304 נירוסטה

נירוסטה 304 היא כיתה של פלדת אל חלד המיוצרת על פי תקן ASTM האמריקאי.בין כל חומרי הנירוסטה, נירוסטה 304 היא כמעט הדרגה הנפוצה ביותר.הצפיפות של נירוסטה 304 היא 7.93 גרם/ס"מ³.השם המקצועי של נירוסטה 304 נקרא גם נירוסטה 18/8, מכיוון שהיא מכילה יותר מ-18% כרום ויותר מ-8% ניקל.נירוסטה 304 עמידה לטמפרטורה גבוהה (עד 800 ℃), ויש לה מאפיינים של ביצועי עיבוד טובים וקשיחות גבוהה.הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשייה, תעשיית קישוט רהיטים ותעשיית המזון והרפואה.בתקן ASTM A351, CF8 הוא המקבילה לנירוסטה 304.

 

שם סיני	304不锈钢/06Cr19Ni10 (GB/T 3280-2015)	יסודות סגסוגת עיקריים	ני, מו
שם אנגלי	AISI 304 נירוסטה, AISI 304 SS	ביצועים מגנטיים	מגנטיות חלשה, לאחר עבודה קרה כגון מתיחה או הטבעה, המגנטיות תתחזק (יכול להימשך על ידי מגנטים)
שמות אחרים	SUS 304 SS (JIS G4303) או 18-8 SS	מאפיינים	עמידות בפני קורוזיה (לא חסינה לחלוטין בפני קורוזיה), עמידות בטמפרטורה גבוהה, קשיחות טובה
מבנה מטאלוגרפי	אוסטניט

 

יש לציין שלנירוסטה 304 בדרגת מזון יש מדדי תכולה מחמירים יותר מפלדת אל חלד 304 רגילה.לדוגמא: ההגדרה הבינלאומית של נירוסטה 304 היא בעצם 18%-20% כרום ו-8%-10% ניקל, אבל פלדת אל-חלד 304 בדרגת מזון היא 18% כרום ו-8% ניקל, מה שמותר תנודות בטווח מסוים, ולהגביל את התוכן של מתכות כבדות שונות.במילים אחרות, נירוסטה 304 אינה בהכרח פלדת אל חלד 304 בדרגת מזון

שיטות התיוג הנפוצות בשוק כוללות 06Cr19Ni10 ו-SUS 304, מתוכם 06Cr19Ni10 פירושו בדרך כלל ייצור סטנדרטי לאומי (GB/T 3280-2015), AISI 304 פירושו בדרך כלל ייצור סטנדרטי ASTM, ו-SUS 304 פירושו ייצור סטנדרטי יפני.

304 היא פלדת אל-חלד לשימוש כללי הנמצאת בשימוש נרחב לייצור ציוד וחלקים הדורשים שילוב טוב של תכונות (עמידות בפני קורוזיה ויכולת צורה).על מנת לשמור על עמידות בפני קורוזיה המובנית, עליו להכיל יותר מ-18% כרום ויותר מ-8% ניקל.

המכון האמריקאי לברזל ופלדה משתמש בשלוש ספרות כדי לייעד דרגות סטנדרטיות שונות של נירוסטה ניתנת לגימור.ב:
1. פלדות אל-חלד אוסטניטיות מסומנות במספרים בסדרות 200 ו-300.לדוגמה, חלק מהפלדות הנירוסטה האוסטניטיות הנפוצות יותר מסומנות על ידי 201, 304, 316 ו-310.
2. פלדות אל חלד פריטיות ומרטנסיות מיוצגות על ידי 400 מספרי סדרה.
3. פלדת אל חלד פריטית מיוצגת על ידי 430 ו-446. פלדות אל חלד מרטנסיטיות מיוצגות על ידי 410, 420 ו-440C.,
4. פלדות אל-חלד דופלקסות (אוסטניטיות-פריטיות), פלדות אל-חלד מתקשות משקעים וסגסוגות גבוהות עם פחות מ-50% ברזל מסומנות בדרך כלל בשמות קנייניים או סימנים מסחריים.

