304 مقابل 305 – التركيب، المعالجة الحرارية، الخصائص، والتطبيقات
شارك
Table Of Content
Table Of Content
مقدمة
الدرجات 304 و 305 هما من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية والمعمارية والأجهزة. يقوم المهندسون وفرق الشراء عادةً بوزن مقاومة التآكل، وقابلية التشكيل، وقابلية اللحام، والتكلفة عند الاختيار بينهما. عادةً ما تدور معضلة الاختيار حول ما إذا كان المشروع يحتاج إلى قابلية تشكيل أعلى ومعدل عمل صلب أقل من سبيكة واحدة مقابل الخصائص المتوازنة والواسعة والتوافر الشامل للأخرى.
التمييز العملي الرئيسي هو أن 305 يتم سبكه لزيادة اللدونة وسهولة التشكيل البارد مقارنةً بـ 304 (بشكل أساسي من خلال استراتيجية زيادة النيكل والسيطرة المرتبطة على الكربون والنيتروجين). هذه الاختلافات تؤدي إلى أداء منفصل في السحب العميق، وتشكيل الشد، وبعض عمليات التشغيل، بينما تظل مقاومة التآكل العامة والثبات عند درجات الحرارة العالية متشابهة. بسبب التداخل في محتوى الكروم والحديد الأساسي، غالبًا ما يتم مقارنة 304 و 305 عندما يريد المصممون تحسين التشكيل دون التخلي عن أداء التآكل العام.
1. المعايير والتسميات
- المعايير الدولية الشائعة:
- ASTM/ASME: 304 يتوافق عادةً مع ASTM A240/A666، UNS S30400؛ 305 يتوافق مع ASTM A240 (حيثما تم تحديده) و UNS S30500.
- EN: 304 ≈ EN 1.4301 (X5CrNi18-10)؛ 305 ≈ EN 1.4303 (X8CrNi21-7؟ — ملاحظة: المعادلات المباشرة لـ EN تختلف حسب الكيمياء الدقيقة؛ استشر المعيار المحدد).
- JIS: 304 ≈ SUS304؛ 305 ≈ SUS305 (إذا تم استخدامه).
- GB (الصين): تعكس تسميات GB/T الكيمياء الدولية (استشر أحدث جداول GB/T للحصول على تطابقات دقيقة).
- التصنيف: كلا من 304 و 305 هما من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ)، وليس الفولاذ الكربوني أو HSLA. هما غير مغناطيسيين (في الحالة المعالجة) وليسا فولاذ أدوات.
2. التركيب الكيميائي واستراتيجية السبك
يوضح الجدول أدناه النطاقات التركيبية النموذجية التي يتم مواجهتها في المواصفات القياسية والدرجات التجارية. تعتمد الحدود الدقيقة على المعيار وشكل المنتج المحدد؛ هذه هي النطاقات التمثيلية لأغراض المقارنة.
| العنصر | 304 النموذجي (wt%) | 305 النموذجي (wt%) |
|---|---|---|
| C | ≤ 0.08 | ≤ 0.12–0.15 |
| Mn | ≤ 2.0 | ≤ 2.0 |
| Si | ≤ 1.0 | ≤ 1.0 |
| P | ≤ 0.045 | ≤ 0.045 |
| S | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 |
| Cr | 18.0–20.0 | 18.0–20.0 |
| Ni | 8.0–10.5 | 10.0–13.0 (نموذجي) |
| Mo | — (أثر) | — (أثر) |
| V | — | — |
| Nb (Cb) | — | — |
| Ti | — | — |
| B | — | — |
| N | ≤ 0.10 (تحكم في الأثر) | ≤ 0.10 (تحكم في الأثر) |
ملاحظات: - يتميز 305 بشكل أساسي بمحتوى نيكل أعلى مقارنةً بـ 304. يعمل النيكل على استقرار المرحلة الأوستنيتية، ويقلل من معدل العائد والعمل الصلب، ويزيد من اللدونة. - يتم التحكم في الكربون للحد من الحساسية والتآكل بين الحبيبات؛ يمكن أن تختلف الحد الأقصى المسموح به من الكربون بين مواصفات المنتجات ويؤثر على مقاومة التآكل بعد التصنيع. - الموليبدينوم وعناصر السبك الدقيقة الأخرى غائبة عمومًا في هذه الدرجات؛ حيثما كانت موجودة بمستويات أثر، فإن لها تأثير ضئيل على مقاومة التآكل النموذجية.
كيف يؤثر السبك على الخصائص: - يوفر الكروم (Cr) الفيلم الأكسيدي السالب الذي يمنح مقاومة عامة للتآكل. - يعمل النيكل (Ni) على استقرار الأوستنيت وزيادة المتانة واللدونة. يؤدي النيكل الأعلى في 305 إلى تقليل أسطوانة العمل وتحسين القدرة على السحب العميق. - يزيد الكربون والنيتروجين من القوة ولكن، إذا كانت زائدة، يمكن أن تعزز الحساسية (ترسيب كربيد الكروم على حدود الحبيبات) مما يضر بمقاومة التآكل بين الحبيبات ما لم يتم التخفيف من خلال المتغيرات منخفضة الكربون أو الاستقرار.
3. البنية المجهرية واستجابة المعالجة الحرارية
- البنية المجهرية (نموذجية): كلا من 304 و 305 هما أوستنيتيان بالكامل (مكعب مركزي الوجه) في الحالة المعالجة. لا يخضعان لتحول مارتنسيت تحت المعالجة الحرارية العادية؛ ومع ذلك، يمكن أن يؤدي العمل البارد الشديد إلى تحفيز المارتنسيت الناتج عن الإجهاد في بعض الدرجات الأوستنيتية (304 أكثر عرضة من 305 لأن 305 يحتوي على نيكل أعلى وطاقة خطأ تكديس أقل).
- المعالجة الحرارية: الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لا يتم تقويته بالتبريد والتخمير. تشمل طرق المعالجة القياسية التلدين (تلدين المحلول عند ~1010–1120 درجة مئوية متبوعًا بالتبريد السريع) لاستعادة اللدونة وحل الكربيدات.
- العمل البارد: يزيد العمل الصلب من القوة ولكنه يقلل من اللدونة. نظرًا لأن 305 يحتوي على محتوى نيكل أعلى، فإنه يعمل على الصلابة بشكل أبطأ ويقدم قابلية تشكيل أفضل للسحب العميق، وتشكيل الشد، وتشكيل الأسطوانة.
- المعالجات الحرارية الميكانيكية: لا يتم عادةً تعريض أي من الدرجتين للتطبيع أو التبريد–التخمير من أجل القوة؛ يتم تحقيق تعديلات الخصائص الميكانيكية من خلال العمل البارد ودورات التلدين المحلول.
4. الخصائص الميكانيكية
الخصائص الميكانيكية أدناه نموذجية لأشكال الألواح/الأوراق المعالجة ويجب تأكيدها مقابل شهادات المواد للأحمال المحددة وأشكال المنتجات.
| الخاصية | 304 (معالجة، نموذجية) | 305 (معالجة، نموذجية) |
|---|---|---|
| قوة الشد (ميغاباسكال) | ~500–700 | ~480–650 |
| 0.2% إثبات/عائد (ميغاباسكال) | ~170–215 | ~150–200 |
| التمدد (% في 50 مم) | ~40–60 | ~45–65 (لدونة أعلى) |
| صلابة التأثير | جيدة، تحتفظ بالمتانة عند درجات الحرارة المنخفضة | مماثلة أو أفضل قليلاً بسبب النيكل الأعلى |
| الصلابة (HB/HRB) | ~70–95 HB (~76 HRB) | مماثلة أو أقل قليلاً في الحالة المعالجة |
التفسير: - كلا الدرجتين تقدمان متانة عالية ولدونة جيدة في الحالة المعالجة. تميل 305 إلى إظهار قوة عائد أقل قليلاً وتمدد محسّن — هذه هي نية التصميم لتسهيل عمليات التشكيل. - تتأثر القوة في هذه الفولاذات المقاومة للصدأ الأوستنيتية بشكل كبير بالعمل البارد بدلاً من المعالجة الحرارية؛ يجب على المصممين تحديد الخصائص الميكانيكية المطلوبة في وثائق العقد.
5. قابلية اللحام
تعتبر قابلية اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ممتازة بشكل عام مقارنةً بالدرجات الفيريتية، ولكن يجب الانتباه إلى التشوه، والحساسية، وخصائص ما بعد اللحام.
مؤشرات تجريبية مفيدة: - المعادل الكربوني ($CE_{IIW}$) لتقييم نوعي ل susceptibility to cold cracking and hardenability effects: $$ CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15} $$ - Pcm (للتنبؤ ب susceptibility to cold cracking في لحامات الفولاذ — أقل شيوعًا تطبيقه على الفولاذ المقاوم للصدأ، ولكنه مفيد في المناقشة النوعية): $$ P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000} $$
التفسير النوعي: - كلا من 304 و 305 تلحم بسهولة مع المعادن المالئة الشائعة (مثل عائلة 308L/309L لـ 304). نظرًا لأن 305 يحتوي على نيكل أعلى، فإنه يميل إلى أن يكون أقل عرضة للتشقق أثناء التصلب ويحتفظ باللدونة في منطقة التأثير الحراري. - يعد التحكم في الكربون مهمًا لتجنب الحساسية؛ يتم تحديد المتغيرات منخفضة الكربون (304L) عند لحام أقسام كبيرة دون تلدين المحلول بعد اللحام. - عادةً لا يتطلب التلدين بعد اللحام لمعظم بيئات الخدمة؛ ومع ذلك، تنطبق أفضل الممارسات لتخفيف الضغط والتنظيف. - للتطبيقات الحرجة، اختر سبائك المالئة لمطابقة خصائص التآكل والخصائص الميكانيكية؛ استشر رموز اللحام وبيانات المعادن المالئة.
6. التآكل وحماية السطح
- التآكل العام: مع محتوى كروم مشابه، تتمتع 304 و 305 بمقاومة عامة مشابهة للتآكل الجوي العام، وأحماض صناعة المواد الغذائية، والعديد من المواد الكيميائية العضوية وغير العضوية.
- تآكل النقاط/الشقوق: لا يحتوي أي منهما على موليبدينوم كبير؛ بالنسبة للبيئات الغنية بالكلوريد، تعتبر الدرجة 316 أو سبائك PREN الأعلى مفضلة.
- PREN (رقم مقاومة التآكل) مفيد للفولاذ المقاوم للصدأ المحتوي على موليبدينوم: $$ \text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N} $$ نظرًا لأن Mo ≈ 0 و N منخفض في كل من 304 و 305، فإن PREN منخفض ويقدم المؤشر ميزة قليلة هنا — كلاهما غير موصى به للخدمة العدوانية بالكلوريد دون تدابير وقائية.
- حماية السطح للفولاذ غير المقاوم للصدأ: غير قابلة للتطبيق هنا؛ كلاهما مقاوم للصدأ. عندما تكون الحماية الإضافية مطلوبة، يمكن تطبيق التمرير، والتلميع الكهربائي، والطلاءات.
- الحساسية: يقلل التحكم في الكربون (واستخدام المتغيرات منخفضة الكربون) أو التلدين المحلول من خطر التآكل بين الحبيبات بعد اللحام.
7. التصنيع، قابلية التشغيل، وقابلية التشكيل
- قابلية التشكيل: تم تصميم 305 لتحسين أداء السحب العميق وتشكيل الشد. يقلل النيكل الأعلى من معدل العمل الصلب، مما يسمح بتشوه أكبر في خطوة واحدة وعدد أقل من التلدينات الوسيطة.
- قابلية التشغيل: كلا من 304 و 305 أكثر صعوبة في التشغيل من الفولاذ الكربوني. يمكن أن يجعل معدل العمل الصلب المنخفض في 305 بعض عمليات التشغيل أسهل (تقليل ضغط الأدوات وتقليل الميل للتصلب السريع)، ولكن لا يتنافس أي منهما مع الدرجات ذات القطع الحرة (مثل 303). استخدم أدوات حادة، وتغذيات مناسبة، وزيوت تشحيم.
- الانحناء والتشكيل: عمومًا، ينتج 305 انحناءات أكثر سلاسة مع أقل ارتداد وتشقق في أعمال الصفائح الرقيقة.
- تشطيب السطح والتشكيل: يقلل 305 من خطر خشونة السطح أثناء التشكيل؛ للحصول على تشطيبات مرئية عالية الجودة، اختر تشطيب سطح مناسب وتحكم في الأدوات لتجنب التآكل.
8. التطبيقات النموذجية
| 304 – الاستخدامات النموذجية | 305 – الاستخدامات النموذجية |
|---|---|
| معدات معالجة الطعام، أحواض المطبخ، الأحواض والأسطح | مكونات الأجهزة المصنوعة بالسحب العميق، العناصر المنزلية المشكّلة |
| أنابيب و خزانات العمليات الكيميائية (عامة) | أجزاء مصنوعة ومشكلة تتطلب لدونة عالية (مثل الأجزاء المصنوعة بشكل سطحي) |
| زخارف معمارية ودرابزينات | ألواح مشكّلة معقدة، مكونات زخرفية تتطلب انحناءات ضيقة |
| المثبتات، النوابض (حيثما كان مناسبًا) | زخارف داخلية للسيارات، أجزاء صغيرة مطبوعة تتطلب قابلية تشكيل فائقة |
| مبادلات حرارية، قنوات، وتصنيع عام | تطبيقات حيث يقلل السحب الفائق من خطوات المعالجة |
مبررات الاختيار: - اختر 304 عندما تكون الأداء العام لمقاومة التآكل، والتوافر، والخصائص الميكانيكية المتوازنة هي الأولوية. إنه المعيار الصناعي للفولاذ المقاوم للصدأ العام. - اختر 305 عندما يقلل السحب العميق، وتشكيل الشد، واللدونة الفائقة من خطوات التصنيع أو الفاقد؛ يمكن أن يقلل 305 من تكلفة المعالجة للمكونات المعقدة المشكّلة على الرغم من تكلفة المواد الأعلى قليلاً.
9. التكلفة والتوافر
- التكلفة: نظرًا لأن 305 يحتوي عادةً على مزيد من النيكل، فإنه عادةً ما يكون سعره أعلى لكل كيلوغرام من 304، مع بقاء كل شيء آخر متساويًا. تؤدي تقلبات سوق النيكل إلى اختلافات نسبية في التكلفة.
- التوافر: 304 هو الأكثر شيوعًا في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ويتوفر على نطاق واسع في الألواح، والألواح، والأنابيب، والأنابيب، والأسلاك، والبار. 305 متاح في الأشكال الشائعة (الصفائح، الشرائط، الملفات) ولكن قد لا يكون مخزونًا على نطاق واسع في جميع أشكال المنتجات والسماكات؛ يمكن أن تكون أوقات التسليم أطول للأشكال الخاصة.
- نصيحة الشراء: بالنسبة للأجزاء المطبوعة بكميات كبيرة، حدد 305 فقط إذا كانت المدخرات الناتجة عن التشكيل في الأسفل تعوض عن تكلفة المواد الأعلى لكل وحدة. بالنسبة للتصنيع لمرة واحدة أو بكميات منخفضة، غالبًا ما تهيمن مزايا إمدادات 304.
10. الملخص والتوصية
| السمة | 304 | 305 |
|---|---|---|
| قابلية اللحام | ممتازة (ممارسة قياسية) | ممتازة (لدونة HAZ أفضل قليلاً) |
| القوة–المتانة | قوة ومتانه متوازنة | متانة مماثلة، قوة عائد أقل قليلاً، لدونة أعلى |
| التكلفة | أقل (أكثر شيوعًا) | أعلى (مزيد من النيكل) |
الاستنتاجات: - اختر 304 إذا كنت بحاجة إلى فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي عام، متاح على نطاق واسع، وفعال من حيث التكلفة مع مقاومة جيدة للتآكل وخصائص تشكيل/لحام تقليدية. - اختر 305 إذا كانت عملية التصنيع تتطلب قابلية تشكيل باردة فائقة، سحب عميق، أو تقليل الارتداد والعمل الصلب؛ يمكن أن يقلل 305 من خطوات التشكيل والفاقد في الأجزاء المطبوعة بكميات كبيرة على الرغم من سعر المواد الأعلى.
إرشادات عملية نهائية: - تحقق من الحدود الكيميائية والميكانيكية الدقيقة مع تقارير اختبار المصنع الخاصة بالمورد والمعيار ذي الصلة (ASTM/EN/GB/JIS) قبل الاختيار النهائي. - بالنسبة للمكونات الملحومة، المعرضة للكلوريد، أو المحملة بشكل كبير، قم بتقييم سبائك بديلة (مثل 316، الدرجات المزدوجة) أو المعالجات بعد التصنيع بدلاً من الاعتماد على الفروق الهامشية بين 304 و 305.
1 تعليق
Hoje em dia, o Stake Casino se consolidou como uma das escolhas populares para apostadores do Brasil. Para comecar a jogar com seguranca, basta seguir o link confiavel disponivel aqui — [url=https://stakejackpotclub.org/br/]Stake Casino Brasil: Slots novos, bonus exclusivos e cashback diario em 2025[/url]
. Com uma vasta selecao de jogos, navegacao intuitiva e suporte local, o Stake cativa milhares de usuarios.
“Explore milhares de caca-niqueis sem complicacoes!”
Registro no Stake BR | Crie sua Conta Instantaneo
O cadastro no Stake e simples. Voce podem iniciar a diversao em pouco tempo. Basta acessar o site oficial usando o acesso confiavel, clicar em “Registrar”, completar o formulario e ativar a conta. Depois disso, adicione fundos e aproveite os jogos.
“Crie sua conta rapidamente e ganhe um bonus de boas-vindas!”
Bonus no Stake para o Brasil | Ofertas Exclusivas
Os bonus de boas-vindas sao um dos principais diferenciais. Novos usuarios podem aumentar o saldo antes de comecar a jogar. Entre as vantagens estao beneficios iniciais, free spins e o sistema VIP.
“Dobramos seu primeiro deposito para explorar os jogos!”