هنگام مقایسه خواص مکانیکی 304 در مقابل 316، یک واقعیت برجسته است: در شرایط آنیل شده، هر دو گرید حداقل مقادیر مشخص شده یکسانی دارند. استحکام کششی 515 مگاپاسکال، استحکام تسلیم 205 مگاپاسکال و ازدیاد طول برای هر کدام 40٪ است. این دو گرید در دمای اتاق عملاً از نظر استحکام برابر هستند. مقادیر اندازهگیری شده معمولاً برای 316 5 تا 10 درصد بیشتر است و 316 در دماهای بالا مزیت آشکاری دارد، اما برای اکثر طرحها باید آنها را قابل مقایسه در نظر بگیرید. انتخاب بین 304 و 316 باید بر اساس محیط خوردگی و دمای سرویس باشد، نه استحکام خام.
وقتی مارکوس، صاحب یک کارگاه ساختوساز در یک شهر ساحلی، برای یک براکت سازهای، گرید ۳۰۴ را انتخاب کرد، یکی از تأمینکنندگان اصرار داشت که گرید ۳۱۶ «قویتر» است و او را به ارتقاء گرید ترغیب کرد. مارکوس برگههای اطلاعات را بررسی کرد. هر دو گرید، حداقل استحکام کششی و تسلیم یکسانی را ذکر کرده بودند. او گرید ۳۰۴ را نگه داشت، هزینه اضافی را پسانداز کرد و براکت به مدت سه سال در محیط خشک و سرپوشیده عملکرد بینقصی داشته است. تفاوت واقعی بین گریدها، مقاومت در برابر خوردگی است، نه استحکام.
نکات کلیدی
- فولادهای 304 و 316 حداقلهای مشخصشدهی یکسانی دارند: 515 مگاپاسکال مقاومت کششی، 205 مگاپاسکال مقاومت تسلیم، 40٪ افزایش طول در شرایط آنیلشده.
- مقادیر اندازهگیری شده معمولاً برای آلیاژ ۳۱۶، ۵ تا ۱۰ درصد بیشتر هستند، هرچند این موضوع به ندرت بر طراحی تأثیر میگذارد.
- فولاد 304 نسبت به فولاد 316 سختتر میشود زیرا در طول کار سرد، مارتنزیت ناشی از کرنش را راحتتر تشکیل میدهد.
- فولاد ۳۰۴ که به صورت سرد کار شده باشد، مغناطیسی میشود (نفوذپذیری تا حدود ۱.۸) در حالی که فولاد ۳۱۶ تقریباً غیرمغناطیسی باقی میماند، بنابراین آزمایش آهنربا نمیتواند به طور قابل اعتمادی این گریدها را از هم تشخیص دهد.
- ۳۱۶ انتخاب قویتری در دمای بالا است: در دمای بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتیگراد استحکام بیشتری را حفظ میکند و بیش از دو برابر ۳۰۴ عمر خزشی دارد.
آیا 304 و 316 از نظر قدرت یکسان هستند؟
بله، از نظر عملی. هر دو گرید، فولادهای ضد زنگ آستنیتی در سری 300 هستند و هر دو حداقل الزامات خواص مکانیکی یکسانی را در شرایط آنیل شده تحت استاندارد ASTM A240 دارند. برای مرور کامل خانواده گریدها، راهنمای کامل فولاد ضد زنگ ما، هر گرید از این سری را پوشش میدهد:
| نوع ملک مورد نظر | ۳۱۶ حداقل | ۳۱۶ حداقل |
|---|---|---|
| استحکام کششی | 515 مگاپاسکال (75 ksi) | 515 مگاپاسکال (75 ksi) |
| استحکام تسلیم (0.2٪ اثبات) | 205 مگاپاسکال (30 ksi) | 205 مگاپاسکال (30 ksi) |
| کشیدگی | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ |
| سختی | حداکثر ۹۵ HRB / ۲۱۷ HB | حداکثر ۹۵ HRB / ۲۱۷ HB |
وقتی مقادیر اندازهگیری شده واقعی را به جای حداقلهای مشخص شده مقایسه میکنید، پاسخ دقیقتر میشود. در عمل، مقاومت کششی نهایی فولاد ۳۱۶ اغلب به دلیل محتوای مولیبدن آن کمی بالاتر است. یک مقایسه منتشر شده، مقاومت کششی نهایی فولاد ۳۱۶ را ۷۹۸۰۰ psi در مقابل ۷۳۲۰۰ psi برای فولاد ۳۰۴، با سختی متناظر ۸۰ HRB در مقابل ۷۰ HRB اندازهگیری کرده است. تفاوت واقعی اما کوچک است، تقریباً ۵-۱۰٪، و به ندرت یک تصمیم مهندسی را تغییر میدهد.
