Awtoridad na paghahambing ng 304 mga bes. 304L vs. 304N hindi kinakalawang na asero

1. Panimula

Austenitic hindi kinakalawang na asero sa 300-serye ranggo sa gitna ng mga pinaka-maraming nalalaman alloys sa modernong industriya.

Sa partikular, Uri ng 304 Nagsisilbi bilang isang manggagawa, pagbabalanse ng paglaban sa kaagnasan, pagiging formable, at gastos.

Pa, Ang mga application na nangangailangan ng malawak na hinang o pinahusay na lakas ay nagtulak sa ebolusyon ng dalawang derivatives: mababang carbon 304L at nitrogen-pinalakas 304N.

Dahil dito, Dapat makilala ng mga inhinyero ang mga grado na ito upang matiyak ang pagiging maaasahan at mahabang buhay sa serbisyo.

Ang artikulong ito ay naghahatid ng orihinal na, Pagsusuri na hinihimok ng data-sumasaklaw sa komposisyon, metalurhiya, mekanikal na pag-uugali, pagganap ng kaagnasan, gawa gawa lang, paggamot ng init, mga aplikasyon, at mga katumbas - upang gabayan ang kaalamang pagpili ng materyal.

2. Komposisyon ng kemikal & Metalurhiya

Elemento	304 (S30400)	304L (S30403)	304N (S30453)
Cr	18.0-20.0 wt%	18.0-20.0 wt%	18.0-20.0 wt%
Ni	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%
Si Si	≤ 1.0 wt%	≤ 0.75 wt%	≤ 1.0 wt%

Una, Ang carbon ay nagtutulak ng lakas ngunit din ng sensitization.

Pamantayan 304 Mga pahintulot hanggang sa 0.08 wt% C, Na nagpapataas ng lakas ng ani sa ≈ 215 MPa, ngunit hinihikayat ang chromium-carbide precipitation sa 450-850 ° C sensitization window.

Sa kabilang banda, 304L limitahan ang C sa 0.03 wt%, Pagbabawas ng panganib ng sensitization halos sa zero sa panahon ng karaniwang mga siklo ng paglamig.

Bukod pa rito, 304N nagpapakilala ng 0.10-0.16 wt% nitrogen, capitalizing sa malakas na solid-solusyon pagpapalakas at austenite stabilization ng N:

Nitrogen ay nagdaragdag ng lakas ng ani sa pamamagitan ng hanggang sa 20% (sa ≈ 260 MPa) at pinuhin ang laki ng butil sa pamamagitan ng tungkol sa 10-15%, Nang hindi ikompromiso ang katigasan.

Dagdag pa rito, Pinahuhusay ng nitrogen ang paglaban sa pitting: bawat 0.01 wt% N nagdaragdag ng humigit-kumulang 1 PREN (Pitting Resistance Katumbas na Numero = Cr + 3.3 Mo + 16 N).

Kaya nga, 304Umakyat ang PREN ni N mula sa ≈ 18 sa 304 sa ≈ 20, pagsasalin sa mas mataas na mga threshold ng klorido bago ang pitting initiates.

3. Mekanikal na Katangian ng 304 mga bes. 304L vs. 304N

Pag-aari	304	304L	304N
Yield Lakas (Rp0.2)	~ 215 MPa	~ 205 MPa	~ 260 MPa
Lakas ng Paghatak (Rm)	505–735 MPa	485–680 MPa	530–760 MPa
Pagpapahaba (A%)	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Charpy V-Notch @ -40 ° C	≥ 30 J	≥ 35 J	≥ 25 J
Exponent ng Pagpapatigas ng Trabaho (n)	0.25	0.28	0.22

Sa ambient temperatura, 304N outperforms parehong 304 at 304L sa lakas ng ani, Dahil sa lattice-distortion effect ng nitrogen.

Bukod pa rito, 304Nakakamit ng L ang Pinakamataas na Pagpapahaba (≥ 45 %), na nagpapatunay na kapaki-pakinabang sa malalim na pagguhit at pag-unat ng mga operasyon.

Paglipat sa pag-uugali ng epekto, 304L naghahatid ng isang average Charpy katigasan ng 40 J sa -40 ° C, samantalang ang 304 at 304N record 35 J at 30 J, ayon sa pagkakabanggit-underscoring 304L ni superior mababang-temperatura tigas.

Kapag ang temperatura ay lumampas 200 °C, Halos lahat ng tatlong grado ay nananatili 80% Sa pamamagitan ng pag-aayuno ng kanilang mga kamay sa pamamagitan ng pag-aayuno 400 °C.

