مقارنة موثوقة 304 مقابل. 304ل مقابل. 304ن الفولاذ المقاوم للصدأ

1. مقدمة

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في المرتبة 300 من الفئة بين أكثر السبائك تنوعا في الصناعة الحديثة.

بخاصة, يكتب 304 بمثابة العمود الفقري, موازنة مقاومة التآكل, قابلية التشكيل, والتكلفة.

حتى الآن, دفعت التطبيقات التي تتطلب لحامًا واسعًا أو قوة معززة تطور مشتقين: منخفضة الكربون 304L و 304n.

بالتالي, يجب على المهندسين التمييز بين هذه الدرجات لضمان الموثوقية وطول العمر في الخدمة.

توفر هذه المقالة الأصل, تحليل تعتمد على البيانات-تكوين spanning, المعادن, السلوك الميكانيكي, أداء التآكل, التصنيع, المعالجة الحرارية, التطبيقات, والمكافئات - لتوجيه اختيار المواد المستنيرة.

2. التكوين الكيميائي & المعادن

عنصر	304 (S30400)	304ل (S30403)	304ن (S30453)
كر	18.0-20.0 ٪ بالوزن	18.0-20.0 ٪ بالوزن	18.0-20.0 ٪ بالوزن
في	8.0-10.5 ٪ بالوزن	8.0-2.0 ٪ بالوزن ٪	8.0-10.5 ٪ بالوزن
ج	≤ 0.08 بالوزن ٪	≤ 0.03 بالوزن ٪	≤ 0.04 بالوزن ٪
ن	≤ 0.10 بالوزن ٪	≤ 0.10 بالوزن ٪	0.10-0.16 ٪ بالوزن
MN	≤ 2.0 بالوزن ٪	≤ 2.0 بالوزن ٪	≤ 2.0 بالوزن ٪
و	≤ 1.0 بالوزن ٪	≤ 0.75 بالوزن ٪	≤ 1.0 بالوزن ٪

أولاً, يقود الكربون قوة ولكن أيضا التوعية.

معيار 304 يسمح حتى 0.08 بالوزن, الذي يرفع قوة العائد إلى ≈ 215 MPA, ومع ذلك ، يشجع هطول الأمطار كروم الكربريد في نافذة التوعية 450-850 درجة مئوية.

على النقيض من ذلك, 304L حدود ج إلى 0.03 بالوزن ٪, تقليل مخاطر التوعية إلى الصفر تقريبًا أثناء دورات التبريد النموذجية.

علاوة على ذلك, 304N يقدم 0.10–0.16 ٪ بالوزن النيتروجين, الاستفادة من تعزيز حل الصلبة القوية والاستقرار الأوستينيت:

يرفع النيتروجين قوة العائد من خلال 20% (إلى ≈ 260 MPA) ويقوم بتنشيط حجم الحبوب بحوالي 10-15 ٪, دون المساومة على الصلابة.

بالإضافة إلى, يعزز النيتروجين مقاومة التثبيت: كل 0.01 WT ٪ n يضيف تقريبا 1 خشب (رقم ما يعادل المقاومة = CR + 3.3 شهر + 16 ن).

هكذا, 304تتسلق صحة ن 18 في 304 إلى ≈ 20, ترجمة إلى عتبات كلوريد أعلى قبل بدء التضخم.

3. الخصائص الميكانيكية من 304 مقابل. 304ل مقابل. 304ن

ملكية	304	304ل	304ن
قوة العائد (RP0.2)	~ 215 ميجا باسكال	~ 205 ميجا باسكال	~ 260 ميجا باسكال
قوة الشد (RM)	505-735 ميجا باسكال	485-680 ميجا باسكال	530-760 ميجا باسكال
استطالة (٪)	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
charpy v-notch @ –40 درجة مئوية	≥ 30 ي	≥ 35 ي	≥ 25 ي
الأسد الذي يهدئ العمل (ن)	0.25	0.28	0.22

في درجات الحرارة المحيطة, 304ن تفوق على حد سواء 304 و 304L في قوة العائد, بسبب تأثير شعرية النيتروجين.

فضلاً عن ذلك, 304يحقق L أعلى استطالة (≥ 45 %), الذي يثبت أنه مفيد في عمليات السحب العميق والموضوع الممتد.

