الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ 304

الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مقابل 304: من حيث الاسم، 420 الفولاذ المقاوم للصدأ الفولاذ المقاوم للصدأ 304 والفولاذ المقاوم للصدأ 304 كلاهما من الفولاذ المقاوم للصدأ، ولكن بينهما اختلافات جوهرية. نميز بينهما بناءً على التصنيف المعدني، والخصائص الميكانيكية، ومقاومة التآكل، والمعالجة الحرارية، وقابلية التشغيل، والتطبيقات.

الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مقابل 304: التصنيف والتركيب المعدني

الفولاذ المقاوم للصدأ 420 هو فولاذ مقاوم للصدأ مارتنسيتي، يتكون أساسًا من الحديد والكروم والكربون، وهو مغناطيسي حديدي في درجة حرارة الغرفة. يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 420 عادةً على ما لا يقل عن 0.15% من الكربون، ويتراوح محتوى الكربون عادةً أثناء الإنتاج بين 0.3 و0.4%. يتراوح محتوى الكروم عادةً بين 12.00% و14.00%.

الفولاذ المقاوم للصدأ 304 هو فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي غير مغناطيسي في حالة التلدين. يحتوي عادةً على الكروم 18-19% والنيكل 8-11%.

الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مقابل 304: الخصائص الميكانيكية

1. صلابةيتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 420 بقابلية التصلب بالتبريد، مما يمنحه قوة وصلابة عاليتين. تتراوح صلابته الشائعة بين 46 و52 HRC، ويمكن أن تصل إلى 54 HRC بالمعالجة الحرارية. في حالة التلدين، تكون قوة وصلابة الفولاذ المقاوم للصدأ 304 أقل من قوة وصلابة الفولاذ المقاوم للصدأ 420 المعالج حرارياً.
2. اللدونة والصلابةيتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 420 بقدرة منخفضة على السحب وقوة تحمل في درجة حرارة الغرفة، وخاصة في الحالة الصلبة. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 304 بقدرة ممتازة على السحب والصلابة، مع استطالات تتراوح من 40% إلى 60%.
3. مقاومة التآكليحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 420 على نسبة كربون أعلى، لذا فهو أكثر صلابة وأكثر يرتديمقاوم للتآكل. على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ 304 يتمتع أيضًا ببعض المقاومة للتآكل، إلا أنه ليس بجودة الفولاذ المقاوم للصدأ 420.

مقاومة التآكل

1. يتميز الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ 420، بأقل مقاومة للتآكل بين أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى، نظرًا لانخفاض محتواه من الكروم والنيكل، بالإضافة إلى ارتفاع محتواه من الكربون. قد يؤدي هذا التركيب إلى ترسب الكربيد. تعتمد مقاومة الفولاذ 420 للتآكل بشكل كبير على حالته المعالجة حرارياً؛ وللحصول على أقصى مقاومة، يجب تلطيفه إما عند درجة حرارة أقل من 400 درجة مئوية (750 درجة فهرنهايت) أو أعلى من 600 درجة مئوية (1100 درجة فهرنهايت). وهو مقاوم للهواء، والمياه العذبة، وبعض المواد الكيميائية، وأحماض الطعام، ولكنه غير مناسب للبيئات شديدة التآكل. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 304 بمقاومة جيدة للتآكل في الأجواء الصناعية والأوساط الحمضية الضعيفة. وعادةً ما لا يصدأ في البيئات الخالية من الكلوريد.
2. يمكن أن تزيد مستويات الكربون العالية في الفولاذ المقاوم للصدأ 420 من احتمالية تكوين كربيدات غنية بالكروم (كربيد K1، (Cr، Fe)23C6)، مما قد يؤدي إلى استنفاد الكروم في المصفوفة المحيطة تحت عتبة الكروم 12%، مما يجعل الفولاذ عرضة للتآكل بين الحبيبات (التحسس). الفولاذ المقاوم للصدأ 304 عرضة للتآكل بين الحبيبات بسبب ترسب الكربيد، وخاصةً في ظروف اللحام (تآكل اللحام). بينما يتميز الفولاذ 304 بمقاومة جيدة للتآكل بشكل عام، تُفضل الدرجات المحتوية على الموليبدينوم مثل 316 لمقاومة التآكل. رقم مكافئ مقاومة التآكل (PREN) للفولاذ 304 هو 19.¹.

