AISI 304 الفولاذ المقاوم للصدأ (UNS S30400، SS 304)
الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304 (UNS S30400) هو الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، ويحتوي على 18-20% Cr و8-10.5% Ni، ويُعرف أيضًا باسم الفولاذ المقاوم للصدأ 18-8. SS 304 غير مغناطيسي في ظل ظروف التلدين، ولكن بعد العمل البارد (مثل الختم، والتمدد، والثني، والدرفلة)، قد يتم تحويل جزء من هيكل الأوستينيت إلى مارتنسيت وبالتالي مغناطيسي ضعيف. يتمتع النوع 304 بمقاومة جيدة للتآكل والأكسدة في الغلاف الجوي. يمنح المحتوى العالي من سبائك النيكل والكروم مقاومة ممتازة للتآكل ويستخدم على نطاق واسع في صناعة المواد الغذائية باعتباره فولاذ مقاوم للصدأ بدرجة غذائية قياسية.
هناك العديد من المتغيرات من الفولاذ المقاوم للصدأ درجة 304، مثل الإصدار منخفض الكربون للغاية من النوع 304L، والإصدار المحتوي على النيتروجين 304N، و304H مع أداء زحف محسّن، والنوع 302 مع محتوى كربون أعلى. ثاني أكثر الفولاذ المقاوم للصدأ درجة 316 استخدامًا، مقارنةً بـ AISI 304، يقلل محتوى الكروم، ويزيد محتوى النيكل، ويضيف 2-3% من الموليبدينوم. إضافة الموليبدينوم يمكن أن يعزز مقاومة التآكل والشقوق الناجمة عن الكلوريد. لذلك، يتم استخدام 316 SS على نطاق واسع في التطبيقات البحرية.
خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ SS 304
توضح الجداول التالية خصائص ومواصفات الفولاذ المقاوم للصدأ SS 304 (ورقة البيانات) بما في ذلك التركيب الكيميائي، والخواص الفيزيائية والميكانيكية، والمعالجة الحرارية، ومقاومة التآكل، وقابلية التشغيل الآلي والتشغيل الآلي، واللحام، وما إلى ذلك.
التركيب الكيميائي
التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304 مدرج في الجدول التالي.
النوع 304 تركيبة الفولاذ المقاوم للصدأ، %
معيار ASTM إيسي (UNS) ج، ≥ سي، ≥ من، ≥ ف، ≥ س، ≥ كر ني ن، ≥
ASTM A240/A240M 304 (UNS S30400) 0.07 0.75 2.00 0.045 0.03 17.5-19.5 8.0-10.5 0.1
ASTM A276/A276M 0.08 1.00 2.00 0.045 0.03 18.0-20.0 8.0-11.0 -
ASTM 666؛
SAE J405 0.08 0.75 2.00 0.045 0.03 18.0-20.0 8.0-10.5 0.1
ASTM A313/A313M 0.08 1.00 2.00 0.045 0.03 18.0-20.0 8.0-10.5 0.1
ASTM A479/A479M 0.08 1.00 2.00 0.045 0.03 18.0-20.0 8.0-10.5 -
ASTM A314؛
ASTM A580/A580M 0.08 1.00 2.00 0.045 0.03 18.0-20.0 8.0-10.5 0.1
ASTM A473 0.08 1.00 2.00 0.045 0.03 18.0-20.0 8.0-11.0 0.1
ASTM A959 0.07 1.00 2.00 0.045 0.03 17.5-19.5 8.0-11.0 -
ملاحظات:
ASTM A240/A240M: ألواح وصفائح وأشرطة من الفولاذ المقاوم للصدأ من الكروم والنيكل والكروم لأوعية الضغط والتطبيقات العامة
ASTM A276/A276M: قضبان وأشكال من الفولاذ المقاوم للصدأ
ASTM A313/A313M: سلك زنبركي من الفولاذ المقاوم للصدأ
ASTM A314: قضبان وقضبان من الفولاذ المقاوم للصدأ للتزوير
ASTM A473: المطروقات من الفولاذ المقاوم للصدأ
ASTM A479/A479M: قضبان وأشكال من الفولاذ المقاوم للصدأ للاستخدام في الغلايات وأوعية الضغط الأخرى
ASTM A580/A580M: أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ
ASTM 666: صفائح وشرائط وألواح وقضبان مسطحة من الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ الملدن أو المشغول على البارد
ASTM A959: الدليل القياسي لتحديد تركيبات الدرجة القياسية المتجانسة للفولاذ المقاوم للصدأ المطاوع
SAE J405: التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ المطاوع SAE
الخصائص الفيزيائية
يتم سرد الخصائص الفيزيائية للفولاذ المقاوم للصدأ SS 304 في الجدول أدناه مثل الكثافة ونقطة الانصهار والحرارة المحددة والمقاومة الكهربائية ومعامل المرونة (معامل المرونة) والتوصيل الحراري ومعامل التمدد الحراري (CTE).
