فولاد ضد زنگ آستنیتی به واسطه ویژگی‌های ممتاز خود، به طور گسترده‌ای در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع فولاد، آلیاژی از آهن است که حاوی حداقل 16 تا 25 درصد کروم و عناصر آلیاژی دیگر می‌باشد. عناصر کروم و مولیبدن، نقش محافظتی در برابر خوردگی عمومی و حفره‌ای را ایفا می‌کنند. همچنین، نیکل، منگنز و نیتروژن به پایداری و تقویت ساختار آستنیتی این فولاد کمک شایانی می‌نمایند.
از جمله ویژگی‌های بارز فولاد ضد زنگ آستنیتی می‌توان به غیرمغناطیسی بودن، جوشکاری آسان و شکل‌پذیری بسیار خوب آن اشاره نمود. این فولاد قابلیت کاربرد در طیف وسیعی از دماها را دارا بوده و از این رو در صنایع برودتی و حتی در محیط‌های با دمای بسیار بالا همچون کوره‌ها و مبدل‌های حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این، استحکام، دوام، ظاهر زیبا، سهولت در نگهداری و سازگاری با محیط زیست از دیگر مزایای استفاده از این نوع فولاد است.
فولادهای ضد زنگ 201 و 304 دو نوع پرکاربرد از فولادهای آستنیتی با ساختار مکعبی مرکزپر هستند که هر یک کاربردها و ویژگی‌های منحصر به فرد خود را دارند. تفاوت اصلی میان این دو نوع فولاد در ترکیب شیمیایی آن‌ها نهفته است.
تفاوت بین استنلس استیل 204 و 304
ترکیب شیمیایی فولادهای ضدزنگ، عاملی تعیین‌کننده در خواص و کاربردهای متنوع آن‌هاست. یکی از عناصر کلیدی در این آلیاژها، نیکل می‌باشد. فولاد ضدزنگ 304 با دارا بودن 18 تا 20 درصد کروم و 8 تا 10 درصد نیکل، از جمله رایج‌ترین گریدهای این نوع فولاد محسوب می‌شود. در مقابل، فولاد ضدزنگ 204 با تنها 18 درصد کروم و 0.5 درصد نیکل، از نظر محتوای نیکل تفاوت قابل توجهی با گرید 304 دارد. این تفاوت در میزان نیکل، عامل اصلی تمایز خواص و کاربردهای این دو گرید فولاد است.
علاوه بر نیکل، میزان منگنز نیز در ترکیب شیمیایی این دو فولاد متفاوت است. فولاد 304 حاوی حدود 2 درصد منگنز، در حالی که فولاد 204 حاوی حدود 5 درصد منگنز می‌باشد. این اختلاف در ترکیب شیمیایی، به طور مستقیم بر خواصی مانند مقاومت به خوردگی، استحکام، و در نهایت، کاربردهای هر یک از این گریدها تأثیرگذار است.
تفاوت در میزان نیکل و منگنز، به عنوان عناصر آلیاژی اصلی، سبب تمایز قابل توجهی در خواص و کاربردهای استنلس استیل 304 و 204 می‌شود.
فولاد 304
- کربن: حداکثر 0.08 درصد
- منگنز: حداکثر 2 درصد
- سیلیسیم: حداکثر 0.75 درصد
- فسفر: حداکثر 0.045 درصد
- گوگرد: حداکثر 0.030 درصد
- کروم: 18 تا 20 درصد
- نیکل: 8 تا 10 درصد
- نیتروژن: حداکثر 0.10 درصد
- مولیبدن: وجود ندارد
- مس: وجود ندارد
فولاد 202
- کربن: حداکثر 0.10 درصد
- منگنز: 6 تا 8 درصد
- سیلیسیم: حداکثر 2 درصد
- فسفر: حداکثر 0.040 درصد
- گوگرد: حداکثر 0.015 درصد
- کروم: 16 تا 18 درصد
- نیکل: حداکثر 2 درصد
- نیتروژن: وجود ندارد
- مولیبدن: حداکثر 1 درصد
- مس: 2 تا 3.5 درصد
توجه: اعداد ذکر شده در بالا، حداکثر مقدار مجاز هر عنصر را نشان می‌دهند. به این معنی که مقدار واقعی هر عنصر در یک نمونه فولاد ممکن است کمتر از این مقدار باشد.
