عند اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ الأنسب لمشروعك، يجب أن تفهم الاختلافات الرئيسية بين الدرجات الشائعة. اثنان من أكثر أنواع الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ استخدامًا هما AISI 303 و AISI 304 (المعروف أيضًا باسم SS 303 و SS 304).
ومع ذلك، فإن لكل منهما ميزات مختلفة تجعلها جيدة لأغراض معينة. سيوفر هذا الدليل نظرة ثاقبة على ميزات الفولاذ المقاوم للصدأ 303 مقابل 304.
ولكن كيف يمكنك اختيار الدرجة المناسبة بينهما التي تناسب تطبيقاتك؟
فهم درجات الفولاذ المقاوم للصدأ
نظرًا لكونه مادة قابلة للتكيف واقتصادية، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ معروف بمقاومته الجيدة للأكسدة وبعض أشكال التآكل مع بنية أوستنيتي. على سبيل المثال، كثيرًا ما تُستخدم الدرجات الأوستنيتي 303 و304 من الفولاذ الأوستنيتي.
فهي سهلة التشكيل وتوفر مقاومة ممتازة للتآكل وقابلية تشكيل ممتازة. ومع ذلك، فإن اختيار الدرجة يشبه إلى حد كبير اختيار الأداة الصحيحة للعمل؛ حيث يجب أن تكون مثالية للعملية. يمكنك معرفة المزيد في دليلنا، لتحقيق أعلى نتيجة لعمل المادة ومتانتها.
303 مقابل 304 درجات الفولاذ المقاوم للصدأ 303 مقابل 304 درجات الفولاذ المقاوم للصدأ
على الرغم من كونهما من الفولاذ الأوستنيتي غير القابل للصدأ ولهما قاعدة كيميائية متشابهة، فإن كلا الدرجتين تقدمان ميزات مماثلة لمقاومة ممتازة للتآكل وخصائص غير مغناطيسية. بمحتوى كبريت يتراوح من 0.15% إلى 0.35%، فإن 303 هو درجة من الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ الذي يوفر قابلية تشغيل استثنائية.
الفولاذ المقاوم للصدأ 303 مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ 304: جدول المقارنة
|
الممتلكات |
فولاذ مقاوم للصدأ 303 |
فولاذ مقاوم للصدأ 304 |
|
التركيب الكيميائي |
17% كروم، 8% نيكل، 0.15% كبريت/سيلينيوم (دقيقة) |
18% كروم، 8% نيكل (دقيقة) |
|
قابلية التصنيع |
ممتاز (بسبب الكبريت/السيلينيوم) |
جيد |
|
قابلية اللحام |
فقير |
جيد |
|
القابلية للتشكيل |
جيد |
جيد |
|
قوة الشد (ميجا باسكال) |
510-590 |
535-750 |
|
قوة الخضوع (MPa) |
205-290 |
205-325 |
|
الاستطالة (%) |
40-60 |
40-60 |
|
الكثافة (جم/سم مكعب) |
7.93 |
7.93 |
|
مقاومة التآكل |
معتدل |
ممتاز |
|
التكلفة |
أقل |
أعلى |
يحتوي على 8%-10% نيكل و18% كروم. ويعوّض محتوى الكبريت إلى حد كبير مقاومة التآكل التي يوفرها ذلك عادةً. ونتيجة لذلك، هناك انخفاض طفيف في الصلابة وانخفاض في مقاومة التآكل.
وكونها قابلة للتشغيل الآلي بسهولة يأتي مع مقايضة. فقد تكون أغلى من سبيكة 304 في كثير من الأحيان لأنها لا تتطلب نفس القدر من العمالة لتشكيلها وكبسها. وعلى الرغم من أن 303 ليس مقاومًا للتآكل مثل 304، إلا أنه لا يزال مقاومًا تمامًا للأكسدة عند تعرضه لدرجات حرارة عالية تصل إلى 1400 درجة فهرنهايت في بعض الأحيان.
ضع في اعتبارك أن محتوى الكبريت يجعل 303 غير قابل للحام بشكل جيد، مما قد يسبب التشقق. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم السيلينيوم أحيانًا بدلًا من الكبريت. وهذا له نفس نتيجة الكبريت، مما يحسن قابلية التشغيل الآلي ويقلل من مقاومة التآكل.
فهم قابلية التصنيع الآلي للفولاذ المقاوم للصدأ 304 مقابل 303
الصف 303
يُشار إلى الدرجة 303 من الفولاذ المقاوم للصدأ على أنها ملك قابلية التشغيل الآلي بسبب وجود الكبريت أو السيلينيوم فيها. وهذا يجعل من الممكن تحسين الخصائص الميكانيكية للسبائك بمساعدة خصائص القطع الحر من الدرجة 303. ويسمح ذلك للمصنعين بإنتاج كميات كبيرة بسرعة وبطريقة أنظف للقطع.
