ما هي الاختلافات بين 304 و 201 الفولاذ المقاوم للصدأ؟

201 ضد 304: عائلتين من الفولاذ الأوستنيتي

كل من 201 و 304 عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي، مما يعني أن لديهم بنية مكعبة مركزية الوجه وتكون عمومًا غير مغناطيسية في الحالة الملدنة. والفرق الحاسم هو كيف يتم مزجها. الصف 304، الفولاذ الحديث 18-8، يستخدم 18-20% كروم و8-10.5% نيكل كنواة مقاومة للتآكل. تم تطوير الدرجة 201 لتوفير النيكل، وهو أغلى عنصر في صناعة السبائك، عن طريق استبدال 5.5-7.5% من المنغنيز وما يصل إلى 0.25% من النيتروجين لجزء من النيكل، مما يترك 3.5-5.5% من النيكل. والنتيجة هي فولاذ منخفض التكلفة مع قوة أعلى ولكن مقاومة أقل للتآكل، وبالتالي فإن الاختيار بين الاثنين هو قرار التكلفة مقابل التآكل الذي يجب اتخاذه لكل تطبيق.

التركيب الكيميائي

نطاقات التركيب أدناه تتبع ASTM A240 للألواح والصفائح والأشرطة وJIS G4304 للألواح المدلفنة على الساخن، مع التسميات SUS201 وSUS304.

عنصر	201 (UNS S20100) بالوزن٪	304 (UNS S30400) بالوزن٪
الكروم (الكروم)	16.0-18.0	18.0-20.0
النيكل (ني)	3.5-5.5	8.0-10.5
المنغنيز (من)	5.5-7.5	2.00 max
الكربون (ج)	0.15 max	0.08 max
النيتروجين (ن)	0.25 max	0.10 max
السيليكون (سي)	0.75 max	0.75 max
الفوسفور (ف)	0.060 max	0.045 max
الكبريت (S)	0.030 max	0.030 max
الحديد (الحديد)	توازن	توازن

لاحظ أن كلا الصنفين يحملان نفس نطاق عائلة الكروم بنسبة 16-20%؛ الاختلافات المهمة هي انخفاض النيكل والمنجنيز والنيتروجين الأعلى بكثير من 201. يعوض المنجنيز والنيتروجين الأعلى انخفاض النيكل ويزيد من قوة 201.

الخواص الميكانيكية

في الحالة الملدنة، يكون 201 عادةً أقوى وأصعب من 304، بينما يوفر 304 ليونة وقابلية تشكيل أفضل.

الملكية (ملدن، نموذجي)	201	304
قوة الشد (ميغاباسكال)	~620	~520
قوة الخضوع (ميجا باسكال)	~275	~215
استطالة (٪)	40	45-50
الصلابة القصوى (HRB)	95	92

يتصلب 201 أيضًا بسرعة أكبر من 304 تحت التشكيل البارد، وهو ما يمكن أن يكون ميزة للقوة في بعض المنتجات المدرفلة أو المسحوبة ولكنه عيب في السحب العميق والتشكيل الشديد. تبلغ كثافته حوالي 7.93 جم/سم3، وهي تقريبًا نفس كثافة 304.

مقاومة التآكل والمغناطيسية

مقاومة التآكل هي المكان الذي تتباعد فيه الدرجتان أكثر. مع 8-10.5% نيكل و18-20% كروم، يشكل 304 طبقة سلبية مستقرة تقاوم التآكل الجوي والأحماض الغذائية ومجموعة واسعة من المواد الكيميائية، وهي المادة القياسية لمعدات تجهيز الأغذية وخطوط المشروبات والمكونات المعمارية الداخلية والخارجية. إن انخفاض النيكل والمنجنيز العالي 201 يمنحه مقاومة معتدلة للتآكل: مقبول في الظروف الداخلية الجافة، ولكنه عرضة للتنقر وتلطيخ الصدأ في البيئات الرطبة أو الساحلية أو المحتوية على الكلوريد. من حيث المغناطيسية، 304 هو في الأساس غير مغناطيسي في الحالة الملدنة ويصبح مغناطيسيًا قليلاً فقط بعد العمل البارد الثقيل، في حين أن 201 أكثر مغناطيسية بشكل ملحوظ في الحالة الملدنة بسبب ثباته الأوستنيتي المختلف، وتزداد مغناطيسيته أكثر مع العمل البارد.

التطبيقات وإرشادات الاختيار

304 هو الاختيار الصحيح عندما تكون النظافة والمتانة ومقاومة التآكل مهمة: خزانات وناقلات معالجة الأطعمة والمشروبات، ومعدات المطبخ، والأوعية الكيميائية، وأثاث المستشفيات، والسور والواجهات في المناخات الساحلية أو الرطبة، ومكونات عوادم السيارات التي تواجه درجات الحرارة العالية وأملاح الطرق. 201 هي بديل فعال من حيث التكلفة للتطبيقات الداخلية والجافة حيث تكون البيئة معتدلة: الأثاث الداخلي والديكور، وإطارات الأجهزة، والأقسام الهيكلية، ومزاريب السقف في المواقع المحمية، والمكونات التي يمكن أن تستفيد من قوتها العالية. في تطبيقات هياكل السيارات والشاسيه، يوفر 201 قوة عالية للإطارات والأقواس في المناطق غير القابلة للتآكل، ولكن عندما تكون مقاومة الصدأ أمرًا بالغ الأهمية، مثل أنظمة العادم، يظل 304 هو المعيار. إذا كانت البيئة رطبة أو مالحة أو عدوانية كيميائيًا، حدد 304 بغض النظر عن توفير التكلفة.

التعليمات

أيهما أفضل 201 أم 304؟

بالنسبة لمقاومة التآكل والمتانة وملامسة الطعام، فإن 304 أفضل. 201 وهو أفضل فقط من حيث التكلفة وفي بعض الحالات من حيث القوة. يجب أن يعتمد القرار على بيئة الخدمة: الظروف الرطبة أو المالحة أو الحمضية تتطلب 304؛ يمكن أن تقبل الظروف الداخلية الجافة والمعتدلة 201.

لماذا 201 أرخص من 304؟

يحتوي 201 على 3.5-5.5% فقط من النيكل بدلاً من 8-10.5%، والنيكل هو أغلى عنصر صناعة السبائك في الفولاذ المقاوم للصدأ. ويتم تعويض هذه الفجوة جزئيًا بالمنجنيز والنيتروجين، وهما أرخص بكثير.

هو 201 الفولاذ المقاوم للصدأ المغناطيسي؟

نعم، بشكل ملحوظ أكثر من 304. 201 لديه بنية أوستنيتي أقل استقرارًا، لذلك يُظهر جاذبية مغناطيسية قابلة للقياس في حالة التلدين ويصبح أكثر مغناطيسية بعد العمل البارد. 304 وهو في الأساس غير مغناطيسي عند التلدين.

هل يمكن استخدام 201 في ملامسة الطعام؟

لا يُنصح باستخدامه مع معدات معالجة الأغذية التي تكون فيها مقاومة التآكل والنظافة أمرًا بالغ الأهمية. 304 حيث أن محتواها العالي من النيكل هو الدرجة القياسية الصناعية لملامسة الأغذية والمشروبات لأنها تتحمل الأحماض وعوامل التنظيف بشكل أفضل بكثير من 201.

كيف يمكنني التمييز بين 201 و 304 عمليًا؟

لا يوجد اختبار ميداني واحد حاسم، لكن الاختلافات في المغناطيسية والسعر تعطي أدلة: 201 يجذب المغناطيس بشكل ملحوظ وأرخص، في حين أن 304 بالكاد يجذب المغناطيس في الحالة الملدنة. للحصول على إجابة موثوقة، اطلب شهادة اختبار المطحنة مع التحليل الكيميائي، حيث أن محتويات النيكل والمنغنيز حاسمة.

هل 201 يصدأ؟

نعم، في البيئات الرطبة أو الساحلية أو المحتوية على الكلوريد، يكون 201 عرضة للتنقر وتلطيخ الصدأ السطحي بسبب انخفاض محتواه من النيكل وانخفاض ثبات الغشاء السلبي. في البيئات الداخلية الجافة يمكن أن تعمل بشكل كافٍ لسنوات.