چگونه گریدهای 204 و 304 را تشخیص دهیم؟
هر دو گرید 204 و 304 به عنوان فولادهای ضد زنگ آستنیتی و غیرمغناطیسی طبقه‌بندی می‌شوند. با این حال، گرید 304 به دلیل دارا بودن مقاومت به خوردگی بسیار بالاتر، به ویژه در برابر آب شور، برتری قابل توجهی نسبت به گرید 204 دارد. همچنین، در آزمون جرقه، گرید 304 جرقه‌های قرمز رنگ و پر سرعت‌تری نسبت به جرقه‌های زرد-قرمز گرید 204 تولید می‌کند. سایر تفاوت‌های این دو گرید را می‌توان با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی دقیق‌تر و بررسی لکه‌های مغناطیسی تشخیص داد.
مقاومت در برابر خوردگی (گرید 204 در مقابل 304)
گرید 204 فولاد ضد زنگ نسبت به گرید 304 مقاومت کمتری در برابر خوردگی از خود نشان می‌دهد. با این حال، این بدان معنا نیست که گرید 204 به طور کلی در برابر خوردگی آسیب‌پذیر است. در محیط‌های معمولی و کم‌خورنده، این گرید عملکرد مطلوبی دارد. اما به دلیل ترکیب شیمیایی خاص خود، برای محیط‌هایی که حاوی کلر هستند، مناسب نمی‌باشد. گرید 204 به عنوان یک گزینه اقتصادی با مقاومت محدود در برابر خوردگی شناخته می‌شود.
گرید 304 با دارا بودن مقدار بیشتری نیکل در ترکیب خود، مقاومت و استحکام بسیار بالایی در برابر خوردگی ایجاد می‌کند. به همین دلیل، کاربردهای گسترده‌ای از جمله در تولید ظروف آشپزخانه و تجهیزات نیروگاهی دارد.
تفاوت هزینه
نیکل به عنوان یک عنصر حیاتی در صنایع مختلف، از نوسانات قیمتی قابل توجهی برخوردار است. وجود مقدار قابل توجهی نیکل در فولاد ضد زنگ 304 در مقایسه با گرید 204، به طور مستقیم بر افزایش هزینه تولید آن تأثیرگذار است. با این حال، این افزایش هزینه با مجموعه ای از مزایای برجسته از جمله مقاومت عالی در برابر خوردگی و استحکام بالا همراه بوده و طیف گسترده‌ای از کاربردهای صنعتی و ساختمانی را برای این آلیاژ فراهم آورده است.
از سوی دیگر، گرید 204 به عنوان یک گزینه اقتصادی‌تر، معمولاً در کاربردهای داخلی و با الزامات کمتر در زمینه مقاومت در برابر خوردگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مجموع، فولاد ضد زنگ 304 به عنوان یکی از محبوب‌ترین آلیاژهای ضد زنگ، با ترکیب مناسب قیمت و عملکرد، جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف یافته است.
نتیجه گیری
انتخاب بهینه بین فولاد ضد زنگ گرید 204 و 304 مستلزم ارزیابی دقیق نیازهای کاربردی و محدودیت‌های بودجه می‌باشد. هر یک از این گریدها، ویژگی‌های منحصر به فردی را ارائه می‌دهند که می‌تواند در تصمیم‌گیری نهایی موثر باشد.
گرید 304 به واسطه دوام بالاتر، مقاومت برتر در برابر خوردگی، خواص مغناطیسی بهبود یافته و ظاهری براق‌تر، معمولاً انتخابی ایده‌آل برای کاربردهایی است که عملکرد طولانی‌مدت و کیفیت بصری از اهمیت بالایی برخوردارند. با این حال، این مزایا با هزینه‌ای بالاتر همراه است.
از سوی دیگر، گرید 204 به عنوان یک گزینه اقتصادی‌تر، ضمن حفظ بسیاری از ویژگی‌های فولاد ضد زنگ، می‌تواند برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی ندارند، انتخاب مناسبی باشد.
بنابراین، جهت انتخاب گرید مناسب، ضروری است تا تمامی جوانب از جمله محدودیت‌های بودجه، شرایط محیطی کاربری، ویژگی‌های عملکرد مورد انتظار و سایر عوامل مرتبط به دقت مورد بررسی قرار گیرند. توصیه می‌شود تا با مشورت با کارشناسان متخصص در این زمینه، بهترین تصمیم را اتخاذ نمایید.