304 مقابل 321 الفولاذ المقاوم للصدأ: سبائك الأوستنيتي القياسية مقابل المستقرة
Dec 02, 2025
ترك رسالة
نظرة عامة على الدرجات والتسميات
الصف 304 (UNS S30400) هو الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الكلاسيكي 18/8 المستخدم في تجهيز الأغذية وأدوات المطبخ والهندسة المعمارية والصناعة العامة. يحتوي الصف 321 (UNS S32100) على قاعدة مماثلة مكونة من 18% كروم و9% نيكل ولكنه يضيف التيتانيوم، على الأقل خمسة أضعاف محتوى الكربون، كعنصر تثبيت. لا تؤدي إضافة التيتانيوم إلى تغيير كبير في قوة درجة حرارة الغرفة أو قابلية التشكيل. 321 ويتم تحديدها للتجمعات الملحومة في الفضاء الجوي والعادم والمعدات الكيميائية التي ستعمل في درجة حرارة عالية.
| درجة | أونس | إن 10088 | جيس |
|---|---|---|---|
| 304 | S30400 | 1.4301 | SUS304 |
| 321 | S32100 | 1.4541 | SUS321 |
التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية
توضح الجداول أدناه التركيب المحدد والحد الأدنى من الخواص الميكانيكية للوحة وفقًا للمواصفة ASTM A240.
| عنصر | 304 (S30400) | 321 (S32100) |
|---|---|---|
| C | أقل من أو يساوي 0.08 | أقل من أو يساوي 0.08 |
| كر | 18.0–20.0 | 17.0–19.0 |
| ني | 8.0–10.5 | 9.0–12.0 |
| من | أقل من أو يساوي 2.00 | أقل من أو يساوي 2.00 |
| سي | أقل من أو يساوي 0.75 | أقل من أو يساوي 0.75 |
| P | أقل من أو يساوي 0.045 | أقل من أو يساوي 0.045 |
| S | أقل من أو يساوي 0.030 | أقل من أو يساوي 0.030 |
| تي | - | أكبر من أو يساوي 5 × C |
| ملكية | 304 | 321 |
|---|---|---|
| قوة الشد، MPa | 515 | 515 |
| قوة الخضوع، MPa | 205 | 205 |
| استطالة في 2 في،٪ | 40 | 40 |
التوعية وآلية الاستقرار
عندما يتم تسخين المعيار 304 بين 425 درجة و850 درجة، يهاجر الكربون إلى حدود الحبوب ويتحد مع الكروم لتكوين كربيدات الكروم. يتم استنفاد الكروم في المعدن المحيط، ويصبح المسار المستنفد من الكروم عرضة للتآكل بين الحبيبات، وهي حالة تعرف باسم التحسس أو اضمحلال اللحام في المنطقة المتأثرة بالحرارة. في 321، التيتانيوم لديه تقارب أقوى للكربون من الكروم. إنه يشكل كربيدات التيتانيوم المستقرة، مما يحافظ على الكروم في المحلول بحيث يبقى فيلم الأكسيد الواقي موحدًا.
عندما يكون 321 مطلوبًا
حدد 321 لأي مكون سيتم لحامه، ولا يمكن أن يتلقى معالجة حرارية بعد اللحام، وسيعمل لاحقًا في نطاق ترسيب الكربيد أو أعلى من 400 درجة. تشمل الأجزاء النموذجية مشعبات عادم الطائرات ومنفاخ التمدد وأنابيب المبادل الحراري والأجزاء الداخلية للأفران. بالنسبة للأجزاء في الخدمة المستمرة لدرجات الحرارة المرتفعة بين 400 درجة و900 درجة، يمكن أن يؤدي التعرض طويل الأمد إلى حساسية 304، لذا يلزم وجود 321 أو درجة ثابتة أخرى.
التكلفة والعيوب والمبادئ التوجيهية للاختيار
العيب الرئيسي لـ 321 هو ارتفاع تكلفة المواد بسبب إضافة التيتانيوم. أثناء اللحام، يمكن أن يتأكسد التيتانيوم إذا كان التدريع غير كافٍ، مما يفقد تأثيره المثبت عند خط اللحام، لذلك يلزم إجراء إجراءات لحام دقيقة. بالنسبة للتطبيقات غير الملحومة أو المعرضة لدرجة حرارة عالية، لا يوفر 321 أي فائدة وظيفية. القاعدة بسيطة: إذا كان المكون ملحومًا وسيتم استخدامه فوق 400 درجة أو يتم الاحتفاظ به في نطاق 425-850 درجة، استخدم 321. بالنسبة لدرجة حرارة الغرفة أو الحرارة المعتدلة العرضية بدون لحام، 304 هو الاختيار الصحيح والأكثر اقتصادًا.
الأسئلة المتداولة
س1. ما هو الفرق بين 304 و 321 الفولاذ المقاوم للصدأ؟
يضيف 321 التيتانيوم، بما لا يقل عن خمسة أضعاف محتوى الكربون، مما يمنع ترسيب كربيد الكروم والتآكل بين الحبيبات بعد اللحام عند درجة حرارة عالية.
س2. متى يجب علي استخدام 321 بدلا من 304؟
عندما يتم لحام المكون، لا يمكن تلدينه بعد ذلك، وسيعمل عند درجة حرارة أعلى من 400 درجة تقريبًا أو ضمن نطاق حساسية 425-850 درجة.
س3. هل 321 أقوى من 304؟
لا. الحد الأدنى من خصائصها الميكانيكية وفقًا لمعيار ASTM A240 هو نفسه؛ والفرق هو الاستقرار الحراري، وليس قوة درجة حرارة الغرفة.
س 4. هل يستحق 321 التكلفة الإضافية لاستخدام درجة حرارة الغرفة؟
لا، بدون اللحام والتعرض لدرجة الحرارة العالية لا فائدة، والتكلفة أعلى.
س5. ما هو اضمحلال اللحام؟
التآكل الحبيبي في المنطقة المتضررة بالحرارة الناتج عن ترسيب كربيد الكروم أثناء اللحام، مما يؤدي إلى استنفاد الكروم عند حدود الحبوب.
س6. هل يمكن لحام 321 بإجراءات الأوستنيتي القياسية؟
نعم، مع التدريع المناسب لحماية التيتانيوم من الأكسدة. يوصى بمطابقة معدن الحشو وإدخال الحرارة المتحكم فيه.
إرسال التحقيق