برای اهداف طراحی، گریدها را از نظر استحکام معادل در نظر بگیرید. اگر گرید ۳۱۶ را برای کاربردی در دمای اتاق و بدون خوردگی انتخاب میکنید که انتظار استحکام بیشتری دارد، در واقع هزینه بیشتری پرداخت میکنید و در عملکرد آن چیزی را جبران نخواهید کرد. مقایسه ما بین گرید ۳۰۴ و ۳۱۶، تمام تفاوتها را در کنار هم بررسی میکند.
جدول مقایسه خواص مکانیکی 304 در مقابل 316
در اینجا مقایسه کامل خواص مکانیکی برای فولادهای 304 و 316 در شرایط آنیل شده آمده است. مقادیر از ASTM A240 و دادههای رایج تامینکنندگان گرفته شده است:
| نوع ملک مورد نظر | 304 | 316 | یادداشت |
|---|---|---|---|
| استحکام کششی (دقیقه) | 515 مگاپاسکال | 515 مگاپاسکال | حداقلهای یکسان |
| استحکام تسلیم (دقیقه) | 205 مگاپاسکال | 205 مگاپاسکال | حداقلهای یکسان |
| ازدیاد طول (دقیقه) | ٪۱۰۰ | ٪۱۰۰ | اندازه گیری شده 304 اغلب کمی بالاتر است |
| کاهش مساحت | 50-60٪ | 50-60٪ | مشابه برای هر دو |
| سختی (حداکثر) | ۹۰ اچ آر بی / ۱۹۲ اچ بی | ۹۰ اچ آر بی / ۱۹۲ اچ بی | ۳۱۶ کمی سختتر |
| مدول الاستیسیته | 193-200 گیگا پاسکال | 193-200 گیگا پاسکال | سختی یکسان |
| مقاومت برشی (آنیل شده) | ~400 مگاپاسکال | ~400 مگاپاسکال | مشابه |
| نسبت پواسون | 0.28 | 0.28 | همسان |
| چگالی | 8,000 کیلوگرم در متر مکعب | 7,990 کیلوگرم در متر مکعب | تقریبا یکسان |
| مغناطیسی (آنیل شده) | ~۱.۰-۱.۰۰۵ میکرو | ~۱.۰-۱.۰۰۵ میکرو | هر دو هنگام آنیل شدن غیر مغناطیسی هستند |
توجه کنید که درجهبندیها چقدر به هم نزدیک هستند. مدول الاستیسیته، که سفتی و انحراف را کنترل میکند، یکسان است. چگالی، که بر محاسبات وزن و بار تأثیر میگذارد، اساساً یکسان است. تفاوتهایی که وجود دارد تحت کار سرد و در دمای بالا ظاهر میشود که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.
چرا ترکیببندی، رفتار مکانیکی را هدایت میکند؟
تفاوتهای مکانیکی بین استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ به دو تغییر در ترکیب آنها برمیگردد. استیل ۳۱۶ حاوی ۲-۳٪ مولیبدن است که استیل ۳۰۴ کاملاً فاقد آن است و استیل ۳۱۶ حاوی نیکل بیشتری (۱۰-۱۴٪ در مقابل ۸-۱۰.۵٪) و کروم کمی کمتری (۱۶-۱۸٪ در مقابل ۱۸-۲۰٪) است.
