مقایسه معتبر از 304 در مقابل. 304l vs. 304n فولادهای ضد زنگ

1. مقدمه

فولادهای ضد زنگ آستنیتی در سری 300 در بین همه کاره ترین آلیاژهای صنعت مدرن قرار دارند.

خاص, نوع 304 به عنوان یک اسب بخار خدمت می کند, تعادل مقاومت در برابر خوردگی, قابلیت تشکیل, و هزینه.

تا کنون, برنامه های کاربردی که نیاز به جوشکاری گسترده یا قدرت تقویت شده دارند ، تکامل دو مشتق را هدایت کرده است: 304L کم کربن 304L و با مقاومت نیتروژن 304N.

در نتیجه, مهندسان برای اطمینان از قابلیت اطمینان و ماندگاری در خدمات باید بین این نمرات تمایز قائل شوند.

این مقاله یک اصل را ارائه می دهد, تجزیه و تحلیل داده محور-ترکیب اسپانیایی, متالورژی, رفتار مکانیکی, عملکرد خوردگی, ساختگی, عملیات حرارتی, برنامه, و معادل ها - برای راهنمایی انتخاب مواد آگاهانه.

2. ترکیب شیمیایی & متالورژی

عنصر	304 (S30400)	304سعادت (S30403)	304حرف (S30453)
کلوچه	18.0-20.0 درصد وزنی	18.0-20.0 درصد وزنی	18.0-20.0 درصد وزنی
در	8.0-10.5 درصد وزنی	8.0-12.0 درصد وزنی	8.0-10.5 درصد وزنی
جف	رده 0.08 وزنی ٪	رده 0.03 وزنی ٪	رده 0.04 وزنی ٪
حرف	رده 0.10 وزنی ٪	رده 0.10 وزنی ٪	0.10-0.16 درصد وزنی
منگنه	رده 2.0 وزنی ٪	رده 2.0 وزنی ٪	رده 2.0 وزنی ٪
وت	رده 1.0 وزنی ٪	رده 0.75 وزنی ٪	رده 1.0 وزنی ٪

اولا, کربن استحکام می کند اما حساسیت نیز دارد.

استاندارد 304 اجازه می دهد تا 0.08 وزنی ٪ c, که قدرت عملکرد را به ≈ بالا می برد 215 MPA, با این حال ، بارش کروم - کربید را در پنجره حساسیت 450-850 درجه سانتیگراد تشویق می کند.

در مقابل, 304l c را محدود می کند 0.03 وزنی ٪, کاهش حساسیت در طی چرخه های خنک کننده معمولی خطر نزدیک به صفر است.

علاوه بر این, 304N 0.10-0.16 درصد وزنی نیتروژن را معرفی می کند, سرمایه گذاری در تقویت جامد قوی N و تثبیت آستنیت:

نیتروژن قدرت عملکرد را تا حداکثر افزایش می دهد 20% (به 260 MPA) و اندازه دانه را در حدود 10-15 ٪ اصلاح می کند, بدون به خطر انداختن سختی.

بعلاوه, نیتروژن مقاومت گودال را تقویت می کند: هر یک 0.01 Wt ٪ n تقریباً اضافه می کند 1 چوب (مقاومت در برابر گودال تعداد معادل = Cr + 3.3 مس + 16 حرف).

بدین ترتیب, 304صعود از pren از n 18 در 304 به 20, ترجمه به آستانه های کلرید بالاتر قبل از شروع کار.

3. خصوصیات مکانیکی 304 در مقابل. 304l vs. 304حرف

دارایی	304	304سعادت	304حرف
قدرت عملکرد (RP0.2)	215 پوند MPa	205 پوند MPa	260 پوند MPa
استحکام کششی (RM)	505-735 MPa	485-680 MPa	530-760 MPa
کشیدگی (یک ٪)	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
charpy v-notch @ -40 ° C	≥ 30 j	≥ 35 j	≥ 25 j
نماینده سخت کار (حرف)	0.25	0.28	0.22

در دمای محیط, 304n از هر دو بهتر است 304 و 304L در قدرت عملکرد, با توجه به اثر تحریک مشبک نیتروژن.

علاوه بر این, 304من به بالاترین کشیدگی دست پیدا می کند (≥ 45 %), که در عملیات عمیق و کشش ، سودمند است.

