تفاوت بین استنلس استیل  304 و 316

به طور خلاصه، استنلس استیل  316 محافظت بهتری نسبت به نوع 304 از سیال های مشترک موجود در برنامه ها دارد. با این حال ، نوع 304 هنوز هم معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد زیرا از بیشتر برنامه ها محافظت خوبی می کند و گزینه اقتصادی تری است. درک کنید که چه چیزی می تواند باعث ایجاد خوردگی در برنامه شما شود و با همکاران ما در ای شاپ صنعت در ارتباط باشید تا اطمینان حاصل کنید که مواد مناسب را برای هر برنامه انتخاب کرده اید.

استنلس استیل چیست ؟

تمام استیل ها دارای ترکیب اساسی آهن و کربن هستند، اما اصطلاح استنلس استیل به طیف گسترده ای از آلیاژهای استیل با حداقل 10.5٪ محتوای کروم از نظر جرم اشاره دارد. این آلیاژها اساساً برای مقاومت در برابر خوردگی یا اکسیداسیون تولید می شوند، این اتفاق زمانی می افتد که فلزات با اکسیژن (در آب یا هوا) واکنش نشان دهند و زنگ زده شوند. استنلس استیل  100٪ قابل بازیافت هستند.

کروم (Cr) یک فلز سخت است که در معرض آب یا هوا با اکسیژن واکنش می دهد. در استنلس استیل، اکسید کروم یک لایه سطح پایدار بسیار نازک ایجاد می کند، که با محدود کردن دسترسی اکسیژن به بقیه فلز، از فلز در برابر خوردگی محافظت می کند. به این فرآیند که منجر به مقاومت در برابر خوردگی می شود، انفعال گفته می شود. فیلم پایدار تشکیل شده بر روی استنلس استیل در صورت خراشیده شدن یا ایجاد اختلال موقت در محیط زبر، خود ترمیم می شود. شکل زیر نشان می دهد که چگونه لایه کروم (سیاه تیره) از بقیه آلیاژها حتی در صورت آسیب دیدن در برابر اکسید شدن محافظت می کند.

خوردگی موضعی استنلس استیل

علیرغم این که عموم فکر می کند در استنلس استیل در برابر خوردگی آن مقاومت وجود دارد، استنلس استیل  کاملا ضد زنگ نیست! اگر توانایی آن در تشکیل فیلم منفعل آن مختل شود، فولاد ضد زنگ می تواند خورده شود. این مداخله می تواند منشأ شیمیایی یا مکانیکی داشته باشد که هر دو حالت عمده خوردگی را فعال می کنند. با این حال، این خوردگی معمولاً موضعی است و مانند فولاد کربن در کل فلز یکنواخت نیست. انواع اصلی خوردگی خوردگی حفره ای و شکافی است که به دلیل وجود گونه ای تهاجمی مانند کلرید (Cl-) تشکیل می شود. با این حال، اگر مشخص شده است که محیطی دارای کلرید افزایش یافته است، می توان استنلس استیل مختلفی را انتخاب کرد که غلظت آلیاژهای بیشتری برای محافظت از آن دارند.

خوردگی حفره ای هنگامی رخ می دهد که یک لایه فیلم آسیب دیده دسترسی محدود به اکسیژن داشته باشد و گونه ای تهاجمی مانند کلرید (Cl-) وجود داشته باشد. در این سناریو ،استنلس استیل قادر به تشکیل مجدد فیلم محافظ اکسید فلز نیست و در اثر خوردگی سوراخهای کوچکی (چاله ها) روی سطح فلز ایجاد می شود که می تواند ظاهری مانند اسفنج داشته باشد. این گودال ها در بعضی موارد درست در زیر سطح قرار دارند و بنابراین از چشم قابل مشاهده نیستند. یک فیلم نازک که توسط یک سوراخ کوچک سوراخ می شود می تواند یک گودال به اندازه انگشت شست را از دید پنهان کند. شکل زیر خوردگی را در زیر میکروسکوپ نشان می دهد.

خوردگی شکاف در اصل شبیه خوردگی حفره ای است و در فضاهای محدود (شکاف) رخ می دهد که دسترسی به محیط محدود است، همانطور که در شکل زیر دیده می شود. این حالت خوردگی در مناطق تماس بین قطعات، زیر واشر یا مهر و موم یا فضاهای پر از سپرده ها به طور خلاصه، عامل خورنده (به عنوان مثال CI-) به شکاف وارد می شود و در توانایی آلیاژ برای تشکیل مجدد یک فیلم غیرفعال دخالت می کند و باعث اکسیداسیون می شود.