مولیبدن دو نقش ایفا میکند. مقاومت در برابر خوردگی حفرهای و شکافی را افزایش میدهد، به همین دلیل است که فولاد ۳۱۶ استاندارد برای خدمات دریایی و کلریدی است. همچنین به تثبیت ساختار آستنیتی کمک میکند. این تثبیت، تمایل ماده به تبدیل به مارتنزیت را در طول کار سرد کاهش میدهد، که کلید درک چگونگی رفتار متفاوت این گریدها در حین شکلدهی است.
نیکل نیز کار مشابهی انجام میدهد. آستنیت فاز غیر مغناطیسی و انعطافپذیر فولاد ضد زنگ است. محتوای بالاتر نیکل این فاز را پایدارتر میکند، بنابراین در برابر تغییر شکل تحت تنش مقاومت میکند. به همین دلیل است که فولاد ۳۱۶ پس از شکلدهی، خاصیت مغناطیسی کمتری دارد و با سرعت کمتری نسبت به فولاد ۳۰۴ کارسخت میشود.
اگر به بررسی عمیقتری از شیمی فولاد ضد زنگ نیاز دارید، راهنمای ترکیب فولاد ضد زنگ ما هر عنصر را با جزئیات تجزیه میکند.
سخت کاری: چگونه 304 و 316 به کار سرد پاسخ میدهند
سختکاری که به آن سختکاری کرنشی نیز میگویند، تقویتی است که هنگام تغییر شکل فلز رخ میدهد. خم شدن، کشش، نورد و مهر زدن، همگی باعث ایجاد جابجاییهای فشاری در ساختار بلوری میشوند و در نتیجه ماده در برابر تغییر شکل بیشتر مقاومت میکند.
هر دو فولاد 304 و 316 سریعتر از فولاد کربنی کارسخت میشوند، زیرا ساختار مکعبی آستنیتی و مرکز وجهی آنها امکان حرکت بیشتر نابجاییها را فراهم میکند. اما این گریدها از یک جهت مهم با هم تفاوت دارند. فولاد 304 سریعتر از فولاد 316 کارسخت میشود ، زیرا کار سرد مقداری از آستنیت آن را به مارتنزیت، فازی سختتر و قویتر، تبدیل میکند. محتوای آلیاژ کمتر فولاد 304 آن را شبهپایدارتر میکند، بنابراین این تبدیل به راحتی اتفاق میافتد.
فولاد ۳۱۶ در برابر این تبدیل مقاومت میکند. محتوای بالاتر نیکل و مولیبدن آن، آستنیت را پایدار میکند، بنابراین با سرعت کمتری کارسخت میشود. برای عملیات شکلدهی شدید، این اغلب یک مزیت عملی است: فولاد ۳۱۶ ممکن است مراحل آنیل میانی کمتری نسبت به فولاد ۳۰۴ تحمل کند، قبل از اینکه شکافتن فولاد به یک خطر تبدیل شود.
همچنین ادعاهایی را خواهید دید که میگویند «آلیاژ ۳۱۶، ۱۵٪ سریعتر از آلیاژ ۳۰۴ سخت میشود.» این ادعاها از راهنماهای ماشینکاری گرفته شدهاند و در واقع قابلیت ماشینکاری را توصیف میکنند، نه سخت شدن متالورژیکی. ماشینکاری آلیاژ ۳۱۶ دشوارتر است زیرا نیروی برش و گرمای بیشتری تولید میکند و ابزارها را سریعتر میپوشاند.
نرخ ماشینکاری آن حدود ۳۶٪ در مقابل ۴۵٪ برای ۳۰۴ است. این یک تفاوت واقعی در ساخت است، اما همان سخت شدن کرنش نیست.
