304 مقابل 316 الفولاذ المقاوم للصدأ: الأداء العام-للأغراض مقابل الأداء البحري-

المعايير والتسميات

304 (UNS S30400) و316 (UNS S31600) هما أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي تحديدًا على نطاق واسع في العالم. كلاهما مغطى باللوحة والصفائح والشريط بواسطة ASTM A240/ASME SA240، للأنابيب بواسطة ASTM A312، للأنابيب بواسطة ASTM A269، وللقضبان بواسطة ASTM A276. التسميات الأوروبية هي 1.4301 و1.4401 لكل EN 10088، والتسميات اليابانية هي SUS304 وSUS316 لكل JIS G4303-G4305، والتسميات الصينية هي 06Cr19Ni10 و06Cr17Ni12Mo2 لكل GB/T 3280. والفرق الحاسم هو عنصر صناعة السبائك واحد: الموليبدينوم.

التركيب الكيميائي وPREN

حدود التركيب أدناه تتبع ASTM A240.

العنصر (بالوزن٪)	304 (S30400)	316 (S31600)
الكربون، كحد أقصى	0.08	0.08
المنغنيز، الحد الأقصى	2.0	2.0
السيليكون، الحد الأقصى	0.75	0.75
الفوسفور، الحد الأقصى	0.045	0.045
الكبريت، الحد الأقصى	0.030	0.030
الكروم	18.0-20.0	16.0-18.0
النيكل	8.0-10.5	10.0-14.0
الموليبدينوم	0.10، كحد أقصى	2.0-3.0
النيتروجين، كحد أقصى	0.10	0.10

الرقم المكافئ لمقاومة التنقر، PREN=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N، يحدد مقاومة الكلوريد. مع التركيبات النموذجية، يحتوي 304 على PREN يبلغ حوالي 19، بينما يصل 316 إلى حوالي 24-28 لأن الموليبدينوم يساهم بنسبة 3.3 أضعاف وزنه. يحدد هذا الاختلاف البيئات التي يمكن لكل درجة البقاء فيها.

الخواص الميكانيكية

القيم الدنيا للوحة الملدنة لكل ASTM A240 مذكورة أدناه.

ملكية	304	316
قوة الشد، دقيقة (MPa)	515	515
قوة الخضوع 0.2%، الحد الأدنى (MPa)	205	205
استطالة في 50 مم، دقيقة (٪)	40	40

في درجة حرارة الغرفة، تكون الخواص الميكانيكية متطابقة تقريبًا؛ غالبًا ما يكون الاختيار بين 304 و316 مدفوعًا بمقاومة التآكل، وليس القوة. كلا الدرجتين غير-مغنطيسية في حالة التلدين وتصبح مغناطيسية قليلاً بعد العمل على البارد.

مقاومة التآكل في البيئات الحقيقية

304 يقاوم التآكل الجوي والمياه العذبة والمنتجات الغذائية والمواد الكيميائية الخفيفة، ويعمل بشكل جيد في الخدمة الجافة الداخلية والخارجية. إنه غير مناسب للبيئات الساحلية أو البحرية: المياه المحملة بالملح والكلوريد - المحمولة جواً تسبب الحفر والصدأ، وعادةً ما يتم ذلك أولاً عند الشقوق والأسطح المتضررة . 316 ويقاوم حفر الكلوريد وتآكل الشقوق بشكل أفضل بكثير، ويتم استخدامه في المبادلات الحرارية لمياه البحر، وأجهزة المنصات البحرية، والجسور الساحلية، ومعدات حمامات السباحة، ومعدات المعالجة الكيميائية التي تتعامل مع الكلوريد -المحتوي على السوائل. في الأحماض المخففة والمحاليل القلوية، يتفوق 316 أيضًا على 304، على الرغم من أن أيًا من الدرجات غير مناسب للأحماض المركزة أو المحاليل الملحية الساخنة المركزة؛ بالنسبة لهذه الخدمات، تم تحديد درجة أوستنيتي فائقة الموليبدينوم بنسبة 6% مثل UNS S31254 أو درجة مزدوجة مثل UNS S32205.

