مقدمه:
ورق استیل SAE 304 رایج ترین ورق استیل است. این آلیاژ در واقع فولادی است که حاوی کروم (بین 18 تا 20 درصد) و نیکل (بین 8 درصد تا 5/10 درصد) به عنوان اجزای اصلی غیر آهنی است. این یک ورق استیل آستنیتی است. رسانایی الکتریکی و حرارتی کمتری نسبت به فولاد کربنی دارد. مغناطیسی است، اما کمتر از فولاد مغناطیسی است. مقاومت در برابر خوردگی بالاتری نسبت به فولاد معمولی دارد و به دلیل سهولت در فرم دهی به اشکال مختلف به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.
این ترکیب توسط W. H. Hatfield در Firth Brown در سال 1924 توسعه یافت و با نام تجاری "Staybrite 18/8" به بازار عرضه شد. این آلیاژ توسط SAE International به عنوان بخشی از گریدهای فولاد SAE مشخص شده است.
به طور کل این آلیاژ به نامهای زیر نیز معروف است:
- 4301-304-00-I و X5CrNi18-9، در سیستم ISO 15510.
- UNS S30400 در سیستم شماره گذاری یکپارچه.
- ورق استیل A2 در خارج از ایالات متحده، مطابق با ISO 3506 برای اتصال دهنده ها.
- استنلس استیل 8/18 و 10/18 در صنایع ظروف تجاری و بست.
- SUS304 ژاپنی JIS G4303 درجه معادل.
- 1.4301، معادل EN 10088
- 06Cr19Ni10 و ISC S30408، معادل در نامگذاری چینی GB/T 20878 و GB/T 17616.
مقاومت در برابر خوردگی:
ورق استیل 304 مقاومت بسیار خوبی در برابر طیف وسیعی از محیط های جوی و بسیاری از محیط های خورنده دارد. در محیط های گرم کلرید در معرض خوردگی حفره ای و شکافی و ترک خوردگی تنشی در دمای بالای حدود 60 درجه سانتی گراد است. در برابر خوردگی حفره ای در آب با حداکثر 400 میلی گرم در لیتر کلرید در دمای محیط مقاوم است و در دمای 60 درجه سانتی گراد به حدود 150 میلی گرم در لیتر کاهش می یابد.
ورق استیل 304 همچنین در دمای اتاق نسبت به آنیون های تیوسولفات آزاد شده توسط اکسیداسیون پیریت (همانطور که در زهکشی معدن اسیدی با آن مواجه می شود) بسیار حساس است و در تماس نزدیک با مواد رسی غنی از پیریت یا سولفید در معرض مشکلات خوردگی حفره ای شدید قرار می گیرد.
برای شرایط خوردگی شدیدتر، زمانی که ورق استیل 304 به خوردگی حفره ای یا شکافی توسط کلریدها یا خوردگی عمومی در کاربردهای اسیدی بسیار حساس است، معمولاً با ورق استیل 316 جایگزین می شود. ورق های استیل 304 و 302 هنگام استفاده در شرایط آب شور گرمسیری مانند دکل های نفتی یا گازی در معرض شکست تنشی کلریدی هستند. 316SS آلیاژ ارجح برای این شرایط است.
کاربرد:
ورق استیل 304 برای انواع کاربردهای خانگی و صنعتی مانند تجهیزات حمل و نقل و پردازش مواد غذایی، پیچ ها، قطعات ماشین آلات، ظروف و منیفولدهای اگزوز استفاده می شود. ورق استیل 304 همچنین در زمینه معماری برای کاربردهای های بیرونی مانند ویژگی های آب و آتش استفاده می شود. همچنین یک ماده کویل معمولی برای بخارسازها است.
محتوای کربن:
304، H304 و L304 همگی دارای محتوای اسمی کروم و نیکل یکسان هستند و همچنین دارای مقاومت در برابر خوردگی، سهولت ساخت و جوش پذیری یکسانی می باشند. تفاوت بین 304، H304 و L304 در محتوای کربن است که به ترتیب >0.03، >0.05 و <0.03 است. محتوای کربن 304H (UNS S30409) به 0.04 تا 0.10٪ محدود شده است که استحکام بهینه در دمای بالا را فراهم می کند.
محتوای کربن 304L (UNS 30403) به حداکثر 0.03٪ محدود شده است که از ایجاد حساسیت در حین جوشکاری جلوگیری می کند. حساس شدن عبارت است از تشکیل کاربیدهای کروم در امتداد مرزهای دانه زمانی که ورق استیل در معرض دماهایی در محدوده تقریبی 900 تا 1500 درجه فارنهایت (480 تا 820 درجه سانتی گراد) قرار می گیرد.
تشکیل بعدی کاربید کروم منجر به کاهش مقاومت در برابر خوردگی در امتداد مرز دانه می شود و ورق استیل را مستعد خوردگی پیش بینی نشده در محیطی می کند که انتظار می رود 304 در برابر خوردگی مقاوم باشد. این حمله خورنده مرز دانه ای به عنوان خوردگی بین دانه ای شناخته می شود.
محتوای کربن 304 (UNS 30400) به حداکثر 0.08٪ محدود شده است و برای کاربردهای خورنده که جوشکاری مورد نیاز است، مانند مخازن و لوله‌هایی که محلول‌های خورنده درگیر هستند، مفید نیست و L304 ترجیح داده می‌شود. فقدان حداقل محتوای کربن آن برای کاربردهای با دمای بالا که در آن استحکام بهینه مورد نیاز است ایده آل نیست، بنابراین H304 ترجیح داده می شود. بنابراین 304 معمولاً محدود به میله‌هایی است که در قطعاتی که جوشکاری لازم نیست یا ورقه‌های نازکی که در محصولاتی مانند سینک‌های آشپزخانه یا ظروف آشپزی که همچنین جوش داده نشده‌اند، ساخته می‌شوند.
محتوای کربن تأثیر زیادی بر استحکام دمای اتاق دارد مثلاً حداقل خواص کششی مشخص شده L304، 5 کیلو پوند بر اینچ مربع (34 مگاپاسکال) کمتر از 304 (515 مگاپاسکال) است. با این حال، نیتروژن همچنین تأثیر زیادی بر استحکام دمای اتاق دارد و افزودن ناچیز نیتروژن به L304 آلیاژی با مقاومت کششی مشابه 304 تولید می کند.
گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی