروها دارد و به راحتی تمیز و ضدعفونی می شود, بنابراین اغلب به عنوان یک ماده تولیدی برای تجهیزات پردازش و ذخیره سازی دارویی استفاده می شود.
• فرآوری مواد غذایی: به عنوان فولاد ضد زنگ درجه مواد غذایی, از آن برای تولید تجهیزات فرآوری مواد غذایی استفاده می شود, ظروف غذاخوری, ظروف آشپزخانه, و ظروف دیگر.
• تجهیزات پزشکی: زیست سازگاری و مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد, و به طور گسترده در ساخت تجهیزات پزشکی استفاده شده است, مانند مفاصل مصنوعی, ابزار دندانپزشکی, ابزار جراحی, و غیره.
• ‌دکوراسیون معماری: ظاهر زیبایی دارد, بافت جامد, و عملکرد ضد رسوب قوی. اغلب به عنوان یک ماده دکوراسیون داخلی در زمینه دکوراسیون معماری استفاده می شود.
• صنعت پتروشیمی: برای خطوط لوله صنعتی مانند نفت استفاده می شود, شیمیایی, پزشکی, غذا, صنعت سبک, و اجزای سازه مکانیکی.

علاوه بر این, 316 از فولاد ضد زنگ برای ساخت ظروف آشپزخانه مانند چاقو نیز استفاده می شود, تخته های برش, و غیره, و همچنین امکانات خانگی مانند میز آشپزخانه, غرق می شود, هودهای محدوده, و غیره. به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی و استحکام در دمای بالا.

3. تفاوت های کلیدی بین 304 در مقابل 316 فولاد ضد زنگ

برای انتخاب موثر بین 304 و 316 فولاد ضد زنگ (اس اس), درک تفاوت های کلیدی آنها ضروری است. در زیر تمایزاتی هستند که بیشترین اهمیت را دارند:

ترکیب شیمیایی

304 اس اس: از کربن تشکیل شده است (0.07%), سیلیکون (1%), منگنز (2%), فسفر (0.045%), گوگرد (0.015%), نیتروژن (0.10%), کروم (18%), و نیکل (8%).

316 اس اس: حاوی کربن (0.07%), سیلیکون (1.00%), منگنز (2.00%), فسفر (0.045%), گوگرد (0.015%), نیتروژن (0.10%), کروم (16%), نیکل (10%), و مولیبدن (2.00%).

تمایز اولیه در حضور مولیبدن و درصدهای مختلف کروم و نیکل نهفته است., بر خواص آنها تأثیر می گذارد.

خواص مکانیکی

• قدرت تسلیم: حداکثر نیرویی که یک ماده می تواند قبل از تغییر شکل دائمی تحمل کند را اندازه گیری می کند. 304 SS دارای قدرت تسلیم است 215 MPa, در حالی که 316 SS دارای قدرت تسلیم است 205 MPa. این تفاوت ظریف برای کاربردهای با دقت بالا بسیار مهم است.
• سختی: منعکس کننده مقاومت یک ماده در برابر تغییر شکل و فرورفتگی است. 316 SS سخت تر است, با سختی Rockwell B از 79, در مقایسه با 304 SS در 70 راکول بی. بنابراین, 316 SS برای پروژه هایی که سختی بالاتری نیاز دارند مناسب تر است.
• مدول الاستیسیته: نشان می دهد که چگونه یک ماده در برابر تغییر شکل تحت تنش مقاومت می کند. 304 SS مدول الاستیسیته بالاتری دارد (193-200 GPa) در مقایسه با 316 اس اس (164 GPa), آن را در برابر تغییر شکل مقاوم تر می کند.

مقاومت در برابر خوردگی

هر دو گرید در برابر خوردگی مقاوم هستند, اما 316 اس اس, به لطف محتوای مولیبدن آن, در مقاومت در برابر خوردگی عالی است, به ویژه در محیط های کلرید و اسید سولفوریک.

مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته آن تمیز کردن آسان تر را بدون نگرانی در مورد سازگاری شیمیایی تضمین می کند.

مقاومت در برابر حرارت

• 304 اس اس: در دماهای بالا عملکرد خوبی دارد اما اگر به طور مداوم در معرض دمای بین 797-1580 درجه فارنهایت قرار گیرد ممکن است دچار خوردگی شود..
• 316 اس اس: عملکرد را در دمای بیش از 1550 درجه فارنهایت و کمتر از 850 درجه فارنهایت حفظ می کند, باعث پایداری بیشتر آن در محدوده دمایی وسیع‌تر می‌شود.

هزینه

به دلیل محتوای عنصری بالاتر و مولیبدن اضافه شده, 316 SS تقریبا است 40% گران تر از 304 اس اس.

افزایش مقاومت در برابر خوردگی هزینه بالاتر را توجیه می کند, ساختن 316 SS یک انتخاب برتر برای برنامه های تخصصی است.