انتقال به رفتار تأثیر, 304l به طور متوسط ​​سختی چارپی را ارائه می دهد 40 j در -40 درجه سانتیگراد, در هر صورت 304 و 304n رکورد 35 j و 30 j, به ترتیب-وضوح و چقرمگی در دمای پایین 304L.

هنگامی که دما بیش از حد است 200 درجه سانتیگراد, هر سه کلاس تقریباً حفظ می شوند 80% از قدرت کششی دمای اتاق آنها تا 400 درجه سانتیگراد.

هر چند, 304n مقاومت خزش را به حاشیه بهتر حفظ می کند 15% نرخ خزش پایین در تست های بار ثابت در 300 ° C-از سرکوب نیتروژن از کشویی مرزی دانه.

بالاخره, آزمایش های خستگی در چرخه 10 -10⁷ نشان می دهد که حضور نیتروژن در 304N باعث افزایش مقاومت در برابر خستگی می شود 5%, در حالی که 304L با عملکرد خستگی پایه 304 مطابقت دارد.

4. مقاومت در برابر خوردگی

محیط	304	304سعادت	304حرف
خوردگی عمومی (pH خنثی)	عالی	عالی	عالی
اسپری آب دریا (3.5 % توری)	عادلانه (0.2 % گودال)	عادلانه (0.2 % گودال)	خوب (0.3 % گودال)
پتانسیل گودال (حکمت, mv sce)	+200	+220	+260
خوردگی بین دانه ای (خندق)	مستعد	مقاوم	مقاوم
آستانه SCC کلرید	رده 100 درجه سانتیگراد	رده 120 درجه سانتیگراد	رده 130 درجه سانتیگراد

در رسانه های خنثی یا خفیف اسیدی, هر سه کلاس نرخ خوردگی را در زیر نشان می دهند 0.1 MM/سال.

برعکس, در محیط های غنی از کلرید, 304Pren بالا N بالا پتانسیل مهم گودال خود را تحت فشار قرار می دهد (حکمت) به +260 mv sce,

در مقایسه با +200 MV برای 304 وت +220 MV برای 304L translating برای پایین آمدن چگالی گودال و تأخیر در شروع.

به همین ترتیب, 304L و 304N به طور موثری حمله بین دانه ای منطقه جوش را که مشترک است از بین می برد 304, با تشکر از حداقل بارش کاربید و نقش نیتروژن در تثبیت کروم در محلول.

علاوه بر این, در تست های شتاب SCC (بار مداوم در 10 % NaCl در pH 4),

زمان شکست از 100 ساعت 304 به 250 ساعت برای 304L و 300 ساعت برای 304N - تظاهرات مزایای ملموس هر دو آلیاژ کربن کم و نیتروژن.

5. ساختگی & قابلیت جوشکاری

قابلیت تشکیل: هر سه درجه قبول می کنند 50 % کاهش ضخامت در نورد سرد یا نقاشی عمیق با حداقل خطر ترک خوردگی.

با این وجود, با افزودن نیتروژن کمی افزایش می یابد, نیاز به جبران ابزار جزئی برای 304n.

حساسیت ترک خوردگی جوش: استاندارد 304 نیاز به خنک کننده سریع از طریق محدوده حساسیت 450-850 درجه سانتیگراد یا بازپرداخت محلول پس از جوشکاری (1040 ° C × 15 حداقل) برای جلوگیری از خوردگی بین دانه ای.

در مقابل, 304L و 304N نرخ خنک کننده آهسته تر - حتی خنک کننده هوا - بدون حساسیت,

در نتیجه باعث کاهش اعوجاج و از بین بردن مراحل اضافی برای حرارتی می شود.

قابلیت تغییر: نسبت به 304, 304L ماشین های با نیروهای برش حاشیه ای پایین (5-10 ٪ کاهش),

در حالی که قدرت بالاتر 304N باعث افزایش سایش ابزار می شود 10%.

در عمل, ماشینها پارامترها را بهینه می کنند - با استفاده از ابزارهای کاربید روکش شده و فشارهای خنک کننده بالا - برای تعادل نرخ حذف مواد و عمر ابزار.