برای بررسی کامل نحوه رفتار این گریدها در ساخت، به راهنمای جوشکاری 304 در مقابل 316 ما مراجعه کنید.
تقویت با کار سرد: خواص پس از شکلدهی
کار سرد هر دو نوع را به طور قابل توجهی تقویت میکند. نورد سرد، کشش سیم و پرس، استحکام تسلیم و کششی را افزایش میدهند در حالی که شکلپذیری را کاهش میدهند. جدول زیر تغییرات معمول را با افزایش کاهش در سرما نشان میدهد:
| وضعیت | نیروی تولید | استحکام کششی | سختی | کشیدگی |
|---|---|---|---|---|
| آنیل شده (0%) | ~ 205-310 مگاپاسکال | ~ 515-620 مگاپاسکال | ~190 HV | 40-60٪ |
| حدود ۳۰٪ کار سرد | + 30-50٪ | + 15-25٪ | ~220-250 HV | ~ 25-35٪ |
| حدود ۳۰٪ کار سرد | + 60-80٪ | + 30-40٪ | ~260-290 HV | 12-25٪ |
به همین دلیل است که فولاد ضد زنگ کار سرد شده برای فنرها، بستها و اعضای سازهای که در آنها استحکام اضافی بدون مواد اضافی مورد نیاز است، مشخص شده است. ASTM A666 دماهای مختلف، از یک چهارم سختی تا کاملاً سخت را پوشش میدهد.
نکتهی کاربردی برای مهندسان ساده است. اگر به استحکام بالاتری نیاز دارید، کار سرد در هر دو گرید آن را ارائه میدهد. اگر به شکلپذیری برای کشش عمیق یا پرسکاری چند مرحلهای نیاز دارید، افزایش طول بیشتر و شکلپذیری بهتر فولاد 304 آن را به انتخاب معمول تبدیل میکند. فولاد 304 به طور پیشفرض برای قطعات کشیده شده استفاده میشود؛ فولاد 316 زمانی انتخاب میشود که مقاومت در برابر خوردگی بیشتر از حاشیهی شکلدهی اهمیت داشته باشد.
خواص مغناطیسی: چرا فولادهای 304 و 316 پس از شکلدهی رفتار متفاوتی دارند؟
هر دو گرید در حالت آنیل شده غیر مغناطیسی هستند و نفوذپذیری نسبی آنها حدود ۱.۰-۱.۰۰۵ است. آهنربا به هیچ یک از آنها نمیچسبد. این وضعیت پس از کار سرد تغییر میکند.
کار سرد مقداری از آستنیت را به مارتنزیت تبدیل میکند و مارتنزیت خاصیت مغناطیسی دارد. درجه این تبدیل به پایداری گرید بستگی دارد:
- 304 کاملاً مستعد است. کشش سیم، کشش عمیق، نورد و نورد رزوه میتواند آن را به طور قابل توجهی مغناطیسی کند. اتصالدهندههای 304 که به صورت تصادفی کار سرد شدهاند، نفوذپذیری حدود 1.8 را نشان دادهاند.
- 316 در بیشتر موارد تقریباً غیرمغناطیسی باقی میماند. نیکل و مولیبدن بالاتر آن، آستنیت را پایدار میکند و از تشکیل مارتنزیت جلوگیری میکند. فقط کار سرد شدید، مانند کشش عمیق شدید، پاسخ مغناطیسی واقعی ایجاد میکند.
نتیجه عملی این است که آزمایش آهنربا نمیتواند آلیاژ 304 را از 316 تشخیص دهد. یک بست 304 کار سرد شده آهنربا را جذب میکند در حالی که یک بست 316 آنیل شده این کار را نمیکند. جوشها و ریختهگریها نکته دیگری را اضافه میکنند: فریت دلتا در فلز جوش، هر دو گرید را کمی مغناطیسی میکند.
