När du ska välja det lämpligaste rostfria stålet för ditt projekt måste du förstå de viktigaste skillnaderna mellan de vanligaste stålsorterna. Två av de mest använda austenitiska rostfria stålen är AISI 303 och AISI 304 (även känd som SS 303 och SS 304).
De har dock olika egenskaper som gör dem bra för vissa ändamål. Den här guiden ger en inblick i egenskaperna hos 303 kontra 304 rostfritt stål.
Men hur kan du välja rätt kvalitet bland dem som passar dina applikationer?
Förståelse för rostfria stålsorter
Rostfritt stål är ett anpassningsbart och ekonomiskt material och är känt för sin goda motståndskraft mot oxidation och vissa former av korrosion med en austenitisk struktur. Till exempel används ofta 303 och 304 austenitiska kvaliteter.
De är lätta att forma och har utmärkt korrosionsbeständighet och god formbarhet. Valet av kvalitet är dock ungefär som att välja rätt verktyg för arbetet; det måste vara perfekt för uppgiften. Du kan lära dig mer i vår guide, för att uppnå högsta resultat för materialets arbete och dess hållbarhet.
303 vs 304 Rostfria stålkvaliteter
Trots att de är austenitiska rostfria stål och har en liknande kemisk bas, erbjuder båda sorterna jämförbara egenskaper som utmärkt korrosionsbeständighet och icke-magnetiska egenskaper. Med en svavelhalt på mellan 0,15% och 0,35% är 303 en austenitisk rostfri stålsort som erbjuder exceptionell bearbetbarhet.
303 rostfritt stål vs 304 rostfritt stål: Jämförelsetabell
|
Fastighet |
303 rostfritt stål |
304 rostfritt stål |
|
Kemisk sammansättning |
17% Krom, 8% Nickel, 0,15% Svavel/Selen (min) |
18% Krom, 8% Nickel (min) |
|
Bearbetbarhet |
Utmärkt (på grund av svavel/selen) |
Bra |
|
Svetsbarhet |
Dålig |
Bra |
|
Formbarhet |
Bra |
Bra |
|
Draghållfasthet (MPa) |
510-590 |
535-750 |
|
Sträckgräns (MPa) |
205-290 |
205-325 |
|
Förlängning (%) |
40-60 |
40-60 |
|
Densitet (g/cm³) |
7.93 |
7.93 |
|
Motståndskraft mot korrosion |
Måttlig |
Utmärkt |
|
Kostnad |
Lägre |
Högre |
Den innehåller 8%-10% nickel och 18% krom. Svavelinnehållet uppväger till stor del det korrosionsmotstånd som detta normalt skulle erbjuda. Resultatet är en liten minskning av segheten och en minskning av korrosionsbeständigheten.
Att vara lättbearbetad kommer med en avvägning. Den kan ofta vara dyrare än legering 304 eftersom den inte kräver lika mycket arbete för att forma och pressa. Även om 303 inte är lika motståndskraftig mot korrosion som 304 är, är den fortfarande ganska motståndskraftig mot oxidation när den utsätts för temperaturer så höga som 1400 °F ibland.
Tänk på att svavelinnehållet gör 303 dåligt svetsbart, vilket kan orsaka sprickbildning. Dessutom används selen ibland i stället för svavel. Detta har samma effekt som svavel, vilket förbättrar bearbetbarheten och sänker korrosionsbeständigheten.
Förståelse av bearbetbarhet av 304 vs 303 rostfritt stål
Betyg 303
303-kvaliteten av rostfritt stål kallas för kungen av bearbetbarhet på grund av förekomsten av svavel eller selen i det. Detta gör det möjligt att förbättra de mekaniska egenskaperna hos en legering med hjälp av 303-kvalitetens friskärningsegenskaper. Det gör det möjligt för tillverkarna att producera stora volymer snabbt och på ett mer renskuret sätt.
Denna kvalitet är lämplig för applikationer som kräver komplicerade former och fina detaljer och som kräver precisionsbearbetning. Den minskar risken för verktygsslitage och förlänger skärverktygens livslängd.
De gör den till ett prisvärt val för tillverkning av stora volymer. Kompromissen innebär dock att korrosionsbeständigheten minskar något, vilket kan begränsa användningen i vissa miljöer.
Årskurs 304 - En balansakt
Eftersom grad 304 härdas snabbt är maskinbearbetning ett problem för grad 303. I motsats till klass 303 föredras den kemiska sammansättningen av rostfritt stål klass 304 i många industrier på grund av dess tillförlitlighet och robusthet, trots dess lägre bearbetbarhet. Dess balans mellan god formbarhet och utmärkt korrosionsbeständighet gör det till ett mångsidigt alternativ.
Denna kvalitet används ofta för att tillverka applikationer där både bearbetning och svetsning krävs, t.ex. köksutrustning, arkitektoniska strukturer och kemikaliebehållare. De utmärkta korrosionsskyddande egenskaperna säkerställer att de kan stå emot tuffa förhållanden utan att deras integritet äventyras.