6. عملیات حرارتی و کنترل حساسیت

AISI چرخه های بازپرداخت راه حل را به شرح زیر توصیه می کند:

• 304 & 304سعادت: 1 040 ° C 5 درجه سانتیگراد, نگه داشتن 15 مال من 25 ضخامت میلی متر → آب خاموش
• 304حرف: 1 060 ° C 5 درجه سانتیگراد, نگه داشتن 15 مال من 25 ضخامت میلی متر → آب خاموش

مهمتر, هیچکدام از این نمرات تحت فشار قرار نمی گیرند 475 ° C در آغوش گرفتن به دلیل میزان کربن کم یا تثبیت شده آنها.

هر چند, قرار گرفتن در معرض طولانی مدت بین 350-550 درجه سانتیگراد می تواند CHI را ترویج کند (x) یا سیگما (بوها) تشکیل فاز, به خصوص در گرمای کنترل شده; از این رو, طراحان در صورت امکان از خدمات استاتیک در این محدوده خودداری می کنند.

7. کاربردهای صنعت از 304 در مقابل. 304l vs. 304n فولادهای ضد زنگ

در عمل, تغییرات جزئی در محتوای کربن و نیتروژن به مزایای خدمات متمایز تبدیل می شود.

زیر, ما بررسی می کنیم که چگونه هر درجه طاقچه خود را پیدا می کند - و چگونه داده های نصب در دنیای واقعی ، عملکرد آنها را نشان می دهد.

304: غذای عمومی, نوشیدنی & کاربردهای معماری

• چرا 304 برتری داشتن: با ترکیبی متعادل از مقاومت در برابر خوردگی, تشکیل و هزینه (شاخص هزینه = 1.00), نوع 304 جوشکاری متوسط ​​و تشکیل بدون تجهیزات تخصصی را در خود جای می دهد.
• برنامه های معمولی:

• • تجهیزات آشپزخانه تجاری: بیش از 80% از ایالات متحده. سینک های درجه یک رستوران, میز و هودهای اگزوز مشخص می کنند 304 به خاطر سهولت در تمیز کردن و 0.1 پایان سطح MM.
  • روکش معماری: در آب و هوای معتدل, سنجش 304 پانل (0.5-1.0 میلی متر) ارائه ده ها سال از خدمات - نمایش بررسی های فائق < 0.5 از دست دادن خوردگی بیرونی μm/سال.
  • مخازن پردازش مواد غذایی: کشتی تا 10 m³ استفاده کنید 304 برای مخلوط کردن و ذخیره سازی; پایان داخلی بهداشتی (رگ < 0.4 μM) از رشد باکتریها جلوگیری کنید.

304سعادت: کشتی های فشار جوش داده شده, لوله کشی & مخازن شیمیایی

• چرا 304L می درخشد: شیمی کم کربن آن (رده 0.03 وزنی ٪ c) تقریباً حساسیت را از بین می برد,
  آن را برای مجامع بزرگ جوش داده شده که در آن عملیات حرارتی پس از جوش غیر عملی است ، ایده آل می کند.

  

• برنامه های معمولی:

• • دارویی & لوله کشی: بیش از 60% اتصالات بهداشتی در اتاقهای تمیز سازگار با API 304L استخدام می شود,
    اطمینان از یکپارچگی منطقه جوش تحت CIP مکرر (در محل تمیز کردن) چرخه در 90 درجه سانتیگراد.
  • رگهای فشار & مبدلهای حرارتی: کشتی تا 5 قطر متر از خوردگی بین دانه ای بدون بازپرداخت محلول خودداری کنید, کاهش هزینه های ساخت تا حداکثر 15%.
  • مخازن ذخیره شده برای اسیدهای خفیف: 304مخازن L ذخیره می کنند 5 وزنی ٪ اسید استیک در 25 درجه سانتیگراد میزان خوردگی را نشان می دهد < 0.05 میلی متر در سال 20 ٪ کندتر از نوع 304 همتا.

304حرف: تجهیزات فاحش, اجزای کشش عمیق & قطعات سرد کار

• چرا 304n غالب است: نیتروژن بالا (0.10-0.16 درصد وزنی) تقریباً تحویل می دهد 20% قدرت عملکرد بالاتر (± 260 MPA) و مقاومت گودال بهبود یافته (چوب 20),
  در حین تحمل سختی در دمای پایین تا -196 درجه سانتیگراد.
• برنامه های معمولی:

• • دریچه های کاردیوژنیک & اتصالات: در سرویس نیتروژن مایع, 304n حفظ می کند 80 سختی j charpy در -196 درجه سانتیگراد,
    در مقابل 60 J برای 304L - مهم برای جلوگیری از شکستگی شکننده.
  • قوطی های نوشیدنی عمیق & اجزای: گزارش تولید کنندگان 10% دیوارهای نازک تر بدون تقسیم, کاهش استفاده از مواد توسط 5 g در هر قوطی.
  • پروانه های پمپ آب دریا & صفحه نمایش: 304N بالاتر PREN تحمل مداوم دارد 3.5 در معرض NaCl ٪ وزنی,
    قطع فواصل تعمیر از 6 ماه (با 304L) به 18 ماه.