اگر نیاز به تأیید عیار دارید، به جای آن از آزمایش نقطهای مولیبدن، XRF قابل حمل یا گواهی آزمایش آسیاب استفاده کنید. انجمن فولاد ضد زنگ بریتانیا تفاوتهای نفوذپذیری را با جزئیات توضیح میدهد.
آیا میخواهید بررسی کنید که واقعاً چه رتبهای دارید؟ تیم فنی ما میتواند از طریق مشاوره فنی به شما در تأیید هویت و مشخصات مواد کمک کند.
عملکرد مکانیکی در دمای بالا
اینجاست که تفاوت استحکام دیگر جنبهی آکادمیک ندارد. بالای تقریباً ۳۰۰ درجهی سانتیگراد، آلیاژ ۳۱۶ به وضوح از آلیاژ ۳۰۴ بهتر عمل میکند. مولیبدن و نیکل ریزساختار را تثبیت میکنند و به آلیاژ ۳۱۶ کمک میکنند تا استحکام خود را حفظ کند و در برابر خزش مقاومت کند، در حالی که آلیاژ ۳۰۴ ضعیف میشود.
| درجه حرارت | 304 قدرت | 316 قدرت |
|---|---|---|
| دمای اتاق | ~ 515-620 مگاپاسکال | ~ 520-620 مگاپاسکال |
| 300 ° C | ~ 420-450 مگاپاسکال | ~ 460-490 مگاپاسکال |
| 600 ° C | ~ 280-310 مگاپاسکال | ~ 330-360 مگاپاسکال |
| 800 ° C | بازده ~ ۱۵۰ مگاپاسکال | بازده ~ ۱۵۰ مگاپاسکال |
این شکاف با افزایش دما بیشتر میشود. در دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد، فولاد ۳۱۶ تقریباً ۱۵ تا ۲۰ درصد استحکام بیشتری نسبت به فولاد ۳۰۴ حفظ میکند. مقاومت خزش فولاد ۳۱۶ که برای استفاده طولانی مدت اهمیت بیشتری دارد، حتی از آن هم برتر است: عمر خزش در دمای بالا بیش از دو برابر فولاد ۳۰۴ است. به همین دلیل است که فولاد ۳۱۶ برای مبدلهای حرارتی، اجزای دیگ بخار و تجهیزات فشار بالا که در دمای بالاتر از ۴۲۵ درجه سانتیگراد کار میکنند، مشخص شده است.
هر دو گرید تا محدودههای مشابه، تقریباً ۸۷۰ درجه سانتیگراد برای سرویس متناوب و ۹۲۵ درجه سانتیگراد برای سرویس مداوم، به خوبی اکسید میشوند. و هر دو در برابر حساسیت، یعنی رسوب کاربیدهای کروم، در صورت نگهداری در محدوده ۴۲۵-۸۷۰ درجه سانتیگراد، آسیبپذیر هستند. برای سرویس طولانی مدت در دمای بالا، گریدهای H (304H، ۳۱۶H) یا گریدهای تثبیت شده مانند ۳۲۱ و ۳۴۷ را در نظر بگیرید. ۳۱۶L کم کربن، به طور پیشفرض برای لولهکشی فرآیند جوشکاری شده است که در آن خوردگی، نه فقط استحکام، عامل تعیین کننده است.
وقتی تیم دنیل مبدل حرارتی یک کارخانه شیمیایی را بازسازی کرد، در ابتدا لولههای 304 را قیمتگذاری کردند. دمای طراحی 400 درجه سانتیگراد به این معنی بود که لولههای 304 در طول عمر 20 ساله دچار تغییر شکل خزشی میشوند. تغییر به لوله 316 هزینه را افزایش داد اما عمر مفید مورد انتظار را دو برابر کرد و این مبدل شش سال بدون افت لوله کار کرده است. برای سرویس گرمایشی، لوله 316 گرید قویتری است که اهمیت دارد.