انواع استنلس استیل

علاوه بر کروم، سایر عناصر آلیاژی مانند مولیبدن (Mo)، نیکل (Ni)، تیتانیوم (Ti) و … به استنلس استیل اضافه می شوند تا خصوصیات آن مانند شکل پذیری، مقاومت و مقاومت شیمیایی را افزایش دهند. بنابراین، درجه های مختلفی از استنلس استیل با محتوای مختلف کروم و عناصر دیگر متناسب با محیط ها و برنامه های مختلف وجود دارد. استنلس استیل بر اساس ساختار کریستالی آنها طبقه بندی می شوند، بیشترین تولید خانواده از نوع آستنیتی است. استنلس استیل آستنیتی با آلیاژ نیکل بدست می آید که فرم پذیری و قابلیت جوش پذیری بسیار خوبی به آن می دهد. این خانواده دارای دو زیر گروه 200 و 300 سری است. سری 300 که شامل Type 304 و Type 316 هستند از پرکاربردترین استنلس استیل هستند.

هنگام انتخاب درجه خاصی از استنلس استیل برای یک کاربرد خاص، اولین و مهمترین معیار مقاومت در برابر خوردگی است. سایر خصوصیات مکانیکی یا فیزیکی نیز ممکن است برای تأمین عملکرد خدمات مورد نیاز باشد.

مقاومت در برابر خوردگی ا استنلس استیل از نوع 304 با نوع 316

نوع 304 (فولاد EN شماره 1.4301) و نوع 316 (شماره فولاد EN 1.4401 ،1.4436) دارای خصوصیات فیزیکی و مکانیکی بسیار مشابه هستند اما تفاوت عمده آنها در مقاومت در برابر خوردگی در محیط های مختلف است:

استنلس استیل 304:

• حاوی 18٪ کروم و 8٪ نیکل است
• اگر غلظت زیاد کلرید وجود نداشته باشد ، بیشتر یک گزینه اقتصادی است.

استنلس استیل 316:

• حاوی 16٪ کروم، 10٪ نیکل و 2٪ مولیبدن اضافی است
• مولیبدن اضافه شده مقاومت بیشتری در برابر خوردگی در برابر اسیدها و حمله حفره های موضعی توسط محلول های کلرید مانند آب دریا و نمک های یخ زدایی ایجاد می کند.

مقاومت در برابر استنلس استیل در محلول های اسیدی یا اساسی به نوع و غلظت اسید یا باز و دمای محلول بستگی دارد.

اسیدها

به طور کلی، اسیدها را می توان به اسیدهای احیا کننده مانند اسیدکلریدریک و اسید سولفوریک رقیق و اسیدهای اکسید کننده مانند اسید نیتریک و اسید سولفوریک غلیظ طبقه بندی کرد. افزایش مقادیر کروم و مولیبدن در فولاد ضد زنگ باعث افزایش مقاومت در برابر اسیدهای احیا می شود.

با نگاهی خاص به اسید سولفوریک، نوع 316 از محافظت بیشتری برخوردار است. نوع 304 فقط در دمای اتاق تا 3 درصد اسید مقاوم است در حالیکه نوع 316 در دمای حداکثر 50 درجه سانتیگراد تا 20 درصد اسید مقاوم است. این نشان می دهد که نوع 304 برای استفاده در محلول های اسید سولفوریک مناسب نیست. از طرف دیگر اسید کلریدریک توصیه نمی شود و به تمام استنلس استیل ها آسیب می رساند.

به طور کلی، نوع 316 در دمای بالا در برابر محلول های کلریدها، برومیدها، یدیدها و اسیدهای چرب مقاوم تر در نظر گرفته می شود در حالی که بیشتر اسیدهای اکسید کننده مانند اسید نیتریک و اسید فسفریک را می توان با نوع 304 در دمای اتاق استفاده کرد.

به طور کلی، اسیدهای آلی کمتر از اسیدهای معدنی خورنده هستند. با این حال، با افزایش وزن مولکولی اسیدهای آلی، خوردگی آنها کاهش می یابد. به عنوان مثال، اسید فرمیک دارای وزن مولکولی کمی است، به این معنی که از خوردگی بیشتری برخوردار است. یک اسید آلی رایج که به صورت تجاری استفاده می شود، اسید استیک است. برای این کاربردها از استنلس استیل نوع 316 استفاده می شود.

پایه ها

نوع 304 و 316 در غلظت های بالا و دمای بالا در برابر بازهای ضعیف مانند هیدروکسید آمونیوم مقاوم هستند. با این حال، هنگامی که محیط دارای پایه های قوی تری در غلظت های بالا و / یا درجه حرارت است، باید مراقبت شود. محتوای بالاتر کروم و نیکل در استنلس استیل باعث مقاومت بهتر در برابر بازهای قوی تر می شود.

مواد آلی

نوع 304 به آلدئیدها مقاوم است، در حالی که نوع 316 برای استفاده با آمین ها و استات سلولز ترجیح داده می شود. چربی ها و اسیدهای چرب به ترتیب در دمای بالاتر از 150 درجه سانتیگراد و 260 درجه سانتیگراد به نوع 304 و 316 حمله می کنند.