الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مقابل 316 لأدوات التثبيت: A2 مقابل A4

كثيرًا ما يطلب المشترون "مسامير من الفولاذ المقاوم للصدأ" ويتركون الدرجة مفتوحة. وفي معظم الطلبات يكون الاختيار بين A2 وA4، وينبغي أن يُبنى على بيئة الخدمة لا على المتانة.

A2 وA4 في سطر واحد

• A2 تقابل AISI 304 ورقم المادة 1.4301، وهي أكثر درجات الفولاذ المقاوم للصدأ شيوعًا في أدوات التثبيت.
• A4 تقابل AISI 316 (تذكر TR Fastenings الرقم 1.4404). تتحسن مقاومتها للتآكل كثيرًا بإضافة الموليبدنوم، وتُستخدم في الخدمة البحرية والبيئات الغنية بالكلوريدات.

وفق ISO 3506-1 يتكون التعيين من جزأين يفصل بينهما شَرطة: درجة الفولاذ (A للأوستنيتي، يليها رقم) وفئة الخواص. ويمكن للفولاذ الأوستنيتي منخفض الكربون، الذي لا يتجاوز الكربون فيه 0.030%، أن يحمل أيضًا الحرف L، مثل A4L-80.

الفرق هو الموليبدنوم

تنص الإرشادات التصميمية الصادرة عن Specialty Steel Industry of North America على أن النوع 316 يحتوي على نيكل أكثر قليلًا من النوع 304 وعلى 2–3% موليبدنوم، ما يمنحه مقاومة للتآكل أفضل من 304، خاصةً في البيئات الغنية بالكلوريدات التي تميل إلى إحداث التنقّر. وتذكر ASSDA، الرابطة الأسترالية للفولاذ المقاوم للصدأ، نسبة 2.0–3.0% موليبدنوم و10.0–14.0% نيكل للدرجة 316.

التآكل: الكلوريدات والسواحل والحرارة

• المواقع الساحلية. توصي ASSDA بالدرجة 316، أو بدرجة ذات مقاومة تآكل مكافئة، حدًّا أدنى ضمن خمسة كيلومترات من خط الأمواج. ومن المرجح أن تظهر على الدرجات الأقل سبائكية مثل 304 بقع تآكل سطحية (tea staining) هناك.
• المنشآت على الواجهة البحرية. تشير ASSDA إلى أن 316 كثيرًا ما تُختار للمباني على الواجهة البحرية وللتجهيزات على الأرصفة البحرية والأرصفة الممتدة في البحر.
• حدود 316. في البيئات الساخنة الغنية بالكلوريدات تتعرض 316 للتنقّر والتآكل الشقّي، ولتشقق التآكل الإجهادي تحت إجهاد الشد فوق نحو 50 °C. وتشير ASSDA إلى درجات الدوبلكس مثل 2205 لتلك الظروف؛ وتذكر ISO 3506-1 أن درجة الدوبلكس D4 تعادل A4 على الأقل في مقاومة التنقّر.
• التصميم مهم أيضًا. يمكن للكلوريدات أن تُحدث التنقّر في 316 كما في 304. والزوايا والشقوق التي تحتجز الماء، والأسطح الخشنة، تزيد احتمال ظهور البقع؛ وتوصي ASSDA بالتشطيبات الملساء وبغسل الفولاذ المقاوم للصدأ عند تنظيف المنطقة المحيطة.

المتانة: فئات الخواص وفق ISO 3506-1

فئة الخواص، لا الدرجة، هي التي تحدد المتانة. وتشترك A2 وA4 في القيم الدنيا نفسها:

• الفئة 50: مقاومة الشد 500 MPa، وإجهاد الخضوع 0.2% بحد أدنى 210 MPa
• الفئة 70: 700 MPa و450 MPa
• الفئة 80: 800 MPa و600 MPa

أضافت طبعة 2020 من ISO 3506-1 الفئة 100 للدرجات الأوستنيتية، ودرجات الدوبلكس للفئات 70 و80 و100. وتذكر المواصفة أن أدوات التثبيت المطابقة تُستخدم دون قيود من −20 °C إلى +150 °C؛ وخارج هذا النطاق يختار المستخدم بالتشاور مع اختصاصي متمرّس في علم فلزات أدوات التثبيت. أما الصواميل فتغطيها ISO 3506-2.

أدوات التثبيت من الفولاذ المقاوم للصدأ عرضة للالتصاق (اللحام على البارد) عند الشد، لذا لا تأخذوا قيم عزم الشد من جدول مخصص لفئات الفولاذ الكربوني مثل 8.8؛ استخدموا قيم المورّد الخاصة بالفولاذ المقاوم للصدأ.

التكلفة

تكلفة شراء 316 أعلى من 304: تضع مقارنة ASSDA لتكلفة الشراء الأولية 316 فوق 304. وتشير ASSDA أيضًا إلى أن جدوى الفولاذ المقاوم للصدأ تتحسن عند احتساب تكلفة دورة الحياة. سعّروا الدرجة التي تحتاجها البيئة بدلًا من الترقية تلقائيًا؛ واطلبوا منا عرض سعر للدرجتين إن لم تكونوا متأكدين.

الجمع بين المعادن

قد تُسرّع أداة تثبيت من الفولاذ المقاوم للصدأ في معدن أساس أقل نبلًا تآكلَ معدن الأساس عند وجود إلكتروليت. وفي السلسلة الجلفانية لدى Fastenal Engineering تتجاور 304 و316 (في الحالة الخاملة)، لذا يمكن استخدام قطع A2 وA4 معًا. تحققوا من الأزواج الأخرى في جدول التآكل الجلفاني.

طريقة كتابة المواصفة

اكتبوا مواصفة المنتج والمقاس والدرجة وفئة الخواص في كل بند، مثلًا:

Hexagon head screw ISO 4017 – M12 × 50 – A4-70 (مسمار سداسي الرأس)

أضيفوا درجة الصامولة والحلقة، والكمية، ووثيقة الفحص المطلوبة، مثل شهادة EN 10204 3.1. وإذا كانت القطع متجهة إلى موقع ساحلي أو بحري، فاذكروا ذلك: فهو السبب الرئيسي لاختيار A4.