Autoritativna usporedba 304 vs. 304L vs. 304N nehrđajući čelici

1. Uvod

Austenitni nehrđajući čelici u rangu serije od 300 godina među najsvestranim legurima u modernoj industriji.

Posebno, Vrsta 304 služi kao radna konja, Balansiranje otpornosti na koroziju, Formalnost, i trošak.

Još, aplikacije koje zahtijevaju opsežno zavarivanje ili poboljšanu snagu su vozili evoluciju dva derivata: 304L sa niskim ugljenom 304L i azot 304N.

Samim tim, Inženjeri moraju razlikovati ove ocjene kako bi se osigurala pouzdanost i dugovječnost u službi.

Ovaj članak pruža original, Kompozicija koja se vrši da se analiza, metalurgija, Mehaničko ponašanje, performanse korozije, izmišljotina, toplotni tretman, Aplikacije, i ekvivalenti - za vođenje informiranog izbora materijala.

2. Hemijski sastav & Metalurgija

Element	304 (S30400)	304L (S30403)	304N (S30453)
CR	18.0-20,0 WT%	18.0-20,0 WT%	18.0-20,0 WT%
U	8.0-10,5 WT%	8.0-12.0 wt%	8.0-10,5 WT%
C	≤ 0.08 wt%	≤ 0.03 wt%	≤ 0.04 wt%
N	≤ 0.10 wt%	≤ 0.10 wt%	0.10-0,16 WT%
MN	≤ 2.0 wt%	≤ 2.0 wt%	≤ 2.0 wt%
I	≤ 1.0 wt%	≤ 0.75 wt%	≤ 1.0 wt%

Prvo, Ugljični pogon čvrstoća, ali i osjetljivost.

Standard 304 dozvoljava do 0.08 wt% c, koji uzdiže snagu prinosa na ≈ 215 MPa, Ipak podstiče padavine s kromima - karbid u prozoru osjetljivosti 450-850 ° C.

Suprotno tome, 304Ogramiram c do 0.03 wt%, Smanjenje rizika za osjetljivost gotovo na nulu tokom tipičnih ciklusa hlađenja.

Štaviše, 304N uvodi 0,10-0,16 WT% azot, kapitaliziranje NOVO-a Snažno jačanje čvrstog rješenja i stabilizacije austenita:

Azot podiže snagu prinosa do 20% (do ≈ 260 MPa) i rafinira veličinu zrna za oko 10-15%, bez ugrožavanja žilavosti.

Nadalje, azot poboljšava otpor u pittiranju: svaki 0.01 wt% n dodaje grubo 1 Drvo (Ekvivalentni broj otpornosti na otpornost = CR + 3.3 Mo + 16 N).

Dakle, 304N's unaprijed se penje iz ≈ 18 u 304 do ≈ 20, prevodeći na veće pragove hlorida prije nego što se popije iniciranje.

3. Mehanička svojstva od 304 vs. 304L vs. 304N

Nekretnina	304	304L	304N
Snaga prinosa (RP0.2)	~ 215 MPa	~ 205 MPa	~ 260 MPa
Zatezna čvrstoća (Rm)	505-735 MPa	485-680 MPa	530-760 MPa
Izduženje (A%)	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Charpy V-Notch @ -40 ° C	≥ 30 J	≥ 35 J	≥ 25 J
Eksponent za obradu rada (n)	0.25	0.28	0.22

Na ambijentalnim temperaturama, 304N nadmašuje oboje 304 i 304L u snazi ​​prinosa, Zahvaljujući efektu izobličenja dušika.

Pored toga, 304Ja postižem najveći izduženje (≥ 45 %), što se pokazalo korisnim u operacijama koji se formiraju u dubokom crtanju i formiranju proteženja.

Prelazak na ponašanje na uticaj, 304L Pruža prosječnu slanu žilavost 40 J AT -40 ° C, dok 304 i 304N zapisnik 35 J i 30 J, respektivno podvlačenje vrhunske žilavosti niske temperature od 304L.

Kada temperature prelaze 200 ° C, Sve tri razreda otprilike zadržavaju 80% njihove sobne temperature zatezanje 400 ° C.

Međutim, 304N održava otpornost na puzanje marginalno bolje - otprilike 15% Donja stopa puzanja u testovima stalnog opterećenja na 300 ° C - Zahvaljujući azotu suzbijanju kliznog gnojnog graničnog zrna.

Konačno, Testovi zamota u 10-10-10⁷ ciklusa otkrivaju da prisustvo dušika u 304N povećava ograničenje snage umora 5%, Dok se 304L odgovara izvedbi osnovne umota 304.

4. Otpornost na koroziju

Okruženje	304	304L	304N
Opća korozija (Neutralni pH)	Odličan	Odličan	Odličan
Sprej za morsku vodu (3.5 % Nacl)	Sajam (0.2 % jama)	Sajam (0.2 % jama)	Dobro (0.3 % jama)
Potencijal za pivanje (Etip, MV SCE)	+200	+220	+260
Intergranularna korozija (HAZ)	Osjetljiv	Otporan	Otporan
Prag klorida SCC	≤ 100 ° C	≤ 120 ° C	≤ 130 ° C

U neutralnim ili blago kiselim medijima, Sve tri ocjene pokazuju dolje navedene stope korozije 0.1 mm / godina.