עבור נירוסטה 304 חשוב מאוד אלמנט ה-Ni בהרכבו, מה שקובע ישירות את עמידות הקורוזיה של נירוסטה 304 ואת ערכה.האלמנטים החשובים ביותר ב-304 הם Ni ו-Cr, אך הם אינם מוגבלים לשני היסודות הללו.דרישות ספציפיות מוגדרות לפי תקני המוצר.השיפוט הנפוץ בתעשייה הוא שכל עוד תכולת ה-Ni גדולה מ-8% ותכולת ה-Cr גדולה מ-18%, היא יכולה להיחשב כפלדת אל-חלד 304.זו הסיבה שהתעשייה מכנה סוג זה של נירוסטה 18/8 נירוסטה.למעשה, לתקני המוצר הרלוונטיים יש תקנות ברורות מאוד עבור 304, ובתקני מוצר אלו יש הבדלים מסוימים עבור צורות שונות של נירוסטה.להלן כמה תקני מוצר ובדיקות נפוצות.כדי לקבוע אם חומר הוא נירוסטה 304, עליו לעמוד בדרישות של כל אלמנט בתקן המוצר.כל עוד אחד לא עומד בדרישות, לא ניתן לקרוא לזה 304 נירוסטה.

 

הרכבים כימיים של נירוסטה 304 לפי ASTM A276
304 SS	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni
%	≤0.08	≤2.00	≤0.045	≤0.030	≤1.00	18.0–20.0	8.0-11.0
הרכבים כימיים של נירוסטה 304 לפי ASTM A240
304 SS	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni
%	≤0.07	≤2.00	≤0.045	≤0.030	≤0.75	17.5–19.5	8.0–10.5
הרכבים כימיים של נירוסטה 304 לפי JIS G4303
SUS 304 SS	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni
%	≤0.08	≤2.00	≤0.045	≤0.030	≤1.00	18.0–20.0	8.0-10.5

 

יישומים של נירוסטה 304

פלדת אל-חלד 304 היא הנירוסטה כרום-ניקל הנפוצה ביותר.כפלדה בשימוש נרחב, יש לה עמידות טובה בפני קורוזיה, עמידות בחום, חוזק בטמפרטורה נמוכה ותכונות מכניות;יכולת עבודה חמה טובה כגון הטבעה וכיפוף, ללא טיפול בחום תופעת התקשות (טמפרטורת שימוש -196℃～800℃).עמידות בפני קורוזיה באטמוספרה, אם מדובר באווירה תעשייתית או באזור מזוהם מאוד, יש לנקות אותה בזמן כדי למנוע קורוזיה.מתאים לעיבוד מזון, אחסון והובלה.בעל יכולת עיבוד וריתוך טובים.מחליפי חום, מפוח, מוצרים לבית (כלי שולחן מסוג 1 ו-2, ארונות, צינורות פנימיים, מחממי מים, דוודים, אמבטיות), חלקי רכב (מגבים, משתיקי קול, מוצרים מעוצבים), מכשירי חשמל, חומרי בניין, כימיקלים, תעשיית מזון , חקלאות, חלקי ספינות וכו'. פלדת אל-חלד 304 שתכולתה נשלטת בקפדנות יכולה להיקרא גם פלדת אל-חלד בדרגת מזון 304.

רוב דרישות השימוש הן שמירה על המראה המקורי של המבנה לאורך זמן.בעת קביעת סוג הנירוסטה לבחירה, השיקולים העיקריים הם הסטנדרטים האסתטיים הנדרשים, קורוזיביות האווירה המקומית ומערכת הניקוי בה יש להשתמש.עם זאת, יישומים אחרים מחפשים יותר ויותר רק שלמות מבנית או אטימות למים.למשל, גגות וקירות צד של מבני תעשייה.ביישומים אלו, עלות הבנייה של הבעלים עשויה להיות חשובה יותר מאסתטיקה, והמשטח אינו נקי במיוחד.נירוסטה 304 עובדת בצורה סבירה בסביבות פנימיות יבשות.עם זאת, כדי לשמור על מראהו בחוץ באזורים כפריים ועירוניים, נדרש ניקוי תכוף.באזורי תעשייה וחופים מזוהמים מאוד, פני השטח עלולים להיות מלוכלכים מאוד ואף חלודה.

עם זאת, עבור אפקט אסתטי בסביבה חיצונית, נדרשת נירוסטה המכילה ניקל.לכן, נירוסטה 304 נמצאת בשימוש נרחב בקירות מסך, קירות צדדיים, גגות ושאר מטרות בנייה, אך באטמוספרות תעשייתיות או ימיות קורוזיביות חמורות, עדיפה נירוסטה 316.דלתות הזזה מנירוסטה, אנשים הבינו במלואם את היתרונות של שימוש בנירוסטה ביישומים מבניים.פלדות אל חלד 304 ו-316 כלולות במספר הנחיות עיצוב.מכיוון שהנירוסטה "דופלקס" 2205 משלבת עמידות טובה בפני קורוזיה אטמוספרי עם חוזק מתיחה ואלסטי גבוה, פלדה זו נכללת גם בהנחיות האירופיות.צורות מוצר נירוסטה מיוצרת למעשה במגוון שלם של צורות וגדלים מתכתיים סטנדרטיים, וקיימות גם צורות מיוחדות רבות.המוצרים הנפוצים ביותר בשימוש עשויים מפח ורצועה, אך גם מוצרים מיוחדים מיוצרים מלוחות בינוניים וכבדים, למשל, בייצור פלדה מבנית מגולגלת חמה ופלדה מבנית שחולצה.ישנם גם צינורות מרותכים או חלקים עגולים, סגלגלים, מרובעים, מלבניים ומשושים וצורות אחרות, כולל פרופילים, סורגים, חוטים ויציקות.

