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

1. Uvod

Austenitni nehrđajući čelici u 300 seriji svrstavaju se među najsvestranije legure u modernoj industriji.

Posebno, Tip 304 služi kao radna konja, Uravnotežavanje otpornosti na koroziju, Oblikovanje, i trošak.

Još, Prijave koje zahtijevaju veliku zavarivanje ili povećanu čvrstoću pokrenule su evoluciju dva derivata: nisko ugljik 304L i dušik jačići 304n.

Stoga, Inženjeri moraju razlikovati ove ocjene kako bi osigurali pouzdanost i dugovječnost u službi.

Ovaj članak isporučuje original, Analiza vođena podacima-sastav koji se nalazi, metalurgija, mehaničko ponašanje, performanse korozije, izrada, toplotna obrada, prijava, i ekvivalenti - za vođenje informiranog odabira materijala.

2. Kemijski sastav & Metalurgija

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

Prvo, ugljik pokreće čvrstoću, ali i osjetljivost.

Standard 304 dopušta do 0.08 WT% C, koji povećava čvrstoću na ≈ 215 MPA, Ipak potiče oborine kroma -karbida u prozoru osjetljivosti na 450–850 ° C.

Za razliku od, 304L ograničava c na 0.03 WT%, Smanjenje rizika osjetljivosti gotovo na nulu tijekom tipičnih ciklusa hlađenja.

Štoviše, 304N uvodi 0,10–0,16 mas.% Dušik, Iskorištavanje N -ove snažne jačanja čvrstog rješenja i stabilizacije austenita:

Dušik povećava snagu do do 20% (do ≈ 260 MPA) i usavršava veličinu zrna za oko 10–15%, bez ugrožavanja žilavosti.

Naduti, Dušik povećava otpornost na pitting: svaki 0.01 wt% n dodaje otprilike 1 Drvo (Ekvivalentni broj otpora za jačanje = Cr + 3.3 Mokar + 16 N).

Tako, 304N -ovi se pren penju s ≈ 18 u 304 do ≈ 20, prevođenje na veće pragove klorida prije nego što se pokrene inicira.

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

Vlasništvo	304	304L	304N
Snaga popuštanja (RP0.2)	~ 215 MPa	~ 205 MPa	~ 260 MPa
Zatečna čvrstoća (RM)	505–735 MPa	485–680 MPa	530–760 MPa
Produženje (%)	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Charpy v-notch @ –40 ° C	≥ 30 J	≥ 35 J	≥ 25 J
Eksponent za otvrd (n)	0.25	0.28	0.22

Na sobnoj temperaturi, 304N nadmašuje oba 304 i 304L u prinosu snage, Zbog efekta nišikovog rešetka.

Uz to, 304L postiže najviše izduženja (≥ 45 %), što se pokazuje korisnim u operacijama dubokog crtanja i oblikovanja rastezanja.

Prelazak na utjecaj, 304L isporučuje prosječnu žilavost Charpyja 40 J na –40 ° C, dok 304 i 304n rekord 35 J i 30 J, odnosno-Superior niskotemperaturna žilavost 304L-a.

Kad temperature premaše 200 ° C, Sve tri razreda zadržavaju se otprilike 80% njihove zatezne snage za sobnu temperaturu do 400 ° C.

Međutim, 304N održava otpornost na puzanje neznatno bolje - primjereno 15% niža brzina puzanja u testovima konstantnog opterećenja na 300 ° C-zahvaljujući dušiku suzbijanju klizanja građevina zrna.

Konačno, Ispitivanja umora u ciklusima od 10 –10 ⁷ otkrivaju da prisutnost dušika u 304N povećava ograničenje čvrstoće umora za otprilike 5%, Dok se 304L podudara s performansama umota 304.

4. Otpor korozije

Okoliš	304	304L	304N
Opća korozija (Neutralan pH)	Izvrstan	Izvrstan	Izvrstan
Sprej za morsku vodu (3.5 % Nacl)	Fer (0.2 % jama)	Fer (0.2 % jama)	Dobro (0.3 % jama)
Potencijal za ubacivanje (Uzor, MV SCE)	+200	+220	+260
Međugranularna korozija (Haz)	Osjetljiv	Otporan	Otporan
Prag klorida SCC	≤ 100 ° C	≤ 120 ° C	≤ 130 ° C

U neutralnim ili blago kiselim medijima, Sve tri razrede pokazuju stope korozije u nastavku 0.1 mm/godina.

Obrnuto, u okruženjima bogatim kloridom, 304N povišeni pren gura svoj kritični potencijal za pitting (Uzor) do +260 MV SCE,

u usporedbi s +200 MV za 304 i +220 MV za 304L - prenošenje do niže gustoće jame i odgođenog početka.

