Stal nierdzewna 201 vs 304 — praktyczne porównanie, zastosowania i sposób wyboru

1. Skład chemiczny i mikrostruktura

Obydwa gatunki stali nierdzewnej 201 i 304 są austenitycznymi stalami nierdzewnymi, co oznacza, że ​​w temperaturze pokojowej mają mikrostrukturę sześcienną skupioną na powierzchni czołowej, która zapewnia dobrą odkształcalność i wytrzymałość. Kluczową różnicą praktyczną jest zawartość niklu (Ni): stal 304 to standardowa stal nierdzewna „18/8” (około 18–20% chromu i 8–10,5% niklu), podczas gdy 201 obniża zawartość niklu, a zwiększa mangan (Mn) i azot (N), aby zachować strukturę austenityczną (typowe zakresy: ~16–18% Cr, ~3,5–5,5% Ni, ~5,5–7,5% Mn). Ponieważ 201 zawiera mniej niklu i więcej manganu, jest zazwyczaj tańszy, ale jego dokładne właściwości korozyjne i mechaniczne różnią się od 304 w rzeczywistych warunkach.

2. Odporność na korozję i trwałość w świecie rzeczywistym

Stal 304 ma zauważalnie lepszą odporność na korozję niż 201 w większości typowych środowisk, ponieważ wyższa zawartość niklu i nieco wyższa zawartość chromu stabilizuje pasywną warstwę tlenku, która chroni stal nierdzewną. W pomieszczeniach zamkniętych, suchych lub lekko wilgotnych (kuchnie, urządzenia wewnętrzne, meble) 201 może działać w zadowalającym stopniu. Jednakże w agresywnych środowiskach – lokalizacjach przybrzeżnych, chlorowanej wodzie, narażeniu na działanie substancji chemicznych, liniach przetwórstwa żywności – 304 jest bezpieczniejszym wyborem, aby uniknąć wżerów, plam lub wczesnej rdzy powierzchniowej.

Praktyczne wskazówki

• Użyj 304 do zastosowań zewnętrznych, morskich lub mających kontakt z żywnością, gdzie wymagana jest długoterminowa odporność na korozję.
• 201 jest dopuszczalny w przypadku wewnętrznych elementów dekoracyjnych, urządzeń budżetowych lub zastosowań, w których planowana jest okazjonalna konserwacja (czyszczenie).

3. Właściwości magnetyczne i zachowanie przy formowaniu

Ponieważ 201 zawiera więcej manganu i niższą zawartość niklu, jest bardziej podatny na częściową reakcję magnetyczną po obróbce na zimno w porównaniu z 304, który zazwyczaj jest niemagnetyczny w stanie wyżarzonym i może stać się lekko magnetyczny po ciężkim formowaniu. W przypadku zastosowań, w których magnetyzm ma znaczenie (np. czujniki magnetyczne, dekoracyjny sprzęt niemagnetyczny), należy przetestować próbkę po zamierzonym procesie formowania.

4. Właściwości mechaniczne, twardość i formowanie/spawanie

304 ogólnie oferuje nieco lepszą ciągliwość i wytrzymałość niż 201; oba są łatwo formowane na zimno i ciągnione. 201 można utwardzać do wyższej twardości ze względu na równowagę stopu. Spawanie obu gatunków jest proste przy zastosowaniu standardowych procedur spawania stali austenitycznej, ale dobór wypełniacza ma znaczenie: podczas spawania 201 należy wziąć pod uwagę metale dodatkowe, które zachowują odporność na korozję (często do spoin 304 zaleca się wypełniacz 308L; należy sprawdzić specyfikacje spawania, jeśli wymagane jest spawanie odmienne).

Wskazówki spawalnicze i po spawaniu

• Oczyść powierzchnie i usuń zanieczyszczenia przed spawaniem, aby zmniejszyć wytrącanie się węglików i plamy.
• Aby uzyskać krytyczną odporność na korozję po spawaniu, należy rozważyć pasywację lub wytrawianie, jeśli wymaga tego zastosowanie.

5. Koszt, dostępność i typowe zastosowania

201 jest zwykle tańszy ze względu na niższą zawartość niklu i jest szeroko stosowany tam, gdzie ważna jest wrażliwość na koszty, a wymagania korozyjne są umiarkowane. 304 kosztuje więcej, ale jest bardziej wszechstronny w przypadku wymagających usług. Typowe zastosowania:

• 201: wyposażenie kuchni wewnętrznych, listwy dekoracyjne, tanie zlewozmywaki, sprzęt AGD, ramy mebli i niektóre wnętrza restauracji (gdzie regularnie sprzątane).
• 304: sprzęt do przetwarzania żywności, zbiorniki chemiczne, urządzenia medyczne, fasady architektoniczne, balustrady zewnętrzne i elementy wyposażenia morskiego.

6. Szybka tabela porównawcza

7. Jak wybrać: praktyczna lista kontrolna

• Oceń środowisko: Jeśli prawdopodobne jest narażenie na sól, chlorki lub agresywne chemikalia, wybierz 304.
• Budżet a cykl życia: jeśli koszt początkowy jest krytyczny, a narażenie przez cały okres życia jest łagodne, model 201 może być ekonomiczny; w celu zmniejszenia kosztów konserwacji i dłuższej żywotności wybierz 304.
• Wygląd i wykończenie: Obydwa dobrze się polerują, ale 304 utrzymuje czystszy, pozbawiony rdzy wygląd przy mniejszych wymaganiach konserwacyjnych.
• Spawanie i produkcja: W przypadku krytycznych połączeń spawanych w środowisku korozyjnym preferuj 304 i kompatybilne spoiwa.
• Testuj, jeśli nie jesteś pewien: Jeśli to możliwe, pobierz małe próbki, wystaw je na oczekiwane warunki i sprawdź po tygodniach/miesiącach pod kątem wczesnych oznak korozji.

8. Konserwacja, czyszczenie i przedłużanie żywotności

Regularne czyszczenie wydłuża żywotność obu gatunków. Natychmiast usunąć zanieczyszczenia (sól, pozostałości kwasowe, cząstki żelaza). Stosuj środki czyszczące niezawierające chlorków, delikatnie szoruj miękką szczotką i okazjonalnie pasywuj, jeśli wymagają tego zastosowania przemysłowe. W przypadku instalacji na zewnątrz okresowa kontrola i punktowe czyszczenie zmniejszają ryzyko powstania plam lub miejscowej korozji – jest to szczególnie ważne w przypadku 201.

9. Zalecenia końcowe

Wybierz 304, gdy priorytetem jest odporność na korozję, czystość i niskie koszty utrzymania. Wybierz 201, gdy dominują ograniczenia budżetowe, a aplikacja odbywa się w pomieszczeniach zamkniętych lub jest zabezpieczona planową konserwacją. W przypadku zastosowań krytycznych dla bezpieczeństwa lub higieny (żywność, medycyna, chemia) domyślnie wybierz 304 lub skonsultuj się z inżynierem materiałowym w celu uzyskania dokładnego gatunku i obróbki cieplnej.