Mekaniska egenskaper
De rostfria stålsorterna 303 och 304 har samma egenskaper med undantag för smältpunkten. Deras densitet skulle vara densamma även om de hade en något annorlunda kemisk sammansättning. Deras kristallstrukturer är mycket lika, med atomerna ordnade i ett regelbundet, upprepande mönster, eftersom de är austenitiska rostfria stållegeringar.
304 har lite mer krom, men inte alltid. Svavelinkluderingen har ingen inverkan på kristallstrukturen eller avståndet mellan interatomära partiklar på något meningsfullt sätt.
|
Fastigheter |
303 Rostfritt stål av högsta kvalitet |
Rostfritt stål av klass 304 |
|
Täthet |
0,289 lb/in³ |
0,289 lb/in³ |
|
Smältpunkt |
2550 - 2590°F |
2642°F |
|
Elasticitetsmodul |
28.000 ksi |
28.000 ksi |
|
Elektrisk resistivitet |
0,72 x 10-⁶ Ω-m |
0,72 x 10-⁶ Ω-m |
|
Termisk konduktivitet |
112 BTU-in/hr-ft²-°F |
112 BTU-in/hr-ft²-°F |
|
Skjuvmodul |
11.200 ksi |
11.200 ksi |
Austenitisk struktur och dess inverkan
De rostfria stålsorterna har icke-magnetiska egenskaper och är formbara samtidigt som de bidrar till den austenitiska strukturen. Deras austenitiska struktur bidrar till att skapa specifika applikationer där hög seghet och hållbarhet krävs.
Det gör att materialet behåller sin styrka vid höga temperaturer. Det passar för tillverkning av produkter inom bil- och flygbranschen. Dessutom kan denna austenitiska struktur användas i miljön för att övervinna hög mekanisk påfrestning.
Jämförelse av styrkor
Eftersom Grade 303 innehåller selen eller svavel presterar den något bättre när det gäller sträck- och draghållfasthet än Grade 304. Det är dock viktigt att ta hänsyn till andra faktorer för seghet och duktilitet när man väljer lämplig kvalitet mellan 303 och 304.
Valet av kvaliteter beror på de specifika kraven i applikationerna. Det kan handla om mekaniska påfrestningar, exponering för korrosiva ämnen och behovet av maskinbearbetning eller svetsbarhet.
Värmebehandling och formbarhet
Lösning Behandling
Lösningsbehandling är den process som på ett fördelaktigt sätt förbättrar kornstrukturen och den övergripande formbarheten hos 303- och 304-kvaliteterna. Processen innebär att legeringarna värms upp till en hög temperatur och sedan kyls snabbt. Det förbättrar materialets mekaniska egenskaper och prestanda.
Dessutom bidrar processen till att lösa upp eventuella utfällningar som kan ha bildats under processen för att säkerställa en enhetlig mikrostruktur. Den bidrar till att förbättra legeringarnas duktilitet och seghet, vilket gör dem lättare att forma.
Skillnader i svetsbarhet
Förekomsten av svavel eller selen i kvalitet 303 kan orsaka varmsprickor under svetsprocessen. Omvänt har klass 304 möjlighet till bättre svetsbarhet, vilket kan göra den lämplig för användning i applikationer som kräver omfattande svetsning.
Tänk på denna differentieringsfaktor när du väljer önskad kvalitet för ditt projekt. Konstruktion av rörledningar, tankar och andra strukturer där svetsning är nödvändig anpassar sig till klass 304. Deras förmåga att ge starka, hållbara svetsar kan motstå olika påfrestningar.
Kostnad 303 rostfritt stål vs 304 rostfritt stål
Kostnadsfrågan är en viktig aspekt när man ska välja mellan stålsorterna 303 och 304 för sitt projekt. De primära komponenterna i dessa kvaliteter är marknadspriserna för krom och nickel. Dessa fluktuerar beroende på tillgång och efterfrågan, geopolitiska händelser och gruvverksamhet. Dessa fluktuationer påverkar de totala priserna på rostfritt stålmaterial på marknaden.
- Fluktuationer i marknadspriset
- Kvalitet 303 - Generellt lägre kostnad
- Klass 304 - något högre kostnad
Fluktuationer i marknadspriset
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.
Kvalitet 303 - Generellt lägre kostnad
Det lägre nickelinnehållet och den snabbare bearbetbarheten hos grad 303 gör den billigare än grad 304. Dess egenskaper minskar produktionstiden och arbetskostnaderna och tillsatsen av svavel eller selen förbättrar bearbetbarheten. Detta leder till snabbare produktionsprocesser och lägre tillverkningskostnader.
Klass 304 - något högre kostnad
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.