ملاحظات:
10 -6 ·ك -1 = 10 -6 /ك
1 Ω·mm²/m = 1 μΩ·m
1 جم/سم3 = 1 كجم/دم3 = 1000 كجم/م3
1 جيجا باسكال = 1 كيلو نيوتن/مم2
1 ميجاباسكال = 1 نيوتن/مم2
النوع 304 الخصائص الفيزيائية للفولاذ المقاوم للصدأ
الكثافة، جم/سم3 (رطل/بوصة3) 7.93 (0.286)
نقطة الانصهار، درجة مئوية (درجة فهرنهايت) 1400-1450 (2550-2650)
السعة الحرارية النوعية، J/kg · K (Btu/lb ·°F) 500 (0.12) عند 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت)
المقاومة الكهربائية، μΩ·m 0.72 عند 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت)
الموصلية، %، IACS 2.5
النفاذية المغناطيسية 1.02 (تقريبي)
معامل المرونة (معامل المرونة)، المعدل التراكمي (10 6 psi) 193 (28)
الانتشار الحراري، مم2/ثانية (بوصة2/ثانية) 3.84 (0.006)
التوصيل الحراري، W/m·K (Btu/ft·h·°F) 16.2 (9.4) عند 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت)
21.5 (12.4) عند 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت)
معامل التمدد الحراري (CTE)، 10 -6 /K (μin./in·°F) 17.2 (9.6) عند 0-100 درجة مئوية (32-212 درجة فهرنهايت)
17.8 (9.9) عند 0-315 درجة مئوية (32-600 درجة فهرنهايت)
18.4 (10.2) عند 0-538 درجة مئوية (32-1000 درجة فهرنهايت)
الخواص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304
الخصائص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304 مذكورة في ورقة البيانات أدناه بما في ذلك قوة الشد، وقوة الخضوع، والاستطالة، وتقليل المساحة، وصلابة برينل وروكويل، وما إلى ذلك.
البيانات مأخوذة من معايير ASTM المهنية والموثوقة والجديرة بالثقة.
ASTM A276 النوع 304 الخواص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ
ASTM إيسي (UNS) قوة الشد، ميجاباسكال (كسي)، ≥ 0.2% قوة الخضوع، ميجاباسكال (كسي)، ≥ الاستطالة 2 بوصة (50 مم)، %، ≥ تقليل المساحة، %، ≥ الشروط
ASTM A276/A276M 304 (أونس S30400)،
304LN (UNS S30453) 515 (75) 205 (30) 40 50 صلب، انتهى الساخنة
620 (90) 310 (45) 30 40 ملدن، تشطيب على البارد، القطر ≥ 1/2 بوصة (12.7 مم)
515 (75) 205 (30) 30 40 صلب، تشطيب بارد، قطر > 1/2 بوصة (12.7 ملم)
ASTM A240 نوع 304 الخواص الميكانيكية للصلب
ASTM إيسي (UNS) قوة الشد، ميجاباسكال (كسي)، ≥ 0.2% قوة الخضوع، ميجاباسكال (كسي)، ≥ الاستطالة 2 بوصة (50 مم)، %، ≥ صلابة برينل، HB، ≥ صلابة روكويل، HRB، ≥
ASTM A240/A240M 304 (UNS S30400) 515 (75) 205 (30) 40 201 92
ASTM A666 النوع 304 الخواص الميكانيكية
معيار ASTM نوع AISI (UNS) الشروط قوة الشد، MPa (ksi)، ≥ 0.2% قوة الخضوع، MPa (ksi)، ≥ الاستطالة في 50 مم (2 بوصة)، %، ≥ صلابة برينل (HB)، ≥ صلابة روكويل (HRB)، ≥
ASTM A666 304 (UNS S30400) صلب 517 (75) 205 (30) 40 201 92
1/2 صلب (نصف صلب) 1035 (150) 760 (110) 6 (<0.015 بوصة)؛
7 (≥ 0.015 بوصة)
1/4 (ربع صلب) صلب 862 (125) 517 (75) 10 (≥ 0.03 بوصة)؛
12 (> 0.03 بوصة)
1/8 صعب 690 (100) 380 (55) 35
طبق، شريط، ورقة 1/16 صعب 550 (80) 310 (45) 40
304 شريط مسطح 620 (90) 310 (45) 40 (>0.030 بوصة)
متطلبات قوة الشد لسلك الزنبرك من الفولاذ المقاوم للصدأ ASTM A313 من النوع 304
القطر (د)، بوصة. القطر (د)، مم اختبار الانحناء، الحد الأدنى لعدد الانحناءات ksi الآلام والكروب الذهنية
≥0.009 .20.23 - 325-355 2240-2450
0.009<d≤0.010 0.23 <د ≥0.25 - 320-350 2205-2415
0.010<d≤0.011 0.25 <د ≥0.28 - 318-348 2190-2400
0.011 <d ≥0.012 0.28 <د ≥0.30 - 316-346 2180-2385
0.012<d≥0.013 0.30 <د ≥0.33 - 314-344 2165-2370
0.013<d≥0.014 0.33 <د ≥0.36 - 312-342 2150-2360
0.014<d≥0.015 0.36 <د ≥0.38 - 310-340 2135-2345
0.015<d≥0.016 0.38 <د ≥0.41 - 308-338 2125-2330
0.016 <d ≥0.017 0.41 <د ≥0.43 - 306-336 2110-2315
0.017 <d ≥0.018 0.43 <د ≥0.46 - 304-334 2095-2300
0.018<d≥0.020 0.46 <د ≥0.51 - 300-330 2070-2275
0.020<d≥0.022 0.51 <د ≥0.56 - 296-326 2040-2250
0.022<d≥0.024 0.56 <د ≥0.61 - 292-322 2015-2220
0.024<d≥0.026 0.61 <د ≥0.66 - 291-320 2005-2205
0.026<d≥0.028 0.66 <د ≥0.71 8 289-318 1995-2190
0.028 <d ≥0.031 0.71 <د ≥0.79 8 285-315 1965-2170
0.031<d≥0.034 0.79 <د ≥0.86 8 282-310 1945-2135
0.034<d≥0.037 0.86 <د ≥0.94 8 280-308 1930-2125
0.037<d≥0.041 0.94 <د ≥1.04 8 275-304 1895-2095
0.041<d≥0.045 1.04 <د ≥1.14 8 272-300 1875-2070
0.045<d≥0.050 1.14 <د ≥1.27 8 267-295 1840-2035
0.050<d≥0.054 1.27 <د ≥1.37 8 265-293 1825-2020
0.054<d≥0.058 1.37 <د ≥1.47 7 261-289 1800-1990
0.058 <d ≥0.063 1.47 <د ≥1.60 7 258-285 1780-1965
0.063<d≥0.070 1.60 <د ≥1.78 7 252-281 1735-1935
0.070 <د ≥0.075 1.78 <د ≥1.90 7 250-278 1725-1915
0.075<d≥0.080 1.90 <د ≥2.03 7 246-275 1695-1895
0.080 <d ≥0.087 2.03 <د ≥2.21 7 242-271 1670-1870
0.087 <d ≥0.095 2.21 <د ≥2.41 7 238-268 1640-1850
0.095<d≥0.105 2.41 <د ≥2.67 5 232-262 1600-1805
0.105<d≥0.115 2.67 <د ≥2.92 5 227-257 1565-1770
0.115<d≥0.125 2.92 <د ≥3.17 5 222-253 1530-1745
0.125 <d ≥0.135 3.17 <د ≥3.43 3 217-248 1495-1710
0.135 <d ≥0.148 3.43 <د ≥3.76 3 210-241 1450-1660
0.148 <d ≥0.162 3.76 <د ≥4.11 3 205-235 1415-1620
0.162 <d ≥0.177 4.11 <د ≥4.50 3 198-228 1365-1570
0.177 <d ≥0.192 4.50 <د ≥4.88 1 194-225 1335-1550
0.192<d≥0.207 4.88 <د ≥5.26 1 188-220 1295-1515
0.207<d≥0.225 5.26 <د ≥5.72 1 182-214 1255-1475
0.225<d≥0.250 5.72 <د ≥6.35 1 175-205 1205-1415
0.250<d≥0.278 6.35 <د ≥7.06 1 168-198 1160-1365
0.278<d≥0.306 7.06 <د ≥7.77 1 161-192 1110-1325
0.306<d≥0.331 7.77 <د ≥8.41 1 155186 1070-1280
0.331<d≥0.362 8.41 <د ≥9.19 1 150-180 1035-1240
0.362<d≥0.394 9.19 <د ≥10.00 1 145-175 1000-1205
0.394<d≥0.438 10.00 <د .11.12 1 140-170 965-1170
0.438<d≥0.500 11.12 <د ≥12.70 1 135-165 930-1140
0.500 12.70 - 130-160 895-1105
عندما يتم تحديد السلك بأطوال مستقيمة ومقطعة، يجب أن يكون الحد الأدنى لقوة الشد 90% من القيم المدرجة في الجدول.
ASTM A473 النوع 304 الخواص الميكانيكية
ASTM إيسي (UNS) قوة الشد، ميجاباسكال (كسي)، ≥ 0.2% قوة الخضوع، ميجاباسكال (كسي)، ≥ الاستطالة 2 بوصة (50 مم)، %، ≥ تقليل المساحة، %، ≥ الأقسام الشروط
ASTM A473/A473M 304 (UNS S30400) 515 (75) 205 (30) 40 50 ≥ 5 بوصة (127 ملم) صلب
485 (70)
5 بوصة (127 ملم) صلب
ASTM A479 النوع 304 الخواص الميكانيكية
ASTM إيسي (UNS) قوة الشد، ميجاباسكال (كسي)، ≥ 0.2% قوة الخضوع، ميجاباسكال (كسي)، ≥ الاستطالة 2 بوصة (50 مم)، %، ≥ تقليل المساحة، %، ≥ الشروط
ASTM A479/A479M 304، 304 ح، 304 ل.ن 515 (75) 205 (30) 30 40 صلب
ASTM A580 النوع 304 الخواص الميكانيكية
ASTM إيسي (UNS) قوة الشد، ميجاباسكال (كسي)، ≥ 0.2% قوة الخضوع، ميجاباسكال (كسي)، ≥ الاستطالة 2 بوصة (50 مم)، %، ≥ تقليل المساحة، %، ≥ الشروط
ASTM A580/A580M سس 304 (أونس S30400) 620 (90) 310 (45) 30 40 صلب، انتهى على البارد
515 (75) 205 (30) 35 50 صلب
النوع 304 من الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للحرارة
درجة حرارة الخدمة القصوى في الهواء
نوع AISI خدمة متقطعة خدمة مستمرة
304 870 درجة مئوية (1600 درجة فهرنهايت) 925 درجة مئوية (1700 درجة فهرنهايت)
تصلب
لا يمكن تقوية الأوستينيت التقليدي مثل الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304 عن طريق المعالجة الحرارية، لأنه لن يغير هيكل الشبكة البلورية عند تسخينه، لذلك لا يمكن تقويته إلا عن طريق العمل البارد. سوف يعمل العمل البارد على تحويل جزء من الأوستينيت إلى مارتنسيت. مع زيادة كمية المارتنسيت في الفولاذ، تزداد قوته وتقل اللدونة.
مقاومة التآكل
السبب وراء عدم صدأ مادة SS 304 هو أن الكروم والحديد الموجود فيها يتأكسدان لتشكيل طبقة سلبية كثيفة لمنع المزيد من التآكل.
يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304 بمقاومة ممتازة للتآكل في الأجواء المعتدلة والمياه العذبة، وحتى السطح لن يصدأ. لكنها ليست مقاومة لتآكل الهاليد (مثل الكلوريد والفلورايد وما إلى ذلك)، لأن الهاليد يمكن أن يخترق الفيلم السلبي بسهولة ويجعل الفولاذ المقاوم للصدأ يفقد مقاومته.
لحام الفولاذ المقاوم للصدأ بدرجة AISI 304
يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 304 بقابلية لحام ممتازة ولا يتطلب تسخينًا مسبقًا. بشكل عام، لا يلزم إجراء معالجة حرارية بعد اللحام، ما لم يتم لحام مقاطع عرضية كبيرة، أو قد يحدث تسوس اللحام.
لمنع تسوس اللحام، يرجى الرجوع إلى تخفيف الضغط الناتج عن المعالجة الحرارية، أو التوصية باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون للغاية مثل 304L، أو الفولاذ المقاوم للصدأ المستقر 321، 347.