آلیاژ استنلس استیل 304 بر پایه اصلاحات انجام شده روی آلیاژ معروف 302 (استنلس استیل 8-18) به وجود می آید. این اصلاحات شامل افزودن کروم و کاهش کربن است. مقدار کربن پایین، ته نشینی کاربید کروم را کاهش داده که تأثیر مستقیمی روی جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی مرزدانه ای خواهد داشت.
دسترسی سریع به موارد اصلی
آلیاژ استنلس استیل L304 نیز اصلاح شده نوع 304 اما با مقدار کربن کمتر (حداکثر 0.030%) است. که ته نشینی کاربید ها را به حداقل رسانده و جوش پذیری را بهبود می بخشد. در نتیجه از لحاظ جوشکاری حتی در محیط های خورنده بسیار مناسب می باشند. از لحاظ خواص مکانیکی نیز کمی ضعیف تر از استنلس استیل 304 است.
این آلیاژ ها به استنلس استیل نگیر مشهور هستند. در واقع، نگیر بودن، نشان دهنده خواص غیرمغناطیسی این آلیاژ ها به علت دارا بودن زمینه و ساختار آستنیتی آنهاست. آستنیت یکی از فاز های آهن با شبکه FCC است که در آهن بدون عناصر آلیاژی در محدوده دمای 910 تا 1400 درجه سانتی گراد پایدار است. با افزودن عناصر آستنیت زا (مانند Ni) می توان آن را در دمای محیط نیز پایدار نمود. وجود 8 تا 10% نیکل به ازای 18% کروم، ساختار فولاد را به صورت آستنیتی پایدار می نماید. این تغییر فاز باعث تغییر عمده خواص مکانیکی از جمله افزایش شکل پذیری آلیاژ می گردد. این آلیاژها در حالت بازپخت به دلیل وجود فاز آستنیت غیرمغناطیسی بوده اما به دلیل تغییر فاز در حالت کار سرد ممکن است کمی خاصیت مغناطیسی در آنها به وجود آید.
مقاومت در برابر خوردگی استنلس استیل 304:
آلیاژهای استنلس استیل 304 مقاومت به خوردگی فوق العاده ای در برابر گستره وسیعی از شرایط جوی، شیمیایی، صنایع غذایی، نساجی و نفت از خود نشان می دهند.
مقاومت استنلس استیل 304 در برابر اکسیداسیون:
حداکثر دمایی که استنلس استیل 304 مقاومت در برابر پوسته پوسته شدن از خود نشان می دهد.
عملیات حرارتی استنلس استیل 304:
استنلس استیل 304 به وسیله عملیات حرارتی قابل سخت شدن نمی باشد. آنیل: گرم کردن تا 1120 درجه سانتی گراد، سپس به سرعت سرد می شود. استریپ های نازک بار در هوا سرد شده، اما کلفت بار ها به منظور به حداقل رساندن ته نشینی کاربید ها باید در آب سرد می گردند.
شکل پذیری استنلس استیل 304:
استنلس استیل 304 خواص کششی خیلی خوبی دارد. استحکام تسلیم پایین و قابلیت تغییر طول زیاد این اجازه را به آنها می دهد که قابلیت شکل پذیری در اشکال پیچیده را داشته باشند.
جوش پذیری استنلس استیل 304:
کلاس های آستنیتی استنلس استیل، عموماً جوش پذیری مناسبی با هر دو روش نفوذی و مقاومتی از خود نشان می دهند.
کاربرد های استنلس استیل:
دکوراسیون داخلی، تجهیزات آشپزخانه، صنایع شیمیایی، نساجی، کاغذ و دارویی
خواص مکانیکی ورق استیل 304/304L
| گرید/خواص مکانیکی | UTS ksi (MPa) | 0.2% YS ksi (MPa) | درصد الانگیشن در 50.8 میلیمتر | سختی راکول B |
| ورق استیل 304 | 90 (621) | 42 (290) | 55 | 82 |
| ورق استیل 304L | 85 (586) | 35 (241) | 55 | 80 |
در جدول UTS معادل استحکام کششی نهایی و YS معادل استحکام تسلیم می باشند. استحکام کششی به همراه ازدیاد طول (الانگیشن) معیار مناسبی برای مقایسه میزان چقرمگی آلیاژها می باشد. بنابراین در مورد ورق استیل 304 و 304L می توان به این نتیجه رسید که چقرمگی گرید 304 نسبت به 304L بیشتر می باشد، چون از توانایی تحمل مقدار بیشتری تنش تا قبل از گسیختگی برخوردار است. با بدست آوردن استحکام کششی و مقایسه آن با اعداد استاندارد، تغییر خواص مکانیکی و یا بسیاری از عیوب احتمالی آلیاژ بهتر مشخص خواهد شد. در بررسی عبارت “سختی” نیز می توان گفت: میزان مقاومت جسم در برابر تغییر شکل بر اثر نیروی خارجی. سختی سنجی ورق استیل 304 معمولاً طی سه روش مقاومت در برابر برش یا سایش، مقاومت در برابر تغییر شکل برگشت پذیر و مقاومت در برابر تغییر شکل برگشت ناپذیر (مانند راکول B) انجام می شود.
خواص فیزیکی ورق استیل 304/304L
| گرید | ورق استیل 304/304L | |
| چگالی یا جرم حجمی (g/cm3) | 8.03 | |
| مدول یانگ (GPa) | 193 | |
| میانگین ضریب انبساط حرارتی | 0-100°C (µm/m/°C) | 16.9 |
| 0-315°C (µm/m/°C) | 17.3 | |
| 0-538°C (µm/m/°C) | 18.4 | |
| هدایت حرارتی | 100°C (W/m.k) | 16.2 |
| 500°C (W/m.k) | 21.4 | |
| گرمای ویژه 0-100°C (kJ/kg.K) | 0.50 | |
| مقاومت الکتریکی (mΩ.cm) | 72 | |
| محدوده دمای ذوب °C | 1399-1454 | |
به طور کلی کاربردهای محدودی وجود دارند که خواص فیزیکی فولادهای ضد زنگ و به ویژه ورق استیل 304 معیار و عامل تعیین کننده در انتخاب آنها باشد. با این حال مد نظر قرار دادن تعدادی از خواص فیزیکی در فرآیندهای ساخت و همچنین هنگام کاربرد مهم می باشد. ورق استیل 304 با توجه به زمینه آستنیتی دارای خواص غیر مغناطیسی است و در میدان های مغناطیسی تحت تاثیر قرار نمی گیرد. این آلیاژ در سطح بازار تحت عنوان ورق استیل نگیر نیز شناخته می شود. این نکته را نیز نباید فراموش کرد که ورق استیل 304 بسته به عواملی چون کار سرد ممکن است کمی خاصیت مغناطیسی پیدا کند. ضریب هدایتی این آلیاژ نیز بسیار پایین است و در حدود یک چهارم فولادهای کربنی می باشد. در انتخاب، طراحی و کاربرد ورق استیل 304، ویژگی های فوق باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال دو ویژگی ضریب هدایتی کم و ضریب انبساط حرارتی زیاد باعث می شود در عملیات جوشکاری آنها عیوبی مانند اعوجاج و پیچش مشاهده شود.