هذه الدرجة مناسبة للتطبيقات التي تتطلب أشكالاً معقدة وتفاصيل دقيقة، مما يوفر تسهيلات تصنيع دقيقة. يقلل من فرص تآكل الأدوات ويزيد من طول عمر أدوات القطع.
وهي تجعلها خيارًا ميسور التكلفة للتصنيع بكميات كبيرة. ومع ذلك، فإن المفاضلة تؤدي إلى انخفاض طفيف في مقاومة التآكل، مما قد يحد من استخدامه في بيئات معينة.
الصف 304 - قانون التوازن 304
نظرًا لأن درجة 304 تصلب العمل بسرعة، فإن قابلية التشغيل الآلي هي مشكلة بالنسبة للدرجة 303. وعلى عكس الرتبة 303، فإن التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ درجة 304 مفضل في العديد من الصناعات بسبب موثوقيته ومتانته، على الرغم من انخفاض قابليته للتشغيل الآلي. إن توازنه بين قابلية التشكيل الجيدة والمقاومة الممتازة للتآكل يجعله خيارًا متعدد الاستخدامات.
تُستخدم هذه الدرجة على نطاق واسع لإنتاج التطبيقات التي تحتاج إلى كل من التشغيل الآلي واللحام، مثل معدات المطابخ والهياكل المعمارية والحاويات الكيميائية. تضمن خصائصها الممتازة المضادة للتآكل قدرتها على تحمل الظروف القاسية دون المساس بسلامتها.
الخواص الميكانيكية
تشترك الرتبتان 303 و304 من الفولاذ المقاوم للصدأ في نفس الخواص باستثناء درجة الانصهار. تكون كثافتهما متماثلة عندما يكون لهما تركيب كيميائي مختلف قليلاً. تتشابه بنيتهما البلورية تشابهًا كبيرًا، حيث تترتب الذرات في نمط منتظم ومتكرر، حيث أنهما من سبائك الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ.
يحتوي 304 على المزيد من الكروم، ولكن ليس دائمًا. ليس لتضمين الكبريت أي تأثير على البنية البلورية أو التباعد بين الجسيمات الذرية بأي شكل من الأشكال.
|
الخصائص |
303 درجة 303 من الفولاذ المقاوم للصدأ |
304 درجة 304 من الفولاذ المقاوم للصدأ |
|
الكثافة |
0.289 رطل/بوصة³ |
0.289 رطل/بوصة³ |
|
نقطة الانصهار |
2550 - 2590°F |
2642°F |
|
معامل المرونة |
28,000 كسي |
28,000 كسي |
|
المقاوماتية الكهربائية |
0.72 × 10 × 10 ⁶ Ω-م |
0.72 × 10 × 10 ⁶ Ω-م |
|
التوصيل الحراري |
112 وحدة حرارية حرارية بريطانية في الساعة - قدم² فهرنهايت |
112 وحدة حرارية حرارية بريطانية في الساعة - قدم² فهرنهايت |
|
معامل القص |
11,200 كسي |
11,200 كسي |
البنية الأوستنيتيّة وتأثيرها
وتوفر درجات الفولاذ المقاوم للصدأ خصائص غير مغناطيسية إلى جانب قابلية التشكيل مع المساهمة في البنية الأوستنيتية. ويساعد هيكلها الأوستنيتي على إنتاج تطبيقات محددة تتطلب صلابة ومتانة عالية.
وهو يمكّن المادة من الحفاظ على قوتها في درجات الحرارة العالية. وهذا يلبي احتياجات تصنيع منتجات السيارات والفضاء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذا الهيكل الأوستنيتي في البيئة للتغلب على الإجهاد الميكانيكي العالي.
مقارنة نقاط القوة
ونظرًا لاحتواء الدرجة 303 على السيلينيوم أو الكبريت، فإن أداءها أفضل قليلًا من حيث قوة الخضوع والشد من الدرجة 304. ومع ذلك، من الضروري مراعاة العوامل الأخرى الخاصة بالصلابة والليونة أثناء اختيار الدرجة المناسبة بين 303 و304.
يعتمد اختيار الدرجات على المتطلبات المحددة للتطبيقات. وقد يتضمن ذلك الضغوط الميكانيكية، والتعرض للعناصر المسببة للتآكل، والحاجة إلى قابلية التشغيل الآلي أو قابلية اللحام.
المعالجة الحرارية وقابلية التشكيل
علاج المحلول
المعالجة بالمحلول هي العملية التي تحسن بشكل مفيد من البنية الحبيبية وقابلية التشكيل الكلية لدرجات 303 و304. تتضمن هذه العملية تسخين السبائك إلى درجة حرارة عالية ثم تبريدها بسرعة. وهذا يعزز الخصائص الميكانيكية وأداء المادة.
