Hvad er forskellene mellem 304 og 201 rustfrit stål?

201 vs 304: To familier af austenitisk stål

Både 201 og 304 er austenitiske rustfrie stål, hvilket betyder, at de har en ansigtscentreret kubisk struktur og generelt er ikke-magnetiske i udglødet tilstand. Den afgørende forskel er, hvordan de er legeret. Grade 304, det moderne 18-8 stål, bruger 18-20% krom og 8-10,5% nikkel som sin korrosionsbestandige kerne. Grade 201 blev udviklet for at spare på nikkel, det dyreste legeringselement, ved at erstatte en del af nikkelen med 5,5-7,5 % mangan og op til 0,25 % nitrogen, hvilket efterlader 3,5-5,5 % nikkel. Resultatet er et billigere stål med højere styrke, men lavere korrosionsbestandighed, så valget mellem de to er en omkostning-versus-korrosionsbeslutning, der skal træffes for hver anvendelse.

Kemisk sammensætning

Sammensætningsintervallerne nedenfor følger ASTM A240 for plade, plade og bånd og JIS G4304 for varmvalsede plader, med betegnelserne SUS201 og SUS304.

Element	201 (UNS S20100) vægt%	304 (UNS S30400) vægt%
Chrom (Cr)	16.0-18.0	18.0-20.0
Nikkel (Ni)	3.5-5.5	8.0-10.5
Mangan (Mn)	5.5-7.5	2.00 max
Kulstof (C)	0.15 max	0.08 max
Nitrogen (N)	0.25 max	0.10 max
Silicium (Si)	0.75 max	0.75 max
Fosfor (P)	0.060 max	0.045 max
Svovl (S)	0.030 max	0.030 max
Jern (Fe)	Balance	Balance

Bemærk, at begge kvaliteter bærer det samme 16-20% kromfamilieområde; de væsentlige forskelle er det lavere nikkel og meget højere mangan og nitrogen i 201. Det højere mangan og nitrogen kompenserer for det reducerede nikkel og øger styrken af ​​201.

Mekaniske egenskaber

I den udglødede tilstand er 201 typisk stærkere og hårdere end 304, mens 304 giver bedre duktilitet og formbarhed.

Ejendom (udglødet, typisk)	201	304
Trækstyrke (MPa)	~620	~520
Yield Strength (MPa)	~275	~215
Forlængelse (%)	40	45-50
Hårdhed max (HRB)	95	92

201 hærder også hurtigere end 304 under koldformning, hvilket kan være en fordel for styrken i nogle valsede eller trukne produkter, men en ulempe ved dybtrækning og kraftig formning. Dens massefylde er omkring 7,93 g/cm3, stort set det samme som 304.

Korrosionsbestandighed og magnetisme

Korrosionsbestandighed er der, hvor de to kvaliteter divergerer mest. Med 8-10,5% nikkel og 18-20% krom danner 304 en stabil passiv film, der modstår atmosfærisk korrosion, fødevaresyrer og en lang række kemikalier, og det er standardmaterialet til fødevareforarbejdningsudstyr, drikkevarelinjer og indendørs og udendørs arkitektoniske komponenter. Det reducerede nikkel og høje manganindhold i 201 giver det kun moderat korrosionsbestandighed: acceptabelt under tørre indendørs forhold, men tilbøjelige til gruber og rustpletter i fugtige, kystnære eller kloridholdige miljøer. Med hensyn til magnetisme er 304 i det væsentlige ikke-magnetisk i udglødet tilstand og bliver kun let magnetisk efter kraftigt koldt arbejde, mens 201 er mærkbart mere magnetisk i udglødet tilstand på grund af dets forskellige austenitstabilitet, og dets magnetisme øges yderligere med koldbearbejdning.

Ansøgninger og udvælgelsesvejledning

304 er det korrekte valg, uanset hvor hygiejne, holdbarhed og korrosionsbestandighed har betydning: tanke og transportører til fødevare- og drikkevarebearbejdning, køkkenudstyr, kemikaliebeholdere, hospitalsmøbler, rækværk og facader i kystnære eller fugtige klimaer, og udstødningskomponenter til biler, der møder høje temperaturer og vejsalt. 201 er et omkostningseffektivt applikationsalternativ til indendørs og tørre indretningsmøbler, rammer, konstruktionsdele, tagrender på beskyttede steder og komponenter, der kan drage fordel af dens højere styrke. I bilkarosseri- og chassisapplikationer tilbyder 201 høj styrke til rammer og beslag i ikke-korrosive områder, men hvor rustmodstanden er kritisk, såsom udstødningssystemer, forbliver 304 standarden. Hvis miljøet er vådt, salt eller kemisk aggressivt, angiv 304 uanset omkostningsbesparelsen.

FAQ

Hvad er bedre, 201 eller 304?

For korrosionsbestandighed, holdbarhed og fødevarekontakt er 304 bedre. 201 kun bedre med hensyn til omkostninger og i nogle tilfælde med hensyn til styrke. Beslutningen bør være baseret på servicemiljøet: våde, salte eller sure forhold kræver 304; tørre indendørs og milde forhold kan acceptere 201.

Hvorfor er 201 billigere end 304?

201 indeholder kun 3,5-5,5 % nikkel i stedet for 8-10,5 %, og nikkel er det dyreste legeringselement i rustfrit stål. Gabet er delvist kompenseret af mangan og nitrogen, som er meget billigere.

Er 201 rustfrit stål magnetisk?

Ja, mærkbart mere end 304. 201 har en mindre stabil austenitisk struktur, så den viser målbar magnetisk tiltrækning i den udglødede tilstand og bliver mere magnetisk efter koldbearbejdning. 304 er i det væsentlige ikke-magnetisk, når den udglødes.

Kan 201 bruges til fødevarekontakt?

Det anbefales ikke til fødevareforarbejdningsudstyr, hvor korrosionsbestandighed og hygiejne er kritiske. 304, da dets højere nikkelindhold er industristandardkvaliteten til kontakt med fødevarer og drikkevarer, fordi det tåler syrer og rengøringsmidler langt bedre end 201.

Hvordan kan jeg adskille 201 og 304 i praksis?

Ingen enkelt felttest er afgørende, men forskellene i magnetisme og pris giver fingerpeg: 201 tiltrækker en magnet mærkbart og er billigere, mens 304 knap tiltrækker en magnet i udglødet tilstand. For et pålideligt svar, anmod om et mølletestcertifikat med den kemiske analyse, da indholdet af nikkel og mangan er afgørende.

Ruster 201?

Ja, i fugtige, kystnære eller kloridholdige miljøer er 201 tilbøjelig til grubetæring og overfladerustpletter på grund af dets lavere nikkelindhold og reducerede passive filmstabilitet. I tørre indendørs miljøer kan den fungere tilstrækkeligt i årevis.