مقایسه فولاد ضدزنگ 304 و 316: کدام برای کاربرد شما مناسب‌تر است؟

انتخاب بین فولاد ضدزنگ 304 و 316 یکی از تصمیمات مهم در طراحی و ساخت محصولات فلزی است. هر دو گرید جزء پرکاربردترین فولادهای ضدزنگ در جهان محسوب می‌شوند، اما تفاوت‌های کلیدی دارند که هر کدام را برای کاربردهای خاصی مناسب می‌سازد. در این مقایسه جامع، به بررسی ویژگی‌های هر دو آلیاژ می‌پردازیم.

ترکیب شیمیایی و ساختار متالورژیکی

فولاد ضدزنگ 304 (معروف به 18/8):

• کروم: ۱۸-۲۰٪

• نیکل: ۸-۱۰٫۵٪

• کربن: حداکثر ۰٫۰۸٪

• منگنز: حداکثر ۲٪

• سیلیکون: حداکثر ۱٪

• فسفر: حداکثر ۰٫۰۴۵٪

• گوگرد: حداکثر ۰٫۰۳٪

فولاد ضدزنگ 316:

• کروم: ۱۶-۱۸٪

• نیکل: ۱۰-۱۴٪

• مولیبدن: ۲-۳٪

• کربن: حداکثر ۰٫۰۸٪

• منگنز: حداکثر ۲٪

• سیلیکون: حداکثر ۱٪

• فسفر: حداکثر ۰٫۰۴۵٪

• گوگرد: حداکثر ۰٫۰۳٪

تفاوت اصلی در وجود مولیبدن در گرید 316 است که مقاومت خوردگی آن را به ویژه در محیط‌های کلریدی افزایش می‌دهد.

مقاومت در برابر خوردگی

فولاد 304:

• مقاومت عالی در برابر اکثر محیط‌های خورنده معمولی

• عملکرد خوب در برابر اتمسفرهای شهری و صنعتی

• مقاومت مناسب در برابر بسیاری از مواد شیمیایی آلی

• مقاومت محدود در برابر محیط‌های کلریدی (مانند آب دریا یا محیط‌های نزدیک به دریا)

فولاد 316:

• مقاومت برتر در برابر خوردگی به‌ویژه در محیط‌های حاوی کلرید

• عملکرد عالی در محیط‌های دریایی و صنایع شیمیایی

• مقاومت بهتر در برابر خوردگی حفره‌ای و شکافی

• تحمل بیشتر در برابر اسید سولفوریک، کلریدها، برومیدها و یدیدها

خواص مکانیکی

هر دو گرید از نظر استحکام مکانیکی مشابه هستند:

• استحکام تسلیم: ۲۰۵ مگاپاسکال (حداقل)

• استحکام کششی: ۵۱۵ مگاپاسکال (حداقل)

• ازدیاد طول: ۴۰٪ (حداقل)

تفاوت‌های جزئی ممکن است بسته به فرآیند تولید و عملیات حرارتی وجود داشته باشد، اما به طور کلی خواص مکانیکی قابل مقایسه‌ای دارند.

کارپذیری و قابلیت ساخت

فولاد 304:

• قابلیت کشش عمیق عالی

• قابلیت شکل‌دهی بسیار خوب

• جوش‌پذیری عالی با روش‌های متداول

• تمایل کمتر به ترک خوردن در حین جوشکاری نسبت به برخی گریدهای دیگر

فولاد 316:

• قابلیت شکل‌دهی خوب (کمی کمتر از 304)

• جوش‌پذیری عالی اما نیاز به دقت بیشتر

• تمایل به تشکیل کاربید در مناطق متأثر از حرارت (HAZ) در جوشکاری

• نیاز احتمالی به عملیات حرارتی پس از جوش در برخی کاربردهای حساس

دماهای کارکرد

فولاد 304:

• دمای کارکرد پیوسته: تا ۸۷۰ درجه سانتی‌گراد

• دمای کارکرد متناوب: تا ۹۲۵ درجه سانتی‌گراد

• مقاومت خوب در برابر اکسیداسیون در دمای بالا

فولاد 316:

• دمای کارکرد پیوسته: تا ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد

• دمای کارکرد متناوب: تا ۸۷۰ درجه سانتی‌گراد

• مقاومت بهتر در برابر خزش در دمای بالا نسبت به 304

کاربردهای معمول

فولاد 304 (کاربردهای عمومی):

• تجهیزات آشپزخانه و غذاسازی

• لوازم خانگی

• مبلمان و نرده‌های ضدزنگ

• تجهیزات صنایع غذایی و دارویی

• مخازن ذخیره‌سازی مواد شیمیایی غیرخورنده

• اگزوز خودرو

فولاد 316 (کاربردهای خاص با خوردگی بالا):

• تجهیزات صنایع شیمیایی و پتروشیمی

• تجهیزات دریایی و کشتی‌سازی

• تجهیزات پزشکی و جراحی

• صنایع کاغذ و خمیرکاغذ

• محیط‌های ساحلی و دریایی

• صنایع داروسازی با الزامات بالا

ملاحظات اقتصادی

فولاد 304:

• قیمت پایین‌تر (معمولاً ۲۰-۴۰٪ ارزان‌تر از 316)

• در دسترس بودن بیشتر

• تنوع بیشتر در اشکال و اندازه‌ها

فولاد 316:

• قیمت بالاتر به دلیل وجود مولیبدن

• ممکن است در برخی اشکال و اندازه‌ها محدودیت موجودی داشته باشد

• هزینه ساخت و جوشکاری ممکن است بیشتر باشد

نتیجه‌گیری: کدام بهتر است؟

پاسخ به این سوال کاملاً وابسته به کاربرد خاص شماست:

فولاد 304 بهتر است وقتی:

• کاربرد در محیط‌های معمولی و غیرخورنده مدنظر باشد

• بودجه محدودتری دارید

• نیاز به قابلیت شکل‌دهی عالی دارید

• در محیط خشک یا با مقدار کم کلرید کار می‌کنید

فولاد 316 بهتر است وقتی:

• کاربرد در محیط‌های خورنده یا حاوی کلرید مدنظر باشد

• مقاومت در برابر خوردگی حفره‌ای و شکافی اهمیت دارد

• در محیط‌های دریایی یا ساحلی استفاده می‌شود

• در صنایع شیمیایی با مواد خورنده سروکار دارید

در نهایت، انتخاب بین این دو گرید باید بر اساس:
۱. شرایط محیطی کاربرد نهایی
۲. الزامات مقاومت به خوردگی
۳. محدودیت‌های بودجه
۴. در دسترس بودن مواد
۵. ملاحظات ساخت و تولید

برای اکثر کاربردهای عمومی و روزمره، فولاد 304 انتخاب مقرون‌به‌صرفه و کافی است. اما برای محیط‌های خورنده خاص یا کاربردهای بحرانی، سرمایه‌گذاری بیشتر برای فولاد 316 معمولاً توجیه اقتصادی و فنی دارد.