Obrnuto, u okruženju bogate hloridom, 304Povišen prizemni predn pritiskuje svoj kritički potencijal za pitting (Etip) do +260 MV SCE,

u poređenju sa +200 MV za 304 i +220 MV za 304l-prevode na nižu gustoću jama i odgođenog napada.

Isto tako, 304L i 304N Ekfektivno eliminirajte intergranularni napad zona za zavarivanje uobičajenim 304, Zahvaljujući minimalnim karbidnim padavinama i uloga dušika u stabilizaciji hroma u rješenju.

Štaviše, u ubrzanim SCC testovima (stalno opterećenje u 10 % NaCl na ph 4),

Vremena prekida se protežu od 100 sati za 304 do 250 sati za 304L i 300 sati za 304N-demonstriranje opipljivih prednosti i niskog ugljenika i legure dušika.

5. Izmišljotina & Zavarljivost

Formalnost: Sva tri razreda prihvaćaju 50 % smanjenje debljine hladnog kotrljanja ili dubokog crteža sa minimalnim rizikom pucanja.

Ipak, Springback se lagano povećava sa dodavanjem dušika, Zahtijeva od manjih kompenzacije alata za 304N.

Osjetljivost na pucanje zavarivanja: Standard 304 zahtijeva brzo hlađenje kroz raspon osjetljivosti od 450-850 ° C ili za zavarivanje rješenja za žarenje (1040 ° C × 15 min) Da biste spriječili međugranularna korozija.

Suprotno tome, 304L i 304N toleriraju sporije tečajeve hlađenja - čak i hlađenje zraka - bez osjetljivosti,

Na taj način smanjuju izobličenje i uklanjajući dodatne korake od topline.

Obratnost: U odnosu na 304, 304L Strojevi sa marginalno nižim silama za rezanje (5-10% smanjenje),

Dok veća snaga 304N povećava trošenje alata 10%.

U praksi, Machinisti optimiziraju parametre - koristeći presvučeni karbidni alati i povišene pritiske za rashladno sredstvo - da bilansiraju stope uklanjanja materijala i život alata.

6. Toplinska obrada i kontrola senzibilizacije

AISI preporučuje rješenje za žarenje ciklusa na sljedeći način:

• 304 & 304L: 1 040 ° C ± 5 ° C, držati 15 moje po 25 Debljina mm → vode
• 304N: 1 060 ° C ± 5 ° C, držati 15 moje po 25 Debljina mm → vode

Važno, Nijedna od ovih ocena ne prolazi se štetnim 475 ° C Emmarkment zbog njihovog niskog ili stabilizovanog sadržaja ugljika.

Međutim, Produžena izlaganja između 350-550 ° C može promovirati Chi (x) ili Sigma (a) FAZE Formiranje, posebno u loše kontroliranim vrućinama; stoga, Dizajneri izbjegavaju statičku uslugu u ovom rasponu kada je to moguće.

7. Primjene industrije od 304 vs. 304L vs. 304N nehrđajući čelici

U praksi, Blage varijacije u sadržaju ugljika i dušika prevode se u različite prednosti usluga.

Ispod, Ispitujemo kako svaki razred nalazi svoju nišu - i kako podaci iz realnih instalacija podvlače njihove performanse.

304: Hrana opće namjene, Pića & Arhitektonska upotreba

• Zašto 304 Excels: Sa uravnoteženom kombinacijom otpornosti na koroziju, POVRATljivost i trošak (Indeks troškova = 1.00), Vrsta 304 smješta umjereno zavarivanje i formiranje bez specijalizirane opreme.
• Tipične aplikacije:

• • Oprema za komercijalnu kuhinju: Preko 80% od u.s. Umivaonice restorana, POVRŠENICE I IZDANU HOUDSOVIMA 304 zbog lakoće čišćenja i 0.1 mm površinska obrada.
  • Arhitektonska obloga: U umjerenim klimama, tanko kolor 304 paneli (0.5-1,0 mm) Isporučite desetljeće prikazivanja ankete o servisima < 0.5 μm / godina vanjski gubitak korozije.
  • Cisterne za preradu hrane: Posude do 10 m³ upotreba 304 Za miješanje i skladištenje; Higijenska unutrašnjost završava (Ra < 0.4 μm) Sprečite rast bakterija.

304L: Plovila za zavarene tlake, Cjevovod & Cisterne za hemikalije

• Zašto 304L sja: Njegova hemija niske ugljene (≤ 0.03 wt% c) praktički eliminira osjetljivost,
  čineći ga idealnim za velike zavarene sklopove u kojima se toplotna obrada nakon zavara pokazuje nepraktičnu.