8. نمرات معادل

9. تفاوت های کلیدی بین 304 در مقابل. 304l vs. 304حرف

مشخصه	304 (S30400)	304سعادت (S30403)	304حرف (S30453)
حداکثر کربن	0.08 وزنی ٪	0.03 وزنی ٪	0.04 وزنی ٪
محتوای نیتروژن	رده 0.10 وزنی ٪	رده 0.10 وزنی ٪	0.10-0.16 درصد وزنی
قدرت عملکرد	~ 215 MPA	~ 205 MPA	~ 260 MPA
کشیدگی	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
چوب	± 18	± 18	± 20
خطر حساسیت	پنجره بالا 450-850 درجه سانتیگراد	ناچیز	ناچیز
آستانه چاشنی (کلوچه)	~ 0.2 وزنی ٪	~ 0.2 وزنی ٪	~ 0.3 وزنی ٪
بازپخت منطقه جوش	الزام	اختیاری	اختیاری
سختی	~ 60 j @ -196 ° C	~ 70 j @ -196 ° C	~ 80 j @ -196 ° C
شاخص هزینه نسبی	1.00	1.05	1.08

10. نتیجه گیری

فولاد ضد زنگ 304 در مقابل. 304l vs. 304n هر یک به چالش های متالورژی خاص می پردازد. استاندارد 304 قدرت مقرون به صرفه را ارائه می دهد اما نیاز به کنترل دقیق منطقه جوش است.

درجه 304L تقریباً حساسیت را از بین می برد, ساختن آن برای مجامع جوش داده شده.

در ضمن, 304افزایش نیتروژن N باعث افزایش استحکام و مقاومت در برابر گودال می شود..

با وزن کربن, نیتروژن, عملکرد مکانیکی, و داده های خوردگی, مهندسان می توانند آلیاژ بهینه 300 سری را برای هر برنامه انتخاب کنند.

LangHe در صورت نیاز به کیفیت بالا ، انتخاب مناسبی برای نیازهای تولیدی شما است فولاد ضد زنگ بازیگران.

امروز با ما تماس بگیرید!

 

متداول

چرا 304n را انتخاب کنید 304 یا 304L?

304N اضافه می کند 0.10-0.16 درصد وزنی نیتروژن, افزایش قدرت عملکرد توسط 20 پوند % (به 260 MPa), پالایش اندازه دانه,

و افزایش مقاومت گودال (چوب 20 در مقابل. ± 18) برای عملکرد بهتر در محیط های غنی از کلرید یا کرایوژنیک.

آیا بعد از جوشکاری نیاز به حل آنیل 304L دارم?

در بیشتر موارد, هیچ. 304مقدار کم کربن L از حساسیت در طی نرخ خنک کننده معمولی جلوگیری می کند,

تهیه آنیل راه حل پس از جوش اختیاری به جای اجباری.

کدام درجه بهترین شکل پذیری را ارائه می دهد?

304L با 45 red % کشیدگی, ایده آل برای نقاشی عمیق و خم شدن. استاندارد 304 و 304n با 40 پوند دنبال می شود % و 35 پوند % کشیدگی, به ترتیب.

آیا می توانم از 304N برای برنامه های کرایوژنیک استفاده کنم?

بله. 304n سختی برتر را حفظ می کند (± 80 J Charpy V-Notch در -196 درجه سانتیگراد) در مقایسه با 304L (± 70 j) وت 304 (± 60 j), آن را برای خدمات گاز مایع مناسب تهیه کنید.

چگونه هزینه ها بین مقایسه می شوند 304, 304L و 304n?

نسبت به قیمت پایه 304 (شاخص هزینه = 1.00), 304l معمولاً حمل می کند 5 % حق بیمه (1.05) برای کنترل کم کربن, و 304n در حدود 8 % حق بیمه (1.08) برای آلیاژ نیتروژن.