Gayunpaman, 304Pinapanatili ng N ang paglaban sa gumagapang nang bahagyang mas mahusay—humigit-kumulang 15% mas mababang rate ng gumagapang sa mga pagsubok sa constant-load sa 300 ° C - salamat sa pagsugpo ng nitrogen ng pag-slide ng hangganan ng butil.

Sa wakas, Ang mga pagsubok sa pagkapagod sa 10⁶-10⁷ cycles ay nagpapakita na ang presensya ng nitrogen sa 304N ay nagdaragdag ng limitasyon ng lakas ng pagkapagod sa pamamagitan ng tungkol sa 5%, habang ang 304L ay tumutugma sa baseline na pagganap ng pagkapagod ng 304.

4. Paglaban sa kaagnasan

Kapaligiran	304	304L	304N
Pangkalahatang kaagnasan (Neutral na pH)	Napakahusay	Napakahusay	Napakahusay
Spray ng Tubig sa Dagat (3.5 % NaCl)	Makatarungan (0.2 % tulad ng mga bitak)	Makatarungan (0.2 % tulad ng mga bitak)	Mabuti na lang (0.3 % tulad ng mga bitak)
Potensyal na Pag-ipit (Epit, mV SCE)	+200	+220	+260
Intergranular kaagnasan (HAZ)	Madaling kapitan	Lumalaban	Lumalaban
Chloride SCC Threshold	≤ 100 °C	≤ 120 °C	≤ 130 °C

Sa neutral o banayad na acidic media, Ang lahat ng tatlong grado ay nagpapakita ng mga rate ng kaagnasan sa ibaba 0.1 mm / taon.

Sa kabilang banda, sa mga kapaligiran na mayaman sa klorido, 304Ang nakataas na PREN ng N ay nagtutulak sa kritikal na potensyal nito sa pitting (Epit) sa +260 mV SCE,

kumpara sa +200 mV para sa 304 at +220 mV para sa 304L-pagsasalin sa mas mababang density ng hukay at naantala na pagsisimula.

Gayundin, 304Ang L at 304N ay epektibong nag-aalis ng weld-zone intergranular na pag-atake na karaniwan sa 304, Salamat sa minimal na pag-ulan ng karbid at papel na ginagampanan ng nitrogen sa pagpapatatag ng kromo sa solusyon.

Bukod pa rito, sa pinabilis na mga pagsubok sa SCC (pare-pareho ang pag-load sa 10 % NaCl sa pH 4),

Ang mga oras ng pagkabigo ay umaabot mula sa 100 oras para sa 304 sa 250 oras para sa 304L at 300 oras para sa 304N-na nagpapakita ng nasasalat na mga benepisyo ng parehong mababang carbon at nitrogen alloying.

5. Gawa-gawa & Weldability

Formability: Lahat ng tatlong grado ay tumatanggap ng hanggang sa 50 % pagbabawas ng kapal sa malamig na paggulong o malalim na pagguhit na may kaunting panganib ng pag-crack.

Gayunpaman, Ang springback ay nagdaragdag nang bahagya sa pagdaragdag ng nitrogen, nangangailangan ng menor de edad na kasangkapan na kabayaran para sa 304N.

Weld Cracking Sensitivity: Pamantayan 304 Nangangailangan ng mabilis na paglamig sa pamamagitan ng 450-850 ° C sensitization range o post-weld solution annealing (1040 °C × 15 min) Upang maiwasan ang intergranular kaagnasan.

Sa kabilang banda, 304Ang L at 304N ay nagpapahintulot sa mas mabagal na mga rate ng paglamig - kahit na paglamig ng hangin - nang walang sensitization,

Sa ganitong paraan, binabawasan ang pagbaluktot at inaalis ang karagdagang mga hakbang sa paggamot sa init.

Machinability: Kaugnay sa 304, 304L machine na may bahagyang mas mababang puwersa ng pagputol (5-10% na pagbawas),

habang ang mas mataas na lakas ng 304N ay nagdaragdag ng tool wear sa pamamagitan ng tungkol sa 10%.

Sa pagsasanay, Ang mga machinist ay nag-optimize ng mga parameter - gamit ang pinahiran na mga tool sa karbid at nakataas na presyon ng coolant - upang balansehin ang mga rate ng pag-alis ng materyal at buhay ng tool.

6. Paggamot sa Init at Pagkontrol sa Sensitization

Inirerekomenda ng AISI ang mga siklo ng pagsusubo ng solusyon tulad ng sumusunod:

• 304 & 304L: 1 040 ° C ± 5 °C, hawakan mo 15 min per 25 mm kapal → tubig quench
• 304N: 1 060 ° C ± 5 °C, hawakan mo 15 min per 25 mm kapal → tubig quench

Mahalaga, Wala sa mga markang ito ang sumasailalim sa nakakapinsalang 475 °C embrittlement dahil sa kanilang mababa o matatag na nilalaman ng carbon.

Gayunpaman, Ang matagal na pagkakalantad sa pagitan ng 350-550 ° C ay maaaring magsulong ng chi (χ) o sigma (σ) Pagbuo ng yugto, Lalo na sa mga init na hindi mapigilan; samakatuwid, Iniiwasan ng mga taga-disenyo ang static na serbisyo sa hanay na ito hangga't maaari.

7. Mga Aplikasyon ng Industriya ng 304 mga bes. 304L vs. 304N Hindi kinakalawang na Asero

Sa pagsasanay, Ang bahagyang pagkakaiba-iba sa nilalaman ng carbon at nitrogen ay isinasalin sa natatanging mga pakinabang ng serbisyo.

Sa ibaba, Sinusuri namin kung paano natagpuan ng bawat grado ang angkop na lugar nito-at kung paano binibigyang-diin ng data mula sa mga real-world na pag-install ang kanilang pagganap.

304: Pagkain na Pangkalahatang Layunin, Email Address * & Mga Gamit ng Arkitektura

• Bakit 304 Mga Excels: Na may balanseng kumbinasyon ng paglaban sa kaagnasan, Kakayahang umangkop at gastos (index ng gastos = 1.00), Uri ng 304 Pinapayagan ang katamtamang hinang at pagbuo nang walang dalubhasang kagamitan.
• Mga Karaniwang Aplikasyon:

• • Komersyal na Kagamitan sa Kusina: Higit sa 80% ng Estados Unidos. Mga lababo na grado ng restawran, Tinukoy ng mga countertop at exhaust hood 304 Sa pamamagitan ng paglilinis at 0.1 mm ibabaw tapusin.
  • Arkitektura Cladding: Sa mapagtimpi na klima, manipis na sukat 304 Mga Panel (0.5-1.0 mm) Maghatid ng mga dekada ng paglilingkod—ipinapakita ng mga survey sa larangan < 0.5 μm / taon panlabas na pagkawala ng kaagnasan.
  • Mga tangke ng pagpoproseso ng pagkain: Mga sasakyang-dagat hanggang sa 10 m³ paggamit 304 para sa paghahalo at pag-iimbak; malinis na panloob na pagtatapos (Ra < 0.4 μm) Pigilan ang paglago ng bakterya.

304L: Welded Pressure Vessels, Email Address * & Mga tangke ng kemikal

• Bakit 304L Shines: Ang mababang-carbon na kimika nito (≤ 0.03 wt% C) Halos nag-aalis ng sensitization,
  ginagawa itong perpekto para sa mga malalaking welded assembly kung saan ang post-weld heat treatment ay nagpapatunay na hindi praktikal.

  

• Mga Karaniwang Aplikasyon:

• • Parmasyutiko & Biotech Piping: Higit sa 60% ng mga sanitary fittings sa mga malinis na silid na sumusunod sa API ay gumagamit ng 304L,
    pagtiyak ng integridad ng weld-zone sa ilalim ng madalas na CIP (malinis na lugar) Mga siklo sa 90 °C.
  • Mga Daluyan ng Presyon & Mga Heat Exchanger: Mga sasakyang-dagat hanggang sa 5 m sa diameter maiwasan ang intergranular kaagnasan nang walang solusyon pagsusubo, Pagbabawas ng mga gastos sa paggawa ng hanggang sa 15%.
  • Mga tangke ng imbakan para sa banayad na mga asido: 304Pag-iimbak ng mga tangke ng L 5 wt% acetic acid sa 25 °C nagpapakita ng mga rate ng kaagnasan < 0.05 mm / taon - 20% na mas mabagal kaysa sa Uri 304 Mga katapat.

304N: Kagamitan sa Cryogenic, Mga Bahagi ng Malalim na Gumuhit & Mga Bahagi ng Malamig na Trabaho

• Bakit nanaig ang 304N: Mataas na nitrogen (0.10-0.16 wt%) naghahatid ng humigit-kumulang 20% mas mataas na lakas ng ani (≈ 260 MPa) at pinahusay na paglaban sa pitting (PREN ≈ 20),
  habang nagpapanatili ng katigasan sa temperatura hanggang -196 ° C.
• Mga Karaniwang Aplikasyon:

• • Cryogenic Valves & Email Address *: Sa serbisyo ng likido-nitrogen, 304Pinapanatili ni N ang ≥ 80 J Charpy tigas sa -196 ° C,
    kumpara sa ~ 60 J para sa 304L - kritikal para sa pag-iwas sa malutong na pagkabali.
  • Malalim na Mga Lata ng Inumin & Mga Bahagi: Ulat ng mga tagagawa 10% mas manipis na pader nang walang paghahati, Pagbabawas ng Paggamit ng Materyal sa pamamagitan ng 5 G per lata.
  • Mga Impeller ng Bomba ng Tubig sa Dagat & Mga Screen: 304Ang mas mataas na PREN ni N ay nagpapahintulot sa patuloy na 3.5 wt% NaCl exposure,
    pagputol ng mga agwat ng pagkumpuni mula sa 6 Mga buwan (na may 304L) sa 18 Mga buwan.