التطبيقات واعتبارات التكلفة

304 هي الدرجة الافتراضية للخدمة-الحساسة للتكلفة وغير-الكلوريد: يتم تحديد أحواض المطبخ وأدوات الطهي والأجهزة والديكور المعماري والدرابزين ومعدات تجهيز الأغذية للمنتجات غير المالحة-وأنابيب المياه العذبة. 316 حيثما يكون التعرض للكلوريد أمرًا لا مفر منه: الأجهزة البحرية ومكونات المباني الساحلية والمعدات الصيدلانية ومعدات التكنولوجيا الحيوية والخزانات الكيميائية وخطوط الأنابيب والمبادلات الحرارية. بسبب محتوى الموليبدينوم، عادة ما يكلف 316 20-30٪ أكثر من 304. يتم تشكيل كلا الدرجتين ولحامهما بشكل جيد؛ تتمتع 304 بميزة طفيفة في السحب العميق، وقد تتطلب اللحامات 316 التخليل والتخميل بعد اللحام لاستعادة مقاومة التآكل في الخدمة العدوانية.

الأسئلة المتداولة

هل 316 دائمًا أفضل من 304؟فقط في أداء التآكل. بالنسبة للخدمة التي لا تحتوي على-كلوريد، عادةً ما يكون 304 هو الخيار الأكثر اقتصادًا وبنفس القوة.

لماذا يسمى 316 الصف البحري؟يمنحها الموليبدينوم بنسبة 2-3% مقاومة الحفر اللازمة للبقاء على قيد الحياة في المياه المالحة والأجواء الساحلية.

هل 304 الصدأ؟في البيئات الساحلية أو المحملة بالكلوريد-نعم؛ 304 سوف يحفر ويصدأ حيث سينجو 316.

كم تكلفة 316؟عادة 20-30% أكثر من 304، مما يعكس إضافة الموليبدينوم.

هل 304 و 316 مغناطيسي؟كلاهما في الأساس غير مغناطيسي-في الحالة الملدنة؛ العمل البارد يمكن أن يسبب مغناطيسية طفيفة.

ما هو الصف المستخدم في تجهيز الأغذية؟304 هو المعيار الخاص بملامسة الطعام في-الخدمة غير المالحة؛ 316 مفضل للمحلول الملحي والصلصات ومواد التنظيف الكيميائية التي تحتوي على الكلوريدات.

الأسئلة المتداولة

س1. ما هي المعايير التي تغطي 304 و 316؟
كلاهما مغطى باللوحة والصفائح والشريط بواسطة ASTM A240/ASME SA240، للأنابيب بواسطة ASTM A312، للأنابيب بواسطة ASTM A269 وللقضبان بواسطة ASTM A276؛ والتسميات الأوروبية هي 1.4301 و1.4401 لكل EN 10088، واليابانية SUS304 وSUS316 لكل JIS G4303-G4305، والصينية 06Cr19Ni10 و06Cr17Ni12Mo2 لكل GB/T 3280.

س2. كيف يختلف التكوين؟
316 يحمل 2.0-3.0 في المائة من الموليبدينوم مقابل 0.10 كحد أقصى لـ 304، مع الكروم 16.0-18.0 مقابل 18.0-20.0 والنيكل 10.0-14.0 مقابل 8.0-10.5؛ حدود الكربون والمنغنيز والسيليكون والفوسفور والكبريت والنيتروجين هي نفسها عند 0.08 و 2.0 و 0.75 و 0.045 و 0.030 و 0.10 كحد أقصى على التوالي.

س3. كيف يتم حساب الرقم المكافئ لمقاومة الحفر؟
PREN=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N; مع التركيبات النموذجية يصل 304 إلى حوالي 19، بينما يصل 316 إلى حوالي 24-28 لأن الموليبدينوم يساهم بنسبة 3.3 أضعاف وزنه، ويحدد هذا الاختلاف بيئات الكلوريد التي يمكن لكل درجة البقاء عليها.

س 4. هل الخواص الميكانيكية للمركبين 304 و316 متماثلة؟
نعم، فهي متطابقة تقريبًا في درجة حرارة الغرفة وفقًا لمعيار ASTM A240: الحد الأدنى لقوة الشد 515 ميجا باسكال، والحد الأدنى 0.2 بالمائة لقوة الخضوع 205 ميجا باسكال والحد الأدنى للاستطالة 40 بالمائة، لذا يكون الاختيار دائمًا تقريبًا مدفوعًا بمقاومة التآكل، وليس القوة.

س5. متى يجب تحديد درجات الأوستنيتي المزدوجة أو الفائقة-بدلاً من ذلك؟
بالنسبة للأحماض المركزة أو المحاليل الملحية الساخنة المركزة، لا 304 ولا 316 مناسبان؛ يتم تحديد درجة أوستنيتي فائقة الموليبدينوم بنسبة 6 بالمائة مثل UNS S31254 أو درجة مزدوجة مثل UNS S32205، وعادةً ما يكلف 316 ما بين 20 إلى 30 بالمائة أكثر من 304 بسبب محتواه من الموليبدينوم.