الانتقال إلى التأثير على السلوك, 304L يسلم متوسطة charpy 40 J في -40 درجة مئوية, بينما 304 وسجل 304N 35 ي و 30 ي, على التوالي-adderscoring 304l من صلابة درجات الحرارة المنخفضة المتفوقة.

عندما تتجاوز درجات الحرارة 200 درجة مئوية, تحتفظ جميع الدرجات الثلاثة تقريبًا 80% من قوة الشد في درجة حرارة الغرفة تصل إلى 400 درجة مئوية.

لكن, 304يحافظ n على مقاومة الزحف بشكل أفضل - على التوالي تقريبًا 15% انخفاض معدل الزحف في اختبارات التحميل الثابت في 300 درجة مئوية-أكثر من قمع النيتروجين للانزلاق الحدود للحبوب.

أخيراً, تكشف اختبارات التعب في 10 ⁶ 10 ⁷ أن وجود النيتروجين في 304N يزيد من حد قوة التعب بحوالي 5%, بينما يتطابق 304L من أداء التعب الأساسي لـ 304.

4. مقاومة التآكل

بيئة	304	304ل	304ن
التآكل العام (درجة الحموضة المحايدة)	ممتاز	ممتاز	ممتاز
رذاذ مياه البحر (3.5 % كلوريد الصوديوم)	عدل (0.2 % الحفر)	عدل (0.2 % الحفر)	جيد (0.3 % الحفر)
إمكانات تأليف (epit, MV SCE)	+200	+220	+260
التآكل الحبيبي (هاز)	مُعَرَّض ل	مقاومة	مقاومة
عتبة كلوريد SCC	≤ 100 درجة مئوية	≤ 120 درجة مئوية	≤ 130 درجة مئوية

في وسائل الإعلام المحايدة أو الحمضية بشكل معتدل, جميع الدرجات الثلاثة تظهر معدلات التآكل أدناه 0.1 مم/سنة.

على العكس, في البيئات الغنية بالكلوريد, 304يدفع Pren المرتفعة من N. (epit) ل +260 MV SCE,

مقارنة ب +200 MV ل 304 و +220 MV لـ 304L - الترجمة إلى انخفاض كثافة الحفرة وتأخر بداية.

على نفس المنوال, 304L و 304n القضاء بشكل فعال على الهجوم بين المناطق الحسيمة المشتركة 304, بفضل الحد الأدنى من ترسيب كربيد ودور النيتروجين في تثبيت الكروم في المحلول.

علاوة على ذلك, في اختبارات SCC المتسارعة (تحميل ثابت في 10 % كلوريد الصوديوم في درجة الحموضة 4),

أوقات الفشل تمتد من 100 ساعات ل 304 ل 250 ساعات لمدة 304L و 300 ساعات لـ 304n - بناء الفوائد الملموسة لكل من سبائك الكربون والنيتروجين.

5. التصنيع & قابلية اللحام

قابلية التشكيل: تقبل جميع الدرجات الثلاثة 50 % انخفاض سمك في المتداول البارد أو الرسم العميق مع الحد الأدنى من خطر التكسير.

مع ذلك, يزداد Springback قليلاً مع إضافة النيتروجين, تتطلب تعويض الأدوات البسيطة لـ 304n.

حساسية لحام تكسير: معيار 304 يتطلب التبريد السريع من خلال نطاق التوعية 450-850 درجة مئوية أو محلول ما بعد اليرداد الصلب (1040 ° C × 15 دقيقة) لمنع التآكل بين الخلايا.

على النقيض من ذلك, 304تتسامح L و 304N مع معدلات التبريد الأبطأ - حتى تبريد الهواء - دون تحسس,

وبالتالي تقليل التشويه والتخلص من خطوات المعالجة الحرارية الإضافية.

القابلية للآلات: بالنسبة إلى 304, 304آلات L مع قوى القطع أقل بشكل هامشي (5-10 ٪ تخفيض),

بينما تزيد قوة 304N من ارتداء الأدوات من قبل حوالي 10%.

في الممارسة العملية, يقوم الميكانيكيون بتحسين المعلمات - باستخدام أدوات كربيد مغلفة وضغوط سائل تبريد مرتفعة - لموازنة معدلات إزالة المواد وعمر الأدوات.