304L در مقابل 316L: چگونه کربن کم خواص مکانیکی را تغییر میدهد
انواع کمکربن، 304L و 316L، کربن را در محدوده 0.03٪ در مقابل 0.08٪ در گریدهای استاندارد قرار میدهند. کربن کمتر خطر حساسیت در حین جوشکاری را کاهش میدهد، به همین دلیل گریدهای L برای خدمات خوردگی جوش داده شده استاندارد هستند.
در برخی مشخصات محصول، حداقل استحکام کمی پایینتر است. به عنوان مثال، مشخصات لوله ASTM A312، استحکام کششی ۴۸۵ مگاپاسکال و استحکام تسلیم ۱۷۰ مگاپاسکال را برای گریدهای L فهرست میکند، در حالی که گریدهای استاندارد ۵۱۵ مگاپاسکال و ۲۰۵ مگاپاسکال را ارائه میدهند. در عمل، بسیاری از کارخانهها مواد دارای گواهینامه دوگانه ۳۰۴/۳۰۴L و ۳۱۶/۳۱۶L را عرضه میکنند که هر دو مجموعه الزامات را برآورده میکند و کاهش استحکام به ندرت باعث تغییر طراحی میشود.
اگر برای خدمات خورنده جوشکاری میکنید، گریدهای L معمولاً انتخاب مناسبی هستند. راهنمای 304L در مقابل 316L ما مواردی را که کم کربن بودن اهمیت دارد و مواردی را که اهمیت ندارد، پوشش میدهد.
الزامات بست و کلاس ویژگی
اتصالات ضد زنگ با ورق و صفحه متفاوت هستند. پیچها و مهرهها از کلاسهای خواص استفاده میکنند، نه حداقلهای آنیل شده که در بالا مورد بحث قرار گرفت. کلاسهای رایج A2 (304) و A4 (316) هستند که دارای سطوح استحکام 70، 80 و گاهی 100 میباشند:
| طبقه | ماده | مقاومت کششی (دقیقه) |
|---|---|---|
| A2-70 | ۳۱۶ کار سرد | 700 مگاپاسکال |
| A2-80 | ۳۱۶ کار سرد | 800 مگاپاسکال |
| A4-70 | ۳۱۶ کار سرد | 700 مگاپاسکال |
| A4-80 | ۳۱۶ کار سرد | 800 مگاپاسکال |
کار سرد به اتصالدهندهها استحکام میبخشد، بنابراین یک پیچ A4-80 به طور قابل توجهی قویتر از ورق آنیل شده 316 است. هنگام انتخاب اتصالدهنده، کلاس خاصیت را با نیاز بار و محیط مطابقت دهید. در خدمات دریایی یا کلریدی، اتصالدهندههای A4 (316) در برابر خوردگی بسیار بهتر از A2 (304) مقاومت میکنند، حتی اگر سطح استحکام آنها یکسان باشد. راهنمای اتصالدهنده 304 در مقابل 316 ما جزئیات را پوشش میدهد.
وقتی اختلاف قدرت واقعاً اهمیت دارد
برای اکثریت قریب به اتفاق کاربردهای دمای اتاق، اختلاف استحکام بین 304 و 316 بیربط است. سختی (مدول الاستیسیته) یکسان، چگالی یکسان و حداقل استحکام یکسان است. محیط خوردگی، هزینه و در دسترس بودن باید در تصمیمگیری دخیل باشند.
موارد خاصی وجود دارد که تفاوت کوچک اهمیت دارد:
- اعضای سازهای جدار نازک. La استاندارد طراحی یوروکد برای سازههای ضد زنگ (EN 1993-1-4) مقاومت طراحی تقریباً 210 مگاپاسکال را برای 304 و 220 مگاپاسکال را برای 316 تعیین میکند. برای مقاطع نازک که تحت تأثیر کمانش یا پایداری موضعی قرار دارند، این تفاوت کوچک میتواند معنادار باشد.