Također, 304L i 304n učinkovito eliminiraju intergranularni napad zavarivanja 304, Zahvaljujući minimalnim oborinama karbida i ulozi dušika u stabilizaciji kroma u otopini.

Štoviše, U ubrzanim SCC testovima (stalno opterećenje 10 % NaCl na pH 4),

Vremena neuspjeha se protežu od 100 sati za 304 do 250 sati za 304L i 300 Sati za 304n - Demonstruirajući opipljive prednosti i legiranja niskog ugljika i dušika.

5. Izrada & Zavarivost

Oblikovanje: Sve tri razreda prihvaćaju do 50 % Smanjenje debljine u hladnom valjanju ili dubokom crtežu s minimalnim rizikom od pucanja.

Ipak, Springback se lagano povećava s dodatkom dušika, zahtijeva manju kompenzaciju alata za 304n.

Osjetljivost pucanja zavarivanja: Standard 304 Zahtijeva brzo hlađenje kroz raspon osjetljivosti na 450–850 ° C ili žarenje nakon bunde (1040 ° C × 15 min) kako bi se spriječila intergranularna korozija.

Za razliku od, 304L i 304n toleriraju sporije brzine hlađenja - čak i hlađenje zraka - bez senzibilizacije,

čime se smanjuje izobličenje i uklanjanje dodatnih koraka liječenja topline.

Obradivost: U odnosu na 304, 304L strojevi s marginalno nižim silama rezanja (5–10% smanjenje),

dok veća snaga 304n povećava trošenje alata za otprilike 10%.

U praksi, Mašinisti optimiziraju parametre - koristeći obložene alatima karbida i povišene pritiske rashladne tekućine - kako bi uravnotežili stope uklanjanja materijala i život alata.

6. Toplinska obrada i kontrola osjetljivosti

AISI preporučuje cikluse žarenja rješenja na sljedeći način:

• 304 & 304L: 1 040 ° C ± 5 ° C, zadržati 15 moj po 25 debljina mm → gašenje vode
• 304N: 1 060 ° C ± 5 ° C, zadržati 15 moj po 25 debljina mm → gašenje vode

Važno, Nijedna od tih razreda podvrgava se štetnim 475 ° C Primrt zbog njihovog niskog ili stabiliziranog sadržaja ugljika.

Međutim, Dugo izloženost između 350–550 ° C može promovirati CHI (x) ili Sigma (a) formiranje faza, posebno kod loše kontroliranih toplina; stoga, Dizajneri izbjegavaju statičku uslugu u ovom rasponu kada je to moguće.

7. Industrijske primjene 304 vs. 304L vs. 304N nehrđajući čelici

U praksi, Male varijacije u sadržaju ugljika i dušika pretvaraju se u različite prednosti usluge.

Ispod, Ispitujemo kako svaka razred pronalazi svoju nišu - i kako podaci iz instalacije u stvarnom svijetu naglašavaju njihovu izvedbu.

304: Hrana opće namjene, Piće & Arhitektonska upotreba

• Zašto 304 Izvrsno: S uravnoteženom kombinacijom otpornosti na koroziju, Emploabilnost i trošak (Indeks troškova = 1.00), Tip 304 Pridržava se umjereno zavarivanje i formiranje bez specijalizirane opreme.
• Tipične primjene:

• • Komercijalna kuhinjska oprema: Nad 80% američki. Sudoper u restoranu, Ploča i kapuljače za ispušne uređaje određuju 304 Zbog lakoće čišćenja i 0.1 mm površinski završetak.
  • Arhitektona: U umjerenim klimama, tanak 304 ploče (0.5–1,0 mm) isporučiti desetljećima usluge - show za ispitivanje polja < 0.5 µm/godina gubitak vanjske korozije.
  • Spremnici za obradu hrane: Plovila do 10 m³ Upotrijebite 304 za miješanje i skladištenje; higijenski unutarnji završeci (Ram < 0.4 µm) spriječiti rast bakterija.

304L: Posude za zavarene tlake, Cijevi & Kemijski spremnici

• Zašto 304L sjaji: Njegova kemija s niskim udjelom ugljika (≤ 0.03 WT% C) gotovo eliminira osjetljivost,
  čineći ga idealnim za velike zavarene sklopove gdje se toplotna obrada nakon navale pokazuje nepraktičnim.