6. المعالجة الحرارية والتحسس

توصي AISI دورات الصلب الحل على النحو التالي:

• 304 & 304ل: 1 040 ° C ± 5 درجة مئوية, يمسك 15 لي لكل 25 سماكة ملم → إخماد الماء
• 304ن: 1 060 ° C ± 5 درجة مئوية, يمسك 15 لي لكل 25 سماكة ملم → إخماد الماء

الأهم من ذلك, لا يخضع أي من هذه الدرجات ضارة 475 ° C احتضان بسبب محتوى الكربون المنخفض أو المستقر.

لكن, التعرض المطول بين 350-550 درجة مئوية يمكن أن يعزز تشي (x) أو سيجما (أ) تشكيل المرحلة, خاصة في درجات الحرارة السيئة; لذلك, يتجنب المصممون الخدمة الثابتة في هذا النطاق عندما يكون ذلك ممكنًا.

7. تطبيقات الصناعة 304 مقابل. 304ل مقابل. 304ن الفولاذ المقاوم للصدأ

في الممارسة العملية, تترجم الاختلافات الطفيفة في محتوى الكربون والنيتروجين إلى مزايا خدمة متميزة.

أقل, ندرس كيف يجد كل درجة مكانته - وكيف تؤكد البيانات من عمليات التثبيت الفعلية على أدائها.

304: طعام للأغراض العامة, المشروبات & الاستخدامات المعمارية

• لماذا 304 يتفوق: مع مزيج متوازن من مقاومة التآكل, قابلية التشكيل والتكلفة (مؤشر التكلفة = 1.00), يكتب 304 يستوعب اللحام المعتدل والتشكيل بدون معدات متخصصة.
• التطبيقات النموذجية:

• • معدات المطبخ التجارية: زيادة 80% من الولايات المتحدة. أحواض من الدرجة, تحدد كونترتوب وأغطية العادم 304 لسهولة التنظيف و 0.1 ملعقة سطحية الانتهاء.
  • الكسوة المعمارية: في المناخات المعتدلة, مقياس رقيق 304 لوحات (0.5-1.0 مم) تقديم عقود من الخدمة - عرض استطلاعات الحقل < 0.5 μM/سنة فقدان التآكل الخارجي.
  • خزانات معالجة الطعام: السفن حتى 10 استخدام M³ 304 للخلط والتخزين; ينتهي الداخلية الصحية (ر < 0.4 μM) منع نمو البكتيريا.

304ل: أوعية الضغط الملحومة, الأنابيب & الخزانات الكيميائية

• لماذا 304L يضيء: كيمياءها منخفضة الكربون (≤ 0.03 بالوزن) تقريبا يزيل التوعية,
  مما يجعلها مثالية للتجمعات الملحومة الكبيرة حيث تثبت المعالجة الحرارية بعد الليد غير عملي.

  

• التطبيقات النموذجية:

• • الأدوية & أنابيب التكنولوجيا الحيوية: زيادة 60% من التجهيزات الصحية في غرف نظيفة متوافقة مع API توظف 304L,
    ضمان سلامة منطقة اللحام تحت CIP المتكرر (نظيفة في مكانها) دورات في 90 درجة مئوية.
  • أوعية الضغط & المبادلات الحرارية: السفن حتى 5 M في قطر تجنب التآكل بين الخلايا دون حل الصلب, تقليل تكاليف التصنيع من خلال ما يصل إلى 15%.
  • خزانات التخزين للأحماض الخفيفة: 304لوكات تخزين 5 حمض الأسيتيك ٪ في 25 درجة مئوية معدلات التآكل < 0.05 مم/سنة - 20 ٪ أبطأ من النوع 304 نظيرات.

304ن: المعدات المبردة, مكونات السلف العميق & الأجزاء ذات البرودة

• لماذا 304n يسود: ارتفاع النيتروجين (0.10-0.16 ٪ بالوزن) يسلم تقريبا 20% قوة العائد أعلى (≈ 260 MPA) وتحسين مقاومة الحفر (الخشب ≈ 20),
  أثناء الحفاظ على صلابة في درجات الحرارة وصولاً إلى -196 درجة مئوية.
• التطبيقات النموذجية:

• • الصمامات المبردة & التركيبات: في خدمة السائل النيتروجين, 304N يحتفظ ≥ 80 J charpy متانة في -196 درجة مئوية,
    مقابل ~ 60 J لـ 304L - حرجة لمنع كسر هش.
  • علب المشروبات مرسومة بعمق & عناصر: تقرير الشركات المصنعة 10% جدران أرق دون الانقسام, تقليل استخدام المواد 5 ز لكل علبة.
  • مضخة مياه البحر الدهون & شاشات: 304يتسامح عالي ما يتجه إلى مستمر 3.5 بالوزن ٪ التعرض كلوريد الصوديوم,
    قطع الفواصل الزمنية من 6 شهور (مع 304L) ل 18 شهور.

