Nerezová ocel 303 vs. 304: Pochopit rozdíl mezi 303 a 304 ss

Při výběru nejvhodnější nerezové oceli pro váš projekt musíte pochopit hlavní rozdíly mezi běžnými jakostmi. Dvě z nejpoužívanějších austenitických nerezových ocelí jsou AISI 303 a AISI 304 (známé také jako SS 303 a SS 304).

 Mají však různé vlastnosti, které je činí vhodnými pro určité účely. Tento průvodce vám poskytne přehled o vlastnostech nerezové oceli 303 a 304.

Jak si ale mezi nimi vybrat vhodnou třídu, která bude vyhovovat vašim požadavkům?

Porozumění třídám nerezové oceli

Jako přizpůsobivý a ekonomický materiál je nerezová ocel s austenitickou strukturou uznávána pro svou dobrou odolnost vůči oxidaci a některým formám koroze. Často se používají například austenitické jakosti 303 a 304.

Snadno se tvarují a mají vynikající odolnost proti korozi a výhodnou tvařitelnost. Výběr třídy je však dosti podobný výběru správného nástroje pro danou práci; musí být pro danou operaci ideální. Více se dozvíte v našem průvodci, abyste dosáhli co nejlepšího výsledku při práci s materiálem a jeho trvanlivosti.

Třídy nerezové oceli 303 vs 304

Přestože se jedná o austenitické nerezové oceli a mají podobnou chemickou bázi, obě třídy mají srovnatelné vlastnosti, jako je vynikající odolnost proti korozi a nemagnetické vlastnosti. S obsahem síry od 0,15% do 0,35% je 303 austenitická nerezová ocel, která nabízí výjimečnou obrobitelnost.

Nerezová ocel 303 vs. nerezová ocel 304: Srovnávací tabulka

Majetek	Nerezová ocel 303	304 nerezová ocel
Chemické složení	17% Chrom, 8% Nikl, 0,15% Síra/Selen (min)	18% Chrom, 8% Nikl (min)
Obrobitelnost	Vynikající (díky síře/selenu)	Dobrý
Svařitelnost	Špatný	Dobrý
Tvarovatelnost	Dobrý	Dobrý
Pevnost v tahu (MPa)	510-590	535-750
Mez kluzu (MPa)	205-290	205-325
Prodloužení (%)	40-60	40-60
Hustota (g/cm³)	7.93	7.93
Odolnost proti korozi	Mírná	Vynikající
Náklady	Dolní	Vyšší

Obsahuje 8%-10% niklu a 18% chromu. Obsah síry do značné míry kompenzuje odolnost proti korozi, kterou by normálně nabízel. V důsledku toho dochází k malému snížení houževnatosti a snížení odolnosti proti korozi.

Snadná obrobitelnost je kompromisem. Často může být dražší než slitina 304, protože její tvarování a lisování nevyžaduje tolik práce. Přestože slitina 303 není tak odolná proti korozi jako 304, je stále poměrně odolná proti oxidaci, když je příležitostně vystavena teplotám až 1400 °F.

 Mějte na paměti, že díky obsahu síry je materiál 303 špatně svařitelný, což může způsobit praskání. Kromě toho se místo síry občas používá selen. Ten má stejný výsledek jako síra, zlepšuje obrobitelnost a snižuje korozní odolnost.

Pochopení obrobitelnosti nerezové oceli 304 vs. 303       

Třída 303

Třída 303 nerezové oceli je označována jako král obrobitelnosti díky přítomnosti síry nebo selenu. Díky tomu je možné zlepšit mechanické vlastnosti slitiny pomocí volně řezných vlastností třídy 303. Výrobcům umožňuje rychlou výrobu velkých objemů a čistší řezání.

Tato třída je vhodná pro aplikace vyžadující složité tvary a jemné detaily a nabízí možnost přesného obrábění. Snižuje pravděpodobnost opotřebení nástroje a prodlužuje životnost řezných nástrojů.

Díky nim je cenově dostupnou volbou pro velkosériovou výrobu. Tento kompromis však mírně snižuje odolnost proti korozi, což může omezit jeho použití v určitých prostředích.

Třída 304 - Vyvažování

Vzhledem k tomu, že jakost 304 rychle tvrdne, je pro jakost 303 problémem obrobitelnost. Na rozdíl od třídy 303 je chemické složení nerezové oceli třídy 304 v mnoha průmyslových odvětvích upřednostňováno kvůli její spolehlivosti a robustnosti, a to i přes její nižší obrobitelnost. Její vyvážená dobrá tvářitelnost a vynikající odolnost proti korozi z ní činí univerzální volbu.

Tato třída se široce používá k výrobě aplikací, kde je nutné jak obrábění, tak svařování, jako je kuchyňské vybavení, architektonické konstrukce a nádoby na chemikálie. Jejich vynikající antikorozní vlastnosti zajišťují, že odolávají náročným podmínkám, aniž by byla narušena jejich integrita.