 

מאפיינים פיזיים של נירוסטה 304		מאפיינים מכניים של נירוסטה 304
צפיפות （20℃，g/cm³）	7.93	מתח מתיחה σb (MPa)	≥515-1035
טמפרטורת התכה (℃)	1398 - 1454	Yield Strentgh σ0.2 (MPa)	≥205
קיבולת חום ספציפית（0~100℃，KJ·kg-1K-1）	0.5	התארכות δ5 (%)	≥40
מוליכות תרמית（W·m-1·K-1）	(100℃)16.3, (500℃)21.5	שיעור ההפחתה בשטח ψ (%)	40 - 60
מקדם התרחבות לינארית (10-6·K-1)	(0-100℃)17.2, (0-500℃)18.4	קַשִׁיוּת	≤201HBW;≤92HRB;≤210HV
התנגדות （20℃，10-6Ω·m2/m2）	0.73
מודול אלסטי אורכי (20℃，KN/mm2)	193

 

סיבות להחלדה של נירוסטה 304

לתופעת החלודה של חומר נירוסטה 304 עשויות להיות הסיבות הבאות:

1. כלוריד
יוני כלורידים קיימים באופן נרחב, כגון מלח / זיעה / מי ים / רוח ים / אדמה וכן הלאה.בנוכחות יוני כלוריד, נירוסטה קורוזיה במהירות, אפילו יותר מפלדה דלת פחמן רגילה.לכן, ישנן דרישות לסביבת השימוש בנירוסטה, ויש לנגב אותה לעיתים קרובות כדי להסיר אבק ולשמור עליה נקייה ויבשה.יש דוגמה בארצות הברית: חברה משתמשת במיכל עץ אלון כדי להחזיק תמיסה המכילה יוני כלוריד.המיכל נמצא בשימוש קרוב למאה שנים.הוא תוכנן להיות מוחלף בשנות ה-90.מכיוון שחומר עץ האלון אינו מודרני מספיק, נעשה שימוש במיכל הנירוסטה במשך 16 ימים לאחר ההחלפה.נזילה עקב קורוזיה.

2. טיפול בתמיסה
אלמנטים מסגסוגת אינם מומסים לתוך המטריצה, וכתוצאה מכך תכולת סגסוגת נמוכה במבנה המטריצה ​​ועמידות לקורוזיה ירודה.

3. קורוזיה בין-גרגירית
חומר נטול טיטניום וניוביום זה נוטה לקורוזיה בין-גרגירית.תוספת של טיטניום וניוביום, יחד עם טיפול ייצוב, יכולה להפחית קורוזיה בין-גרגירית.פלדה בסגסוגת גבוהה שיכולה לעמוד בפני קורוזיה באוויר או במדיה קורוזיבית כימית.לנירוסטה יש משטח יפה ועמידות בפני קורוזיה טובה.זה לא צריך לעבור טיפול משטח כגון ציפוי צבע, אלא מפעיל את תכונות פני השטח הטבועות של נירוסטה.הוא משמש בהרבה סוגים של פלדה, המכונה בדרך כלל פלדת אל חלד.הביצועים המייצגים הם פלדת סגסוגת גבוהה כגון פלדת כרום 13 ופלדת ניקל כרום 18-8.מנקודת מבט מטלוגרפית, מכיוון שהנירוסטה מכילה כרום, נוצר על פני השטח סרט כרום דק מאוד, המבודד את החמצן מהפלדה ומשחק תפקיד בעמידות בפני קורוזיה.על מנת לשמור על עמידות בפני קורוזיה המובנית של נירוסטה, הפלדה חייבת להכיל יותר מ-12% כרום.לאירועים בהם נדרש ריתוך.תכולת הפחמן הנמוכה ממזערת את משקעי הקרביד באזור מושפע החום ליד הריתוך, מה שעלול להוביל לקורוזיה בין-גרעינית (שחיקת ריתוך) של נירוסטה בסביבות מסוימות.