8. الدرجات المكافئة

9. الاختلافات الرئيسية بين 304 مقابل. 304ل مقابل. 304ن

خاصية	304 (S30400)	304ل (S30403)	304ن (S30453)
ماكس الكربون	0.08 بالوزن ٪	0.03 بالوزن ٪	0.04 بالوزن ٪
محتوى النيتروجين	≤ 0.10 بالوزن ٪	≤ 0.10 بالوزن ٪	0.10-0.16 ٪ بالوزن
قوة العائد	~ 215 MPA	~ 205 MPA	~ 260 MPA
استطالة	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
خشب	≈ 18	≈ 18	≈ 20
خطر التوعية	عالية - 450-850 درجة مئوية	لا يكاد يذكر	لا يكاد يذكر
عتبة الحفر (CL⁻)	~ 0.2 بالوزن ٪	~ 0.2 بالوزن ٪	~ 0.3 بالوزن ٪
اللحام منطقة الصلب	مطلوب	خياري	خياري
صلابة المبردة	~ 60 j @ -196 درجة مئوية	~ 70 j @ -196 درجة مئوية	~ 80 j @ -196 درجة مئوية
مؤشر التكلفة النسبية	1.00	1.05	1.08

10. الاستنتاجات

الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مقابل. 304ل مقابل. 304كل ما يعالج تحديات معدنية محددة. معيار 304 يوفر قوة بأسعار معقولة ولكن يتطلب التحكم الدقيق في منطقة اللحام.

الصف 304L يزيل التوعية تقريبًا, مما يجعله الذهاب إلى التجميعات الملحومة.

في أثناء, 304يثير دفعة النيتروجين في N القوة والتأليف - مثالية للرسم العميق والبيئات العدوانية المعتدلة.

عن طريق وزن الكربون, نتروجين, الأداء الميكانيكي, وبيانات التآكل, يمكن للمهندسين اختيار سبيكة 300 خلية الأمثل لأي تطبيق.

لانجهي هو الخيار الأمثل لاحتياجات التصنيع الخاصة بك إذا كنت بحاجة إلى جودة عالية الفولاذ المقاوم للصدأ المسبوكات.

اتصل بنا اليوم!

 

الأسئلة الشائعة

لماذا تختار 304n أكثر 304 أو 304L?

304N يضيف 0.10–0.16 ٪ بالوزن النيتروجين, تعزيز قوة العائد بحلول 20 % (إلى ≈260 ميجا باسكال), تحسين حجم الحبوب,

ورفع المقاومة الحفر (الخشب ≈ 20 مقابل. ≈ 18) لتحسين أداء في البيئات الغنية بالكلوريد أو المبردة.

هل أحتاج إلى حل الصلب 304L بعد اللحام?

في معظم الحالات, لا. 304يمنع محتوى الكربون المنخفض في L’S التوعية أثناء معدلات التبريد النموذجية,

جعل الحل ما بعد الدفعة يلبي اختياريًا بدلاً من إلزامي.

أي درجة تقدم أفضل قابلية تشكيل?

304L يؤدي مع ≥45 % استطالة, مثالي للرسم العميق والانحناء. معيار 304 و 304n اتبع مع ≥40 % و ≥35 % استطالة, على التوالى.

هل يمكنني استخدام 304n للتطبيقات المبردة?

نعم. 304N يحتفظ بصياغة فائقة (≈ 80 J Charpy V-Notch في -196 درجة مئوية) مقارنة مع 304L (≈ 70 ي) و 304 (≈ 60 ي), جعلها مناسبة تمامًا لخدمة الغاز السائل.

كيف تقارن التكاليف بين 304, 304L و 304n?

بالنسبة إلى الأسعار الأساسية 304 (مؤشر التكلفة = 1.00), 304عادة يحمل أ 5 % غالي (1.05) للسيطرة على الكربون المنخفض, و 304n حول 8 % غالي (1.08) لسبائك النيتروجين.