قابلية اللحام والتصنيع

1. يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 420 على نسبة عالية من الكربون، مما يُصعّب عملية اللحام. في حال الحاجة إلى اللحام، يلزم التسخين المسبق، ثم إعادة المعالجة الحرارية بعد اللحام. على النقيض من ذلك، يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 304 بقابلية لحام جيدة.
2. من حيث قابلية التشغيل، يتميز الفولاذ 420 بقابلية تشغيل جيدة، بينما يتميز الفولاذ 304 بقابلية تشغيل منخفضة. عند التلدين الجيد، يبلغ تصنيف قابلية التشغيل للفولاذ 420 70، مقارنةً بالفولاذ الكربوني 1% (المصنف 100). يتميز الفولاذ 304 بمتانة عالية ومرونته، ويُنتج رقائق طويلة ورقيقة أثناء المعالجة.

المعالجة الحرارية

معالجة حرارية للفولاذ المقاوم للصدأ 420 يمكن تحسين خصائصه الميكانيكية بشكل ملحوظ. يجب أن يخضع لعملية تقسية مزدوجة، وأحيانًا ثلاثية. يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ 304 عادةً في شكل مُلدَّن لزيادة متانته ومقاومته للتآكل. بخلاف الفولاذ المارتنسيتي 420، لا يُمكن تصليبه بالمعالجة الحرارية.

التطبيقات مقارنة

• 420 الفولاذ المقاوم للصدأ:تستخدم عادة في أدوات المائدة، وأدوات طب الأسنان والجراحة، والقوالب البلاستيكية، والأعمدة، والصمامات، والمغناطيس، وغيرها من المنتجات التي تتطلب مزيجًا من الصلابة ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل.
• الفولاذ المقاوم للصدأ 304يُعرف هذا الفولاذ بأنه سبيكة "حصان العمل"، وهو أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ استخدامًا. تتنوع تطبيقاته، بما في ذلك صناعات الأغذية والمشروبات (منتجات الألبان، ومصانع الجعة)، والصناعات الكيميائية والمعالجة، وتطبيقات البناء والهندسة المعمارية (الكسوة، وأجزاء السكك الحديدية)، والأجهزة المنزلية (الأحواض، والمواقد، والثلاجات، والأواني)، وبعض أنظمة عوادم السيارات.

ملخص

الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مادة صلبة وقوية ومقاومة للتآكل، مثالية للتطبيقات التي تتطلب صلابة عالية وثباتًا للحواف. ومع ذلك، فهو أقل ليونة، وأصعب لحامًا، ومقاوم للتآكل بشكل عام أقل مقارنةً بالفولاذ المقاوم للصدأ 304. تعتمد خصائصه بشكل كبير على المعالجة الحرارية الدقيقة. في المقابل، يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 304 بمرونة ممتازة وقابلية للتشكيل ومقاومة جيدة للتآكل بشكل عام، مما يجعله متعدد الاستخدامات لمجموعة واسعة من التطبيقات، وخاصةً تلك التي تتطلب تصنيعًا مكثفًا ومقاومة للبيئات التآكلية الخفيفة. قابليته للحام جيدة، خاصةً مع النوع "L"، على الرغم من أنه يضحي ببعض الصلابة مقابل هذه المزايا.

ما سبق هو ملخص لخبرتنا الممتدة لعشرين عامًا في صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ 420، مع بعض المعلومات المستقاة من أوراق علمية. إذا كنت مهتمًا بالفولاذ المقاوم للصدأ 420، فلا تتردد في التواصل معنا.

1. ماكجواير، م. (2008). الفولاذ المقاوم للصدأ لمهندسي التصميم (ص 214). ASM الدولية. ↩︎