4. 304 در مقابل 316 فولاد ضد زنگ: شباهت ها

با وجود اختلافاتشان, 304 و 316 چندین ویژگی مشترک را به اشتراک می گذارند که آنها را به انتخاب های قابل اعتماد برای بسیاری از برنامه ها تبدیل می کند.

مغناطیس

هر دو گرید در حالت آنیل غیر مغناطیسی هستند اما ممکن است در هنگام کار سرد کمی مغناطیسی شوند..

مقاومت در برابر سایش

هر دو گرید مقاومت در برابر سایش عالی دارند, آنها را برای محیط‌هایی مناسب می‌سازد که فرسودگی و پارگی نگرانی‌های مهمی هستند.

قابلیت جوشکاری

هر دو 304 و 316 فولاد ضد زنگ را می توان به راحتی جوش داد, اگر چه باید برای جلوگیری از خوردگی پس از جوش در محیط های سخت تر مراقب بود.

شکل پذیری

شکل پذیری هر دو گرید عالی است, به آنها اجازه می دهد در طرح های پیچیده بدون ترک خوردگی استفاده شوند.

ماندگاری

هر دو نوع دارای دوام طولانی مدت و مقاومت در برابر عوامل محیطی هستند.

استحکام کششی

هر دو گرید دارای استحکام کششی عالی هستند, اس اس 304 و SS 316 دارای استحکام کششی 500-700 مگاپاسکال, آنها را برای کار در شرایط یکسان مناسب می کند.

5. 304 در مقابل 316 فولاد ضد زنگ: نحوه انتخاب مناسب?

انتخاب گرید مناسب فولاد ضد زنگ در درجه اول به سناریو و شرایط استفاده خاص بستگی دارد. هر درجه - 304 و 316 - دارای مزایای منحصر به فرد خود است:

304 فولاد ضد زنگ

• مزایا: مقاومت در برابر خوردگی عمومی خوب و مقرون به صرفه بودن.
• استفاده: مناسب برای مقاومت در برابر اکثر مواد شیمیایی روزمره, از جمله آب, نوشیدنی ها, و محصولات غذایی.
• برنامه های کاربردی: معمولا در تجهیزات پردازش مواد غذایی استفاده می شود, ظروف آشپزخانه, و وسایل عمومی منزل.
• هزینه: نسبتا به صرفه است, آن را به یک انتخاب عملی برای کاربردهای استاندارد تبدیل می کند.

316 فولاد ضد زنگ

• مزایا: مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته است, به ویژه در برابر کلریدها, و ماندگاری بالاتر.
• استفاده: ایده آل برای محیط های خشن مانند محیط های دریایی یا جایی که تماس با آب شور معمول است.
• برنامه های کاربردی: برای تجهیزات پزشکی ترجیح داده می شود, ظروف آشپزخانه درجه یک, و سناریوهایی که نیاز به کیفیت مواد برتر دارند.
• هزینه: گران تر از 304, منعکس کننده خواص برتر و طول عمر بیشتر آن است.

به طور خلاصه, 304 فولاد ضد زنگ مقاومت خوبی در برابر خوردگی با قیمت متوسط ​​ارائه می دهد, آن را برای استفاده روزمره ایده آل می کند.

316 فولاد ضد زنگ, با مولیبدن اضافه شده آن, مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر خوردگی کلرید ارائه می‌کند و برای محیط‌ها و کاربردهایی که دوام بسیار مهم است، بهترین است..

6. نتیجه گیری

انتخاب بین 304 و 316 فولاد ضد زنگ تا حد زیادی به نیازهای خاص پروژه شما بستگی دارد. در حالی که هر دو آلیاژ بادوام و مقاوم در برابر خوردگی هستند, 316 در محیط هایی که خوردگی ناشی از کلرید یک نگرانی است، برجسته است.

شرایط محیطی را ارزیابی کنید, نیازهای تعمیر و نگهداری, و محدودیت های بودجه برای انتخاب بهترین انتخاب برای برنامه شما.

سوالات متداول

س: است 316 فولاد ضد زنگ قوی تر از 304?

الف: از نظر استحکام کششی, هر دو شبیه هستند, اما 316 مقاومت بهتری در برابر ترک خوردگی تنشی نشان می دهد.

س: می تواند 304 فولاد ضد زنگ در محیط های دریایی استفاده شود?

الف: در حالی که 304 را می توان در برخی از کاربردهای دریایی استفاده کرد, نسبت به خوردگی ناشی از کلرید حساس تر است 316.

س: می تواند هر دو 304 و 316 فولاد ضد زنگ جوش داده شود?

الف: بله, هر دو را می توان به راحتی جوش داد, اگرچه باید برای جلوگیری از خوردگی پس از جوشکاری مراقب بود, به خصوص با 316 در محیط های خشن.