Mechanické vlastnosti

Třídy nerezové oceli 303 a 304 mají stejné vlastnosti s výjimkou bodu tání. Jejich hustota by byla stejná, kdyby měly mírně odlišné chemické složení. Jejich krystalová struktura je velmi podobná, atomy jsou uspořádány v pravidelném, opakujícím se vzoru, protože se jedná o austenitické slitiny nerezové oceli.

304 má o něco více chromu, i když ne vždy. Příměs síry nemá žádný významný vliv na krystalovou strukturu nebo vzdálenost mezi atomárními částicemi.

Vlastnosti	Třída 303 nerezové oceli	Třída nerezové oceli 304
Hustota	0,289 lb/in³	0,289 lb/in³
Bod tání	2550 - 2590°F	2642°F
Modul pružnosti	28 000 ksi	28 000 ksi
Elektrický odpor	0,72 x 10-⁶ Ω-m	0,72 x 10-⁶ Ω-m
Tepelná vodivost	112 BTU-in/hod-ft²-°F	112 BTU-in/hod-ft²-°F
Modul ve smyku	11 200 ksi	11 200 ksi

Austenitická struktura a její vliv 

Třídy nerezové oceli poskytují nemagnetické vlastnosti spolu s tvářitelností a zároveň přispívají k austenitické struktuře. Jejich austenitická struktura pomáhá při výrobě specifických aplikací, kde je vyžadována vysoká houževnatost a trvanlivost.

 Umožňuje materiálu zachovat si pevnost i při vysokých teplotách. To je vhodné pro výrobu automobilových a leteckých výrobků. Navíc lze tuto austenitickou strukturu použít v prostředí k překonání vysokého mechanického namáhání.

Srovnání silných stránek

Protože třída 303 obsahuje selen nebo síru, vykazuje o něco vyšší pevnost v tahu a v kluzu než třída 304. Při výběru vhodné třídy mezi 303 a 304 je však nutné vzít v úvahu i další faktory houževnatosti a tažnosti.

 Výběr tříd závisí na specifických požadavcích aplikací. Ty mohou zahrnovat mechanické namáhání, vystavení korozivním prvkům a potřebu obrobitelnosti nebo svařitelnosti.

Tepelné zpracování a tvářitelnost

Řešení Ošetření

Zpracování roztokem je proces, který příznivě zlepšuje strukturu zrn a celkovou tvářitelnost jakostních tříd 303 a 304. Tento proces zahrnuje zahřátí slitin na vysokou teplotu a jejich následné rychlé ochlazení. To zlepšuje mechanické vlastnosti a výkonnost materiálu.

Tento proces navíc pomáhá rozpustit případné sraženiny, které se mohly vytvořit během procesu, a zajistit tak rovnoměrnou mikrostrukturu. Pomáhá zlepšit tažnost a houževnatost slitin, což usnadňuje jejich tváření a tvarování.

Rozdíly ve svařitelnosti

Přítomnost síry nebo selenu ve třídě 303 může způsobit praskání za tepla během svařování. Třída 304 má naopak schopnost lepší svařitelnosti, díky čemuž může být vhodná pro použití v aplikacích, které vyžadují rozsáhlé svařování.

 Při výběru požadovaného stupně pro váš projekt zvažte tento diferenční faktor. Konstrukce potrubí, nádrží a dalších konstrukcí, kde je nutné svařování, se přizpůsobí třídě 304. Jejich schopnost poskytovat pevné a odolné svary dokáže odolat různým namáháním.

Náklady 303 nerezová ocel vs 304 nerezová ocel     

Důležitým aspektem při výběru mezi třídami 303 a 304 pro váš projekt je zohlednění nákladů. Hlavními složkami těchto tříd jsou tržní ceny chromu a niklu. Ta kolísá v závislosti na nabídce a poptávce, geopolitických událostech a těžební činnosti. Tyto výkyvy ovlivňují celkové ceny nerezového materiálu na trhu.

• Kolísání tržních cen
• Třída 303 - obecně nižší náklady
• Třída 304 - mírně vyšší cena

Kolísání tržních cen

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.

Třída 303 - obecně nižší náklady

Díky nižšímu obsahu niklu a rychlejší obrobitelnosti je jakost 303 levnější než jakost 304. Její vlastnosti snižují výrobní čas a pracovní náklady a přídavek síry nebo selenu zlepšuje její obrobitelnost. To vede k rychlejším výrobním procesům a nižším výrobním nákladům.

Třída 304 - mírně vyšší cena

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.

Běžné aplikace ss 303 vs 304  

  

Použití nerezové oceli 303 a 304 je často podobné. Konkrétně se oceli 303 a 304 běžně používají v různých aplikacích. Níže jsou popsány a zdůrazněny konkrétní důvody jejich použití.