وعلاوة على ذلك، تساعد هذه العملية على إذابة أي رواسب قد تكون تكون تكونت أثناء التقدم لضمان بنية مجهرية موحدة. وتساعد على تحسين ليونة وصلابة السبائك، مما يسهل تشكيلها وتشكيلها.
اختلافات قابلية اللحام
يمكن أن يتسبب وجود الكبريت أو السيلينيوم في الصف 303 في حدوث تشقق ساخن أثناء عملية اللحام. وعلى العكس من ذلك، تتمتع الرتبة 304 بإمكانية لحام أفضل، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في التطبيقات التي تتطلب لحامًا مكثفًا.
ضع في اعتبارك هذا العامل التفاضلي أثناء اختيار الدرجة المطلوبة لمشروعك. يتكيف بناء خطوط الأنابيب والصهاريج وغيرها من الهياكل التي يكون فيها اللحام ضروريًا مع الدرجة 304. فقدرتها على توفير لحامات قوية ومتينة يمكنها تحمل الضغوط المختلفة.
التكلفة الفولاذ المقاوم للصدأ 303 مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ 304
تعتبر مراعاة التكلفة جانبًا مهمًا في الاختيار بين الدرجتين 303 و304 لمشروعك. المكونات الأساسية لهذه الدرجات هي أسعار السوق للكروم والنيكل. وهذا يتقلب بناءً على العرض والطلب والأحداث الجيوسياسية وأنشطة التعدين. تؤثر هذه التقلبات على الأسعار الإجمالية لمواد الفولاذ المقاوم للصدأ في السوق.
- تقلبات أسعار السوق
- الصف 303 - تكلفة أقل بشكل عام
- الدرجة 304 - تكلفة أعلى قليلاً
تقلبات أسعار السوق
Nickel and chromium costs can differ due to various aspects and can be influenced by mining output, global demand, and political stability. Their prices fluctuate because of the manufacturer’s demand and supply, leading to price swings and affecting the cost of stainless steel.
الصف 303 - تكلفة أقل بشكل عام
إن محتوى النيكل المنخفض وقابلية التشغيل الآلي الأسرع للدرجة 303 يجعلها أقل تكلفة من الدرجة 304. وتقلل خصائصه من وقت الإنتاج وتكاليف العمالة، كما أن إضافة الكبريت أو السيلينيوم يحسن من قابليته للتشغيل الآلي. وهذا يؤدي إلى عمليات إنتاج أسرع ونفقات تصنيع أقل.
الدرجة 304 - تكلفة أعلى قليلاً
The higher nickel content and excellent resistance to corrosion presence in grade 3034 make it slightly more expensive than grade 303. Meanwhile, the lower maintenance requirement and the material’s durability can offset its higher cost. The lower maintenance requirements make grade 304 a cost-effective choice across various industries.
التطبيقات الشائعة ل ss 303 مقابل 304
غالبًا ما تكون استخدامات الفولاذ المقاوم للصدأ 303 مقابل 304 متشابهة. وعلى وجه التحديد، يشيع استخدام 303 و304 في تطبيقات مختلفة. وهي موضحة أدناه، مع تسليط الضوء على الأسباب المحددة لاستخدامها.