- خدمات در دمای بالا. بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتیگراد، شکاف افزایش مییابد و ۳۱۶ انتخاب صحیحی برای اجزای تحت فشار و بار است.
- کاربردهای کار سرد و بست. کلاسها و دماهای خواص، مقاومت را بیش از درجه پایه تعریف میکنند؛ کلاس مورد نیاز خود را مشخص کنید.
برای هر چیز دیگری، خوردگی را انتخاب کنید. 304 به خوبی با آب شیرین، غذا و محیطهای داخلی کار میکند. 316 در جایی که کلریدها، آب شور یا مواد شیمیایی وجود دارد، ارزش هزینه بیشتری را دارد. اگر برای تطبیق یک گرید با یک محیط به کمک نیاز دارید، راهنمای مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ ما یک نقطه شروع مفید است.
کدام قویتر است، 304 یا 316؟
پاسخ صادقانه به سوالی که میپرسید بستگی دارد:
- در دمای اتاق: آنها برابر هستند. حداقلهای مشخص شده یکسان هستند و 316 تست در عمل فقط 5 تا 10 درصد بالاتر است.
- پس از کار سرد: هر دو به طور قابل توجهی تقویت میشوند. فولاد 304 سریعتر سخت میشود؛ فولاد 316 در حالت آنیل شده کمی قویتر شروع میکند.
- در دمای بالا: ۳۱۶ به وضوح برنده است. در دمای بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتیگراد استحکام بیشتری را حفظ میکند و بیش از دو برابر عمر خزشی دارد.
لنا، مدیر تدارکات یک شرکت سازنده تجهیزات صنعتی، قبلاً از روی احتیاط برای همه چیز از فولاد ۳۱۶ استفاده میکرد. پس از بررسی نیازهای واقعی بار و میزان خوردگی، او بیشتر اجزای داخلی را به فولاد ۳۰۴ تغییر داد و فولاد ۳۱۶ را فقط برای تجهیزات شستشو و تجهیزات فضای باز نگه داشت. این تغییر، هزینه مواد در آن خط تولید را تقریباً ۳۰٪ کاهش داد، بدون اینکه حتی یک خرابی در محل کار در سه سال رخ دهد. درک خواص مکانیکی به او اجازه داد بودجه را در جایی که اهمیت داشت، خرج کند.
برای اکثر خریداران، چارچوب انتخاب به سه سوال خلاصه میشود: آیا در معرض کلرید یا نمک قرار دارد؟ آیا دمای سرویس بالاتر از 300 درجه سانتیگراد است؟ آیا قطعه برای سرویس خوردگی جوش داده شده است؟
اگر پاسخ هر یک از این سوالات مثبت است، 316 یا 316L را در نظر بگیرید. اگر همه آنها منفی هستند، 304 تقریباً مطمئناً بدون کاهش استحکام، در هزینه شما صرفهجویی خواهد کرد.
پرسش و پاسخهای متداول
کدام قویتر است، فولاد ضد زنگ 304 یا 316؟
آنها در شرایط آنیل شده، حداقل استحکام کششی مشخص شده (515 مگاپاسکال) و استحکام تسلیم (205 مگاپاسکال) یکسانی دارند. مقادیر اندازهگیری شده برای 316 معمولاً 5 تا 10 درصد بیشتر است و 316 در دماهای بالا به وضوح قویتر است، اما در دمای اتاق، آنها را قابل مقایسه در نظر بگیرید.
آیا فولاد ضد زنگ 316 از 304 سخت تر است؟
به طور حاشیهای، حداکثر سختی برای فولاد ۳۱۶، ۹۵ HRB در مقابل ۹۲ HRB برای فولاد ۳۰۴ است. در عمل، هر دو مشابه به نظر میرسند و این تفاوت به ندرت بر ماشینکاری یا عملکرد سایش به اندازهای که اهمیت داشته باشد، تأثیر میگذارد.
