استیل ۳۰۴ vs ۲۰۱: کدام یک در مقابل خوردگی مقاوم‌تر است؟

استیل‌های ضدزنگ به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، ساختمان‌سازی، صنایع غذایی و پزشکی کاربرد گسترده‌ای دارند. از میان انواع مختلف این استیل‌ها، استیل ۳۰۴ و استیل ۲۰۱ به عنوان دو نوع پرکاربرد شناخته می‌شوند که هر کدام دارای ترکیب شیمیایی و خواص خاص خود هستند. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌هایی که در انتخاب نوع مناسب استیل تاثیرگذار است، مقاومت آن در برابر خوردگی می‌باشد. در این مقاله، به مقایسه مقاومت خوردگی استیل‌های ۳۰۴ و ۲۰۱ می‌پردازیم تا بتوانید با درک بهتر تفاوت‌ها، انتخاب بهتری داشته باشید.

معرفی استیل‌های ۳۰۴ و ۲۰۱

استیل ۳۰۴

استیل ۳۰۴ یکی از انواع استیل‌های ضدزنگ ائustenیتیک است که به دلیل ترکیب شیمیایی متعادل و خواص مکانیکی برجسته، در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این استیل دارای درصد کروم بین ۱۸.۰-۲۰.۰% و نیکل بین ۸.۰-۱۰.۵% است که آن را به یکی از بهترین گزینه‌ها برای مقاومت در برابر خوردگی تبدیل کرده است.

استیل ۲۰۱

استیل ۲۰۱ نیز یک نوع استیل ضدزنگ ائustenیتیک است که ترکیب شیمیایی متفاوتی نسبت به استیل ۳۰۴ دارد. درصد کروم در این استیل بین ۱۲.۰-۱۴.۰% و نیکل بین ۳.۰-۵.۰% است. استیل ۲۰۱ به دلیل هزینه کمتر و ترکیب شیمیایی متنوع‌تر، در برخی کاربردها جایگزین استیل ۳۰۴ می‌شود.

ترکیب شیمیایی استیل‌های ۳۰۴ و ۲۰۱

ترکیب شیمیایی استیل ۳۰۴

عنصر شیمیایی	درصد ترکیب (%)
کروم (Cr)	18.0-20.0
نیکل (Ni)	8.0-10.5
کربن (C)	≤0.08
منگنز (Mn)	≤2.0
سیلیکون (Si)	≤1.0
فسفر (P)	≤0.045
گوگرد (S)	≤0.03
هیدروژن (H)	≤0.03

ترکیب شیمیایی استیل ۲۰۱

عنصر شیمیایی	درصد ترکیب (%)
کروم (Cr)	12.0-14.0
نیکل (Ni)	3.0-5.0
کربن (C)	≤0.12
منگنز (Mn)	≤1.0
سیلیکون (Si)	≤1.0
فسفر (P)	≤0.045
گوگرد (S)	≤0.03
هیدروژن (H)	≤0.03

تاثیر ترکیب شیمیایی بر مقاومت خوردگی

نقش کروم در مقاومت خوردگی

کروم یکی از عناصر اصلی در استیل‌های ضدزنگ است که نقش کلیدی در ایجاد مقاومت در برابر خوردگی ایفا می‌کند. حضور کروم در ترکیب شیمیایی استیل باعث تشکیل یک لایه اکسید کروم محافظ روی سطح فلز می‌شود که از نفوذ مواد خورنده جلوگیری می‌کند.

• استیل ۳۰۴: با درصد کروم بین ۱۸.۰-۲۰.۰%، این استیل دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی است.
• استیل ۲۰۱: با درصد کروم بین ۱۲.۰-۱۴.۰%، مقاومت آن در برابر خوردگی کمتر از استیل ۳۰۴ است.

نقش نیکل در مقاومت خوردگی

نیکل به بهبود انعطاف‌پذیری و مقاومت کششی استیل کمک می‌کند و مقاومت در برابر خوردگی نقطه‌ای را افزایش می‌دهد.

• استیل ۳۰۴: با نیکل بین ۸.۰-۱۰.۵%، این استیل مقاومت بالایی در برابر خوردگی نقطه‌ای و خوردگی تحت فشار دارد.
• استیل ۲۰۱: با نیکل بین ۳.۰-۵.۰%، مقاومت در برابر خوردگی نقطه‌ای کمتر از استیل ۳۰۴ است.

نقش کربن در مقاومت خوردگی

کربن نقش مهمی در تعیین سختی و مقاومت کششی استیل‌ها دارد، اما درصد بالای آن می‌تواند منجر به تشکیل کاربیدهای فلزی شود که نقاط ضعیفی برای خوردگی نقطه‌ای ایجاد می‌کنند.