8. Katumbas na Mga Marka

9. Mga Pangunahing Pagkakaiba sa Pagitan ng 304 mga bes. 304L vs. 304N

Katangian	304 (S30400)	304L (S30403)	304N (S30453)
Max Carbon	0.08 wt%	0.03 wt%	0.04 wt%
Nilalaman ng Nitrogen	≤ 0.10 wt%	≤ 0.10 wt%	0.10-0.16 wt%
Yield Lakas	~ 215 MPa	~ 205 MPa	~ 260 MPa
Pagpapahaba	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
PREN	≈ 18	≈ 18	≈ 20
Panganib ng sensitization	Mataas—450–850 °C window	Hindi gaanong mahalaga	Hindi gaanong mahalaga
Threshold ng Piting (Cl⁻)	~ 0.2 wt%	~ 0.2 wt%	~ 0.3 wt%
Weld-Zone Pagsusubo	Kinakailangan	Opsyonal na	Opsyonal na
Cryogenic Toughness	~ 60 J @ -196 ° C	~ 70 J @ -196 ° C	~ 80 J @ -196 ° C
Kamag-anak na Index ng Gastos	1.00	1.05	1.08

10. Konklusyon

Hindi kinakalawang na asero 304 mga bes. 304L vs. 304N bawat isa ay tumutugon sa mga tiyak na hamon sa metalurhiko. Pamantayan 304 naghahatid ng abot-kayang lakas ngunit nangangailangan ng maingat na kontrol sa weld-zone.

Ang Grade 304L ay halos nag-aalis ng sensitization, Gawin itong go-to para sa welded assemblies.

Samantala, 304Ang nitrogen boost ng N ay nagpapataas ng lakas at paglaban sa pitting-mainam para sa malalim na pagguhit at banayad na agresibong kapaligiran.

Sa pamamagitan ng pagtimbang ng carbon, nitrogen, mekanikal na pagganap, at data ng kaagnasan, Maaaring piliin ng mga inhinyero ang pinakamainam na 300-serye ng haluang metal para sa anumang application.

LangHe Ito ang perpektong pagpipilian para sa iyong mga pangangailangan sa pagmamanupaktura kung kailangan mo ng mataas na kalidad hindi kinakalawang na asero Mga Paghahagis.

Makipag ugnay sa amin ngayon!

 

Mga FAQ

Bakit pumili ng 304N sa paglipas ng 304 o 304L?

304Ang N ay nagdaragdag ng 0.10-0.16% wt% nitrogen, Pagpapalakas ng lakas ng ani sa pamamagitan ng ~ 20 % (sa ≈260 MPa), Pagpipino ng laki ng butil,

at pagpapataas ng paglaban sa pitting (PREN ≈ 20 mga bes. ≈ 18) Para sa mas mahusay na pagganap sa mga kapaligiran na mayaman sa klorido o cryogenic.

Kailangan ko bang solusyon anneal 304L pagkatapos ng hinang?

Sa karamihan ng mga kaso, hindi. 304Ang mababang nilalaman ng carbon ng L ay pumipigil sa sensitization sa panahon ng karaniwang mga rate ng paglamig,

paggawa ng post-weld solution annealing opsyonal sa halip na sapilitan.

Aling grado ang nag-aalok ng pinakamahusay na kakayahang umangkop?

304Nangunguna si L sa ≥45 % pagpapahaba, Perpekto para sa malalim na pagguhit at pagbaluktot. Pamantayan 304 at ang 304N ay sumusunod sa ≥40 % at ≥35 % pagpapahaba, ayon sa pagkakabanggit.

Maaari ko bang gamitin ang 304N para sa mga application ng cryogenic?

Oo nga. 304Pinapanatili ng N ang higit na katatagan ng katigasan (≈ 80 J Charpy V-bingaw sa -196 ° C) kumpara sa 304L (≈ 70 J) at 304 (≈ 60 J), Mahusay na Angkop para sa Serbisyo ng Likido na Gas.

Paano maihahambing ang mga gastos sa pagitan ng mga gastos 304, 304L at 304N?

Kaugnay sa base-presyo 304 (index ng gastos = 1.00), 304Karaniwan ay nagdadala ako ng isang 5 % premium (1.05) para sa mababang-carbon control, at 304N tungkol sa isang 8 % premium (1.08) para sa nitrogen alloying.