  

• Tipične aplikacije:

• • Farmaceutski & Biotehni cevi: Preko 60% sanitarnih spojnica u čistim prostorijama koji podržavaju API zapošljavaju 304l,
    Osiguravanje integriteta zona za zavarivanje pod čestim CIP-om (čistača) ciklusi na 90 ° C.
  • Plodovi pod pritiskom & Izmjenjivači topline: Posude do 5 M u promjeru izbjegavajte međugranularna korozija bez žarenja, Smanjivanje troškova izrade do 15%.
  • Spremnici za blage kiseline: 304Sklapanje cisterna 5 wt% sirćetska kiselina na 25 ° C Izložite stope korozije < 0.05 mm / godina-20% sporije od vrste 304 kolege.

304N: Kriogena oprema, Komponente dubokog crtanja & Hladno obrađeni dijelovi

• Zašto 304N prevladava: Povišen azot (0.10-0,16 WT%) Grubo pruža 20% Veća snaga prinosa (≈ 260 MPa) i poboljšana otpornost na utrljavanje (Drvo ≈ 20),
  Dok je održao žilavost na temperaturama do -196 ° C.
• Tipične aplikacije:

• • Kriogeni ventili & Okov: U službi za tečno-azot, 304N zadržava ≥ 80 J Charpy žilavost na -196 ° C,
    nasuprot ~ 60 J za 304l kritično za sprečavanje krhkog loma.
  • Duboko crtane limenke za piće & Komponente: Izvještaj o proizvođačima 10% tanji zidovi bez cijepanja, Smanjenje upotrebe materijala od strane 5 g po limentu.
  • Namjena pumpe morske vode & Ekrani: 304N viši viši predni 3.5 Izloženost wt% nacl,
    Rezanje intervala za popravak iz 6 mjeseci (sa 304l) do 18 mjeseci.

8. Ekvivalentne ocjene

9. Ključne razlike između 304 vs. 304L vs. 304N

Karakterističan	304 (S30400)	304L (S30403)	304N (S30453)
Max Carbon	0.08 wt%	0.03 wt%	0.04 wt%
Sadržaj dušika	≤ 0.10 wt%	≤ 0.10 wt%	0.10-0,16 WT%
Snaga prinosa	~ 215 MPa	~ 205 MPa	~ 260 MPa
Izduženje	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Drvo	≈ 18	≈ 18	≈ 20
Rizik osjetljivosti	Visoko-450-850 ° C prozor	Zanemariv	Zanemariv
Prag pilinga (Cl⁻)	~ 0.2 wt%	~ 0.2 wt%	~ 0.3 wt%
Žurba za zavarivanje	Potreban	Neobavezno	Neobavezno
Kriogena žilavost	~ 60 J @ -196 ° C	~ 70 J @ -196 ° C	~ 80 J @ -196 ° C
Relativni indeks troškova	1.00	1.05	1.08

10. Zaključci

Nehrđajući čelik 304 vs. 304L vs. 304N Svaka adresa specifičnih metalurških izazova. Standard 304 donosi pristupačnu snagu, ali zahtijeva pažljivu kontrolu za zavarivanje.

Stupanj 304L praktično eliminira senzibilizaciju, čineći ga za zavarene sklopove.

U međuvremenu, 304N-a azotni pojas podiže čvrstoću i otpornost na pitging-idealno za duboko crtanje i blago agresivne okruženja.

Vaganjem ugljenika, azot, Mehaničke performanse, i podaci o koroziji, Inženjeri mogu odabrati optimalnu leguru sa 300 serije za bilo koju aplikaciju.

Langhe je savršen izbor za vaše potrebe za proizvodnjom ako vam je potreban visokokvalitetni nehrđajući čelik odlivci.

Kontaktirajte nas danas!

 

FAQs

Zašto odabrati 304N 304 ili 304l?

304N dodaje 0,10-0,16 WT% azota, jačanje prinosa od ~ 20 % (do ≈260 mpa), Veličina rafiniranja zrna,

i podizanje otpornosti na udarce (Drvo ≈ 20 vs. ≈ 18) Za bolje performanse u hloridnom ili kriogenom okruženju.

Trebam li rješenje za anijlno 304l nakon zavarivanja?

U većini slučajeva, ne. 304L-ov sadržaj sa niskim ugljikom sprečava osjetljivost tokom tipičnih stopa hlađenja,

Izrada rešenja za zavarivanje nejasno, a ne obavezno.

Koja ocjena nudi najbolju formulaciju?

304L vodi sa ≥45 % izduženje, Idealno za duboko crtanje i savijanje. Standard 304 i 304N slijedite sa ≥40 % i ≥35 % izduženje, respektivno.

Mogu li koristiti 304N za kriogene aplikacije?

Da. 304N zadržava vrhunsku žilavost (≈ 80 J Charpy V-Nocch na -196 ° C) u poređenju sa 304L (≈ 70 J) i 304 (≈ 60 J), čineći ga dobro za uslugu tečnosti-gasa.

Kako se troškovi uspoređuju među 304, 304L i 304N?

U odnosu na baznu cijenu 304 (Indeks troškova = 1.00), 304Ja obično nosi a 5 % premium (1.05) Za kontrolu niskog ugljenika, i 304N o an 8 % premium (1.08) za legiranje dušika.