|
الصناعة |
تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ 303 |
سبب الاستخدام |
تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ 304 |
سبب الاستخدام |
|
معدات تحضير الطعام |
الناقلات، والصواني، والعربات ووحدات التبريد |
سهلة التنظيف |
الصهاريج والأنابيب والحاويات |
مقاومة للتآكل، سهلة التنظيف |
|
الطائرات |
الأعمدة والتروس وتجهيزات الطائرات |
خصائص عدم التشقق وعدم التكلس، وقابلية عالية للتشغيل الآلي |
هياكل الطائرات والمحركات |
مقاومة ممتازة للتآكل، والاستقرار الحراري، ونسبة القوة إلى الوزن |
|
مكونات التثبيت |
البراغي والصواميل والمسامير |
قابلية عالية للتشغيل الآلي - سهولة إنتاج الأشكال المعقدة |
البراغي والصواميل والمسامير |
المتانة ومقاومة التآكل |
|
المكونات الإلكترونية |
الفواصل، والأقواس، وعناصر التنفيس |
غير مغناطيسية وقابلية عالية للتشغيل الآلي |
الفواصل، والأقواس، وعناصر التنفيس |
غير مغناطيسية ومنخفضة المقاومة للتآكل |
|
التطبيقات والآلات الصناعية |
البطانات والتركيبات وأجسام الصمامات والصمامات والأعمدة المطروقة وحواف الصمامات |
قابلية عالية للتشغيل الآلي - سهولة إنتاج أشكال معقدة ذات تفاوتات دقيقة ومطابقة محكمة |
الخزانات والأنابيب والتجهيزات وأجسام الصمامات |
مقاومة التآكل والمتانة |
|
الأجهزة الاستهلاكية |
تركيبات الأجهزة والبراغي والمسامير والبراغي |
قابلية عالية للتشغيل الآلي |
الثلاجات وأحواض المطبخ وغسالات الصحون |
المتانة، ومقاومة التآكل، والمظهر الجمالي |
|
السيارات |
الأعمدة والتركيبات والتروس |
قابلية عالية للتشغيل الآلي وسهولة التصنيع |
أنظمة العادم والزخارف والشبكات |
مقاومة التآكل، والمظهر الجمالي |
|
المعدات الطبية |
الأدوات الجراحية وزراعة الأسنان |
قابلية تشغيل آلي عالية، غير مغناطيسية |
الأدوات الجراحية وأدوات وزراعة الأسنان |
التوافق الحيوي، ومقاومة التآكل، وعمليات التنظيف في درجات الحرارة العالية |
|
معدات المعالجة الكيميائية |
أجسام الصمامات والتجهيزات والبطانات |
قابلية عالية للتشغيل الآلي وسهولة التصنيع |
المفاعلات والخزانات وخطوط الأنابيب |
مقاومة التآكل تصمد أمام مجموعة من المواد الكيميائية |
مقاومة التآكل
الفولاذ المقاوم للصدأ هو المادة الأعلى تصنيفًا التي تُستخدم على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من تطبيقات التصنيع الآلي. ولذلك، فإن العثور على المادة المطابقة المثالية أمر بالغ الأهمية للحصول على النتيجة المرجوة من الأجزاء. إلى جانب خواصها الميكانيكية والكيميائية المفيدة، تتميز درجات الفولاذ المقاوم للصدأ بخصائص مقاومة التآكل المختلفة.
- مقاومة التأليب ودور الكروم في مقاومة التأليب
- مقارنة المتانة في بيئات مختلفة
مقاومة التأليب ودور الكروم في مقاومة التأليب
تتمتع جميع أنواع الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ بمقاومة ممتازة للتآكل؛ ويحدث التآكل النقر عندما تتعرض المادة لبيئات الكلوريد. وعلى وجه الخصوص، تحتوي كلتا الدرجتين على مستويات عالية من الكروم، والتي يمكن أن تمنع هذا النوع من التآكل. ومع ذلك، تقدم بعض الأنواع المختلفة من الدرجة 304 ميزة في مقاومة التآكل الناتج عن التآكل بسبب محتواها العالي من الكروم.
مقارنة المتانة في بيئات مختلفة
لا يمكن لجميع المصادر الجوية والمعقمات والمواد الكيميائية العضوية والأصباغ أن تتسبب في تآكل النوع 303. وهي تتحمل حمض الهالوجين بشكل ضعيف، وحمض الكبريتيك إلى حد ما، وحمض النيتريك بشكل جيد.
لتحقيق أقصى قدر من المقاومة للتآكل، يجب تنظيف جميع المكونات المصنوعة من الدرجة 303. يجب تخميلها بعد التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي لإزالة الشحوم، والزيوت، وبصمات الأصابع، والجسيمات الغريبة الأخرى، مثل بقايا جزيئات الحديد، من الأدوات.
الخلاصة:
على الرغم من احتوائها على خواص متشابهة، تُظهر درجات الفولاذ المقاوم للصدأ 303 مقابل 304 اختلافات واضحة. وهذا يمثل جانبًا صعبًا في اختيار المادة المناسبة لتطبيقات محددة. نظرًا لقابلية التشغيل الآلي المحسّنة للدرجات، فإن 303 مثالي للأجزاء التي تتطلب تشغيلًا آليًا مفصلاً. بالإضافة إلى ذلك، تستبدل هذه الدرجة بعض مقاومة التآكل بسبب وجود محتوى أعلى من الكبريت.
وعلى العكس من ذلك، يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 304 مقاومة ممتازة للتآكل وهو مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات. وهذا يجعلها خيارًا أكثر تنوعًا للبيئات التي يمثل فيها التآكل مصدر قلق.
يعتمد اختيار الدرجات على متطلبات المشروع، مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل التعرض البيئي ومتطلبات التصنيع وفعالية التكلفة. ويساعد الفهم الدقيق لهذه الدرجات على فهم هذه الدرجات جيدًا الشركة المصنعة على تحقيق المخرجات المطلوبة، والاستفادة من خصائصها الفريدة.