Průmysl	Nerezová ocel 303 Aplikace	Důvod použití	Nerezová ocel 304 Aplikace	Důvod použití
Zařízení pro přípravu potravin	Dopravníky, zásobníky, vozíky a chladicí jednotky	Snadné čištění	Nádrže, potrubí a kontejnery	Odolnost proti korozi, snadné čištění
Letadla	Hřídele, ozubená kola a letecké kování	Vlastnosti, které neulpívají a nelepí se, vysoká obrobitelnost	Konstrukce letadel, motory	Vynikající odolnost proti korozi, tepelná stabilita a poměr pevnosti k hmotnosti.
Upevňovací součásti	Šrouby, matice a svorníky	Vysoká obrobitelnost - snadná výroba složitých tvarů	Šrouby, matice a svorníky	Trvanlivost a odolnost proti korozi
Elektronické součástky	Distanční prvky, držáky a odvzdušňovací prvky	Nemagnetické, vysoce obrobitelné	Distanční prvky, držáky a odvzdušňovací prvky	Nemagnetické a málo odolné proti korozi
Průmyslové aplikace a stroje	Pouzdra, šroubení, tělesa ventilů, ventily, kované hřídele a obložení ventilů	Vysoká obrobitelnost - snadná výroba složitých tvarů s přesnými tolerancemi a těsným uložením.	Nádrže, potrubí, armatury a tělesa ventilů	Odolnost proti korozi, trvanlivost
Spotřebiče	Kování, šrouby a svorníky spotřebičů	Vysoká obrobitelnost	Chladničky, kuchyňské dřezy a myčky nádobí	Trvanlivost, odolnost proti korozi a estetický vzhled
Automobilový průmysl	Hřídele, kování a převodovky	Vysoká obrobitelnost, snadná výroba	Výfukové systémy, obložení a mřížky	Odolnost proti korozi, estetický vzhled
Zdravotnické vybavení	Chirurgické nástroje, zubní implantáty	Vysoká obrobitelnost, nemagnetické	Chirurgické nástroje, zubní nástroje a implantáty	Biokompatibilita, odolnost proti korozi a vysokoteplotní čisticí procesy
Zařízení pro chemické zpracování	Tělesa ventilů, šroubení a pouzdra	Vysoká obrobitelnost, snadná výroba	Reaktory, nádrže a potrubí	Odolnost proti korozi odolává řadě chemikálií

Odolnost proti korozi

Nerezová ocel je nejlépe hodnoceným materiálem, který se široce používá v různých obráběcích aplikacích. Proto je pro dosažení požadovaného výsledku dílů zásadní najít dokonale odpovídající materiál. Kromě výhodných mechanických a chemických vlastností mají třídy korozivzdorné oceli různé vlastnosti odolnosti proti korozi.

• Odolnost proti důlnímu rázu a úloha chromu
• Srovnání trvanlivosti v různých prostředích

Odolnost proti důlnímu rázu a úloha chromu

Všechny typy austenitických nerezových ocelí mají vynikající odolnost proti korozi; k důlkové korozi dochází, když je materiál vystaven působení chloridů. Obě třídy obsahují zejména vysoký obsah chromu, který může tomuto typu koroze zabránit. Některé varianty třídy 304 však mají díky vyššímu obsahu chromu výhodu v odolnosti proti důlkové korozi.

Srovnání trvanlivosti v různých prostředích

Všechny atmosférické zdroje, sterilizátory, organické chemikálie a barviva nemohou způsobit korozi typu 303. Špatně odolávají kyselině halogenové, poněkud kyselině sírové a dobře kyselině dusičné.

Pro dosažení maximální odolnosti proti korozi by měly být všechny součásti vyrobené z materiálu třídy 303 čištěny. Měly by být pasivovány po CNC obrábění k odstranění mastnoty, oleje, otisků prstů a jiných cizích částic, jako jsou zbytky železa, z nástrojů.

Závěr:

Navzdory podobným vlastnostem vykazují třídy nerezové oceli 303 a 304 výrazné rozdíly. To představuje náročný aspekt při výběru vhodného materiálu pro konkrétní aplikace. Vzhledem k lepší obrobitelnosti tříd je 303 ideální pro díly vyžadující detailní obrábění. Kromě toho tato jakost ztrácí část odolnosti proti korozi kvůli přítomnosti vyššího obsahu síry.

Naproti tomu nerezová ocel třídy 304 poskytuje vynikající odolnost proti korozi a je vhodná pro širší škálu aplikací. To z ní činí univerzálnější volbu pro prostředí, kde je koroze problémem.

Výběr tříd závisí na požadavcích projektu a zohledňuje faktory, jako je vliv prostředí, požadavky na obrábění a nákladová efektivita. Důkladné pochopení těchto tříd pomáhá výrobci dosáhnout požadovaného výstupu s využitím jejich jedinečných vlastností.