Нержавеющая сталь 201 против 304 — практическое сравнение, применение и как выбрать

1. Химический состав и микроструктура.

Нержавеющие стали марок 201 и 304 являются аустенитными нержавеющими сталями, что означает, что они имеют гранецентрированную кубическую микроструктуру при комнатной температуре, что обеспечивает хорошую формуемость и ударную вязкость. Ключевым практическим отличием является содержание никеля (Ni): 304 представляет собой стандартную нержавеющую сталь «18/8» (приблизительно 18–20 % хрома и 8–10,5 % никеля), тогда как 201 снижает содержание никеля и увеличивает содержание марганца (Mn) и азота (N) для поддержания аустенитной структуры (типичные диапазоны: ~ 16–18 % Cr, ~ 3,5–5,5 % Ni, ~5,5–7,5% Мн). Поскольку в 201 меньше никеля и больше марганца, он обычно дешевле, но его точное коррозионное и механическое поведение отличается от 304 в реальных условиях.

2. Коррозионная стойкость и долговечность в реальных условиях.

304 имеет заметно лучшую коррозионную стойкость, чем 201, в большинстве распространенных сред, поскольку более высокое содержание никеля и немного более высокое содержание хрома стабилизируют пассивную оксидную пленку, защищающую нержавеющую сталь. В помещении, в сухом или умеренно влажном помещении (кухни, бытовая техника, мебель) 201 может работать приемлемо. Однако в агрессивных средах — прибрежных районах, хлорированной воде, химическом воздействии, линиях пищевой промышленности — 304 является более безопасным выбором, чтобы избежать точечной коррозии, пятен или ранней поверхностной ржавчины.

Практическое руководство

• Используйте 304 для применения на открытом воздухе, в морских условиях или при контакте с пищевыми продуктами, где требуется долговременная коррозионная стойкость.
• 201 приемлем для декоративных деталей внутри помещений, бюджетной техники или устройств, где планируется периодическое обслуживание (чистка).

3. Магнитные свойства и поведение при формовании.

Поскольку в 201 содержится больше марганца и меньше никеля, он более склонен к частичному магнитному отклику после холодной обработки по сравнению с 304, который обычно немагнитен в отожженном состоянии и может стать слегка магнитным после тяжелой формовки. Для применений, где магнетизм имеет значение (например, магнитные датчики, декоративное немагнитное оборудование), испытайте образец после предполагаемого процесса формования.

4. Механические свойства, твердость и формовка/сварка.

304 обычно обеспечивает немного лучшую пластичность и прочность, чем 201; оба легко подвергаются холодной штамповке и вытяжке. 201 можно закаливать до более высокой твердости из-за баланса сплава. Сварка несложна для обеих марок нержавеющей стали с помощью стандартных процедур сварки аустенитной нержавеющей стали, но выбор присадочного материала имеет значение: при сварке 201 учитывайте присадочные металлы, которые сохраняют коррозионную стойкость (часто для сварных швов 304 рекомендуется присадочный материал 308L; если требуется сварка разнородных материалов, обратитесь к спецификациям сварки).

Советы по сварке и послесварке

• Очистите поверхности и удалите загрязнения перед сваркой, чтобы уменьшить выделение карбидов и образование пятен.
• Для обеспечения критической коррозионной стойкости после сварки рассмотрите возможность пассивации или травления, когда этого требует применение.

5. Стоимость, доступность и распространенные приложения

201 обычно дешевле из-за более низкого содержания никеля и широко используется там, где важна чувствительность к затратам и умеренные требования к коррозии. 304 стоит дороже, но он более универсален для требовательного обслуживания. Типичное использование:

• 201: внутреннее кухонное оборудование, декоративная отделка, недорогие мойки, бюджетная бытовая техника, каркасы мебели и некоторые интерьеры ресторанов (где проводится регулярная уборка).
• 304: оборудование для пищевой промышленности, химические резервуары, медицинское оборудование, архитектурные фасады, наружные перила и морское оборудование.

6. Таблица быстрого сравнения

7. Как выбрать: практический контрольный список

• Оцените окружающую среду: если вероятно воздействие соли, хлоридов или агрессивных химикатов, выберите 304.
• Бюджет и жизненный цикл: если первоначальная стоимость имеет решающее значение, а воздействие в течение всего срока службы незначительное, 201 может быть экономичным; для меньшего обслуживания и увеличения срока службы выберите 304.
• Внешний вид и отделка: Оба хорошо полируются, но 304 сохраняет более чистый внешний вид без ржавчины и требует меньше ухода.
• Сварка и изготовление: Для критических сварных соединений, работающих в агрессивных средах, отдавайте предпочтение 304 и совместимым присадочным металлам.
• Если вы не уверены: если возможно, возьмите небольшие образцы, подвергните их воздействию ожидаемых условий и проверьте через несколько недель/месяцев на предмет ранних признаков коррозии.

8. Техническое обслуживание, очистка и продление срока службы.

Регулярная чистка продлевает срок службы обоих классов. Своевременно удаляйте загрязнения (соль, кислотные остатки, частицы железа). Используйте чистящие средства, не содержащие хлора, бережную чистку мягкой щеткой и время от времени пассивируйте, если этого требует производственное обслуживание. При наружной установке периодический осмотр и точечная очистка снижают вероятность появления пятен или локальной коррозии — это особенно важно для модели 201.

9. Заключительные рекомендации

Выбирайте 304, когда устойчивость к коррозии, чистота и низкие эксплуатационные расходы являются приоритетами. Выбирайте 201, когда преобладают бюджетные ограничения и приложение находится в помещении или защищено плановым обслуживанием. Для любого критически важного для безопасности или гигиены применения (пищевая, медицинская, химическая) по умолчанию используйте значение 304 или проконсультируйтесь с инженером по материалам для получения точной марки и термической обработки.