استحکام تسلیم فولاد ۳۱۶ چقدر است؟
حداقل استحکام تسلیم در حالت آنیل شده 205 مگاپاسکال (30 ksi) است. اشکال کار سرد شده، مانند بستها، بسته به نوع خاصیت، میتوانند به مقادیر بسیار بالاتری برسند.
کدام یک انعطاف پذیرتر است، 304 یا 316؟
فولاد 304 عموماً ازدیاد طول و شکلپذیری بهتری برخوردار است، به همین دلیل برای کشش عمیق و پرسکاری چند مرحلهای ترجیح داده میشود. هر دو گرید در مقایسه با فولاد کربنی بسیار انعطافپذیر هستند.
آیا 304 بعد از کار سرد مغناطیسی میشود؟
بله. کار سرد مقداری از آستنیت را به مارتنزیت مغناطیسی تبدیل میکند، بنابراین فولاد 304 میتواند پس از کشش، نورد یا رزوهکاری به طور قابل توجهی مغناطیسی شود. فولاد 316 در برابر این تبدیل مقاومت میکند و در بیشتر موارد تقریباً غیرمغناطیسی باقی میماند.
آیا فولاد ۳۱۶ سریعتر از فولاد ۳۰۴ سخت میشود؟
خیر. از نظر متالورژی، فولاد 304 سریعتر سخت میشود زیرا مارتنزیت ناشی از کرنش را راحتتر تشکیل میدهد. ادعاهایی مبنی بر اینکه فولاد 316 سریعتر سخت میشود، معمولاً سختی ماشینکاری را توصیف میکنند، نه کرنش سختی.
آیا برای کاربردهای دمای بالا، استیل ۳۱۶ بهتر از استیل ۳۰۴ است؟
بله. در دمای بالاتر از تقریباً ۳۰۰ درجه سانتیگراد، فولاد ۳۱۶ استحکام بیشتری را حفظ میکند و بیش از دو برابر فولاد ۳۰۴ عمر خزشی دارد، که آن را به انتخابی استاندارد برای مبدلهای حرارتی، دیگهای بخار و تجهیزات گرمایشی فشار بالا تبدیل میکند.
نتیجه
سوال خواص مکانیکی 304 در مقابل 316 پاسخ روشنی دارد: در دمای اتاق، این گریدها عملاً از نظر استحکام برابر هستند و حداقلهای یکسانی برای کشش، تسلیم و ازدیاد طول دارند. تفاوتهای موجود در کار سرد، جایی که 304 سریعتر سخت میشود و خاصیت مغناطیسی پیدا میکند، و در دمای بالا، جایی که 316 به وضوح گرید قویتر و مقاومتر در برابر خزش است، خود را نشان میدهد.
هنگام انتخاب مواد، اجازه دهید محیط و دمای سرویس، درجهبندی را تعیین کند. برای کلریدها، آب شور، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی یا دمای بالای مداوم، 316 را انتخاب کنید. برای سرویس تمیز، خشک و در دمای اتاق، 304 را انتخاب کنید که در آن هزینه کمتر و شکلپذیری عالی، همان استحکام را با قیمت بهتری ارائه میدهد. هر سری که ما عرضه میکنیم، با یک گواهی آزمایش آسیاب ارسال میشود که مقادیر مکانیکی واقعی را مستند میکند، بنابراین میتوانید قبل از شروع ساخت، عملکرد را تأیید کنید.
آمادهاید گرید مناسب پروژه خود را مشخص کنید؟ برای دریافت گریدهای 304، 316، 304L و 316L دارای گواهینامه به صورت ورق، کویل و لوله، به همراه مستندات کامل مواد و راهنمایی انتخاب مواد از مهندسان ما، با شرکت لیانیونگگانگ داپو متال تماس بگیرید. همین امروز درخواست قیمت دهید .