• استیل ۳۰۴: با درصد کربن ≤0.08%، تشکیل کاربیدهای غیرمقاوم کننده کاهش می‌یابد و مقاومت در برابر خوردگی نقطه‌ای افزایش می‌یابد.
• استیل ۲۰۱: با درصد کربن ≤0.12%، احتمال تشکیل کاربیدهای فلزی بیشتر است که مقاومت در برابر خوردگی نقطه‌ای را کاهش می‌دهد.

مقایسه مقاومت خوردگی استیل‌های ۳۰۴ و ۲۰۱

مقاومت در برابر خوردگی کلی

استیل ۳۰۴ با درصد بالای کروم و نیکل، دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی کلی است. این استیل به راحتی در برابر اسیدها، بازها و مواد خورنده قوی مقاومت می‌کند. در مقابل، استیل ۲۰۱ با درصد کمتر کروم و نیکل، مقاومت کمتری در برابر خوردگی دارد و بیشتر در محیط‌های کمتر خورنده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مقاومت در برابر خوردگی نقطه‌ای

استیل ۳۰۴ به دلیل ترکیب شیمیایی متعادل و درصد پایین کربن، مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی نقطه‌ای دارد. این نوع خوردگی که در نقاط ضعیف ساختاری رخ می‌دهد، در استیل ۳۰۴ به دلیل کاهش تشکیل کاربیدهای غیرمقاوم کننده کمتر مشاهده می‌شود. در مقابل، استیل ۲۰۱ با درصد کربن بالاتر و ترکیب شیمیایی متفاوت، مقاومت کمتری در برابر خوردگی نقطه‌ای دارد و در حضور یون‌های کلرید ممکن است دچار خوردگی شود.

مقاومت در برابر خوردگی تحت فشار

استیل ۳۰۴ با درصد بالای نیکل، مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی تحت فشار دارد. این ویژگی به ویژه در صنایع شیمیایی و پتروشیمی که در آن تجهیزات تحت فشار و مواد خورنده به کار می‌روند، اهمیت دارد. استیل ۲۰۱ با درصد کمتر نیکل، مقاومت کمتری در برابر خوردگی تحت فشار دارد و برای کاربردهای نیازمند مقاومت بالا مناسب‌تر نیست.

کاربردهای صنعتی استیل‌های ۳۰۴ و ۲۰۱

استیل ۳۰۴

• صنایع غذایی و دارویی: ساخت تجهیزات تماس با مواد غذایی و داروها به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و قابلیت پاکسازی آسان.
• ساختمان‌سازی: ساخت سینک‌ها، دستگیره‌ها و سایر اجزای آشپزخانه که نیاز به مقاومت در برابر مواد خورنده دارند.
• خودروسازی: قطعات موتور و سیستم‌های ترمز که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و فشارهای مکانیکی دارند.
• تجهیزات پزشکی: ابزارهای جراحی و تجهیزات پزشکی که نیاز به مقاومت بالا در برابر مواد خورنده دارند.

استیل ۲۰۱

• صنایع خودروسازی: برخی قطعات خودرو که در معرض خوردگی کمتری قرار دارند و نیاز به هزینه کمتر دارند.
• ساختمان‌سازی: استفاده در ساخت سینک‌ها و لوازم آشپزخانه در محیط‌های کمتر خورنده.
• صنایع دستی و تزئینی: ساخت اجزای تزئینی که نیاز به ظاهر زیبا و مقاومت کافی دارند.
• تجهیزات صنعتی: استفاده در محیط‌های کمتر خورنده که نیاز به مقاومت بالا در برابر مواد خورنده ندارند.

مزایا و معایب استیل‌های ۳۰۴ و ۲۰۱

استیل ۳۰۴

مزایا:

• مقاومت بسیار بالا در برابر خوردگی و زنگ زدگی.
• سختی و استحکام بالا.
• قابلیت جوشکاری عالی.
• ظاهر براق و زیبا.
• مقاومت بالا در برابر خوردگی نقطه‌ای و تحت فشار.

معایب:

• هزینه بالاتر نسبت به استیل ۲۰۱.
• در حضور یون‌های کلرید ممکن است دچار خوردگی نقطه‌ای شود.

استیل ۲۰۱

مزایا:

• هزینه کمتر نسبت به استیل ۳۰۴.
• سختی بالا که برای برخی کاربردهای خاص مناسب است.
• ظاهر زیبا و براق.

معایب:

• مقاومت کمتر در برابر خوردگی نسبت به استیل ۳۰۴.
• انعطاف‌پذیری کمتر.
• قابلیت جوشکاری کمتر در برخی شرایط خاص.
• احتمال بیشتر خوردگی نقطه‌ای در حضور یون‌های کلرید.

منابع

• ASTM International. (2023). “Standard Specification for Stainless Steel Bars and Shapes.”
• Callister, W.D., & Rethwisch, D.G. (2020). “Materials Science and Engineering: An Introduction.”
• Davis, J.R. (Ed.). (2004). “Alloying: Understanding the Basics.”
• Kraus, J.A. (2002). “Modern Stainless Steels: An Introduction.”