Vanliga användningsområden för ss 303 vs 304
303 vs 304 rostfritt stål använder är ofta liknande. Specifikt används 303 och 304 ofta i olika applikationer. De beskrivs nedan och belyser de specifika skälen till deras användning.
|
Industri |
Rostfritt stål 303 Applikationer |
Anledning till användning |
Rostfritt stål 304 Tillämpningar |
Anledning till användning |
|
Utrustning för matberedning |
Transportörer, brickor, vagnar och kylaggregat |
Lätt att rengöra |
Tankar, rör och behållare |
Korrosionsbeständighet, lätt att rengöra |
|
Flygplan |
Axlar, kugghjul och flygplansbeslag |
Snitt- och gallringsfria egenskaper, hög maskinbearbetbarhet |
Flygplansstrukturer, motorer |
Utmärkt korrosionsbeständighet, termisk stabilitet och förhållande mellan styrka och vikt |
|
Fästkomponenter |
Skruvar, muttrar och bultar |
Hög bearbetbarhet - lätt att tillverka komplicerade former |
Skruvar, muttrar och bultar |
Hållbarhet och korrosionsbeständighet |
|
Elektroniska komponenter |
Distanser, fästen och ventilationselement |
Icke-magnetisk, hög bearbetbarhet |
Distanser, fästen och ventilationselement |
Icke-magnetisk och låg korrosionsbeständighet |
|
Industriella applikationer & maskiner |
Bussningar, kopplingar, ventilhus, ventiler, smidda axlar och ventiltrim |
Hög bearbetbarhet - lätt att tillverka komplexa former med exakta toleranser och snäva passformer |
Tankar, rör, kopplingar och ventilhus |
Korrosionsbeständighet, hållbarhet |
|
Hushållsapparater |
Apparatbeslag, skruvar och bultar |
Hög bearbetbarhet |
Kylskåp, diskbänkar och diskmaskiner |
Hållbarhet, korrosionsbeständighet och estetiskt tilltalande |
|
Fordon |
Axlar, kopplingar och kugghjul |
Hög maskinbearbetbarhet, enkel tillverkning |
Avgassystem, trim och grillar |
Korrosionsbeständighet, estetiskt tilltalande |
|
Medicinsk utrustning |
Kirurgiska instrument, tandimplantat |
Hög maskinbearbetbarhet, icke-magnetisk |
Kirurgiska instrument, dentala instrument & implantat |
Biokompatibilitet, korrosionsbeständighet och rengöringsprocesser vid höga temperaturer |
|
Utrustning för kemisk bearbetning |
Ventilhus, kopplingar och bussningar |
Hög maskinbearbetbarhet, enkel tillverkning |
Reaktorer, tankar och rörledningar |
Korrosionsbeständighet som står emot en rad olika kemikalier |
Motståndskraft mot korrosion
Rostfritt stål är det högst rankade materialet som används i stor utsträckning i en mängd olika bearbetningsapplikationer. Därför är det avgörande att hitta det perfekta matchningsmaterialet för att få önskat resultat av detaljerna. Förutom sina fördelaktiga mekaniska och kemiska egenskaper har rostfria stålsorter olika korrosionsbeständighetsegenskaper.
- Motstånd mot gropfrätning och kromets roll
- Hållbarhetsjämförelse i olika miljöer
Motstånd mot gropfrätning och kromets roll
Alla typer av austenitiskt rostfritt stål har utmärkt korrosionsbeständighet; gropfrätning uppstår när materialet utsätts för kloridmiljöer. Båda stålsorterna innehåller höga halter av krom, vilket kan förhindra denna typ av korrosion. Vissa varianter av klass 304 har dock en fördel när det gäller att motstå gropkorrosion på grund av deras högre kromhalt.
Hållbarhetsjämförelse i olika miljöer
Alla atmosfäriska källor, sterilisatorer, organiska kemikalier och färgämnen kan inte få typ 303 att korrodera. De står emot halogensyra dåligt, svavelsyra något och salpetersyra väl.
För maximal korrosionsbeständighet bör alla komponenter tillverkade av kvalitet 303 rengöras. De bör passiveras efter CNC-bearbetning för att avlägsna fett, olja, fingeravtryck och andra främmande partiklar, t.ex. kvarvarande järnpartiklar, från verktyget.
Slutsats:
Trots att de har liknande egenskaper uppvisar 303 vs 304 rostfria stålsorter tydliga skillnader. Det innebär en utmaning när det gäller att välja lämpligt material för specifika applikationer. På grund av den förbättrade bearbetbarheten hos kvaliteterna är 303 idealisk för delar som kräver detaljerad bearbetning. Dessutom ger denna kvalitet avkall på viss korrosionsbeständighet på grund av förekomsten av ett högre svavelinnehåll.
Omvänt ger rostfritt stål 304 utmärkt motståndskraft mot korrosion och är lämpligt för ett bredare spektrum av applikationer. Det gör det till ett mer mångsidigt alternativ för miljöer där korrosion är ett problem.
Valet av kvaliteter beror på vilka krav som ställs i ett projekt, med hänsyn till faktorer som miljöexponering, bearbetningskrav och kostnadseffektivitet. En grundlig förståelse för dessa kvaliteter hjälper tillverkaren att uppnå önskat resultat genom att dra nytta av deras unika egenskaper.