  

• Tipične primjene:

• • Farmaceutski & Biotehnički cijevi: Nad 60% sanitarnih okova u čistim sobama koje su u skladu s API-om zapošljavaju 304L,
    Osiguravanje integriteta za zavarivanje pod čestim CIP-om (čisto mjesto) ciklusi na 90 ° C.
  • Plovila za pritisak & Izmjenjivači topline: Plovila do 5 m u promjeru Izbjegavajte intergranularnu koroziju bez žarenja otopine, smanjenje troškova izrade do do 15%.
  • Spremnici za blage kiseline: 304L tenkovi skladištenje 5 WT% octena kiselina na 25 ° C pokazuju stope korozije < 0.05 mm/godina - 20% sporije od vrste 304 kolege.

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

• Zašto 304n prevladava: Povišeni dušik (0.10–0,16 mas.%) isporučuje otprilike 20% veća čvrstoća prinosa (≈ 260 MPA) i poboljšani otpor za jačanje (Drvo ≈ 20),
  dok održava žilavost na temperaturama do –196 ° C.
• Tipične primjene:

• • Kriogeni ventili & Fiting: U usluzi tekućeg dušika, 304N zadržava ≥ 80 J Charpy žilavost na –196 ° C,
    Versus ~ 60 J za 304L - kritičan za sprječavanje krhkih prijeloma.
  • Duboke limenke za piće & Komponente: Izvještaj proizvođača 10% tanji zidovi bez cijepanja, smanjenje upotrebe materijala 5 g po limenci.
  • Imperci morske vode & Ekrani: 304N je viši pren tolerira kontinuirano 3.5 WT% izloženost NACL -u,
    rezanje intervala popravljanja od 6 mjeseci (s 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%
Udio dušika	≤ 0.10 WT%	≤ 0.10 WT%	0.10–0,16 mas.%
Snaga popuštanja	~ ~ 215 MPA	~ ~ 205 MPA	~ ~ 260 MPA
Produženje	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Drvo	≈ 18	≈ 18	≈ 20
Rizik osjetljivosti	Visoki - 450–850 ° C prozor	Zanemariv	Zanemariv
Prag (Cl⁻)	~ ~ 0.2 WT%	~ ~ 0.2 WT%	~ ~ 0.3 WT%
Žarenje za zavarivanje	Potreban	Neobavezan	Neobavezan
Kriogena žilavost	~ ~ 60 J @ –196 ° C	~ ~ 70 J @ –196 ° C	~ ~ 80 J @ –196 ° C
Indeks relativnih troškova	1.00	1.05	1.08

10. Zaključak

Nehrđajući čelik 304 vs. 304L vs. 304N se bavi specifičnim metalurškim izazovima. Standard 304 Pruža pristupačnu snagu, ali zahtijeva pažljivu kontrolu za zavarivanje.

Stupanj 304L gotovo eliminira senzibilizaciju, čineći ga zavarenim sklopovima.

U međuvremenu, 304N -ov pojačanje dušika povećava snagu i otpornost na jak - idealan za dubok crtež i blago agresivno okruženje.

Vaganjem ugljika, dušik, mehanički izvedba, i podaci o koroziji, Inženjeri mogu odabrati optimalnu leguru od 300 serija za bilo koju aplikaciju.

Laga je savršen izbor za vaše potrebe za proizvodnjom ako vam treba visokokvalitetna nehrđajući čelik kasting.

Kontaktirajte nas danas!

 

Česta pitanja

Zašto odabrati 304n preko 304 ili 304L?

304N dodaje 0,10–0,16 mas.% Dušik, Povećavanje snage prinosa za ~ 20 % (do ≈260 MPa), Rafiniranje veličine zrna,

i podizanje otpora (Drvo ≈ 20 vs. ≈ 18) Za bolje performanse u kloridu ili kriogenim okruženjima.

Trebam li otopiti Aneal 304L nakon zavarivanja?

U većini slučajeva, Ne. 304Sadržaj niskog ugljika sprječava osjetljivost tijekom tipičnih brzina hlađenja,

Izrada rješenja nakon navale žalenje neobavezno, a ne obvezno.

Koja ocjena nudi najbolju formabilnost?

304L vodi s ≥45 % produženje, Idealno za duboko crtanje i savijanje. Standard 304 i 304n slijede s ≥40 % i ≥35 % produženje, odnosno.

Mogu li koristiti 304N za kriogene aplikacije?

Da. 304N zadržava vrhunsku žilavost (≈ 80 J charpy v-notch na –196 ° C) u usporedbi s 304L (≈ 70 J) i 304 (≈ 60 J), što ga čini dobro prilagođenim za uslugu tekućeg plina.

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

U odnosu na osnovnu cijenu 304 (Indeks troškova = 1.00), 304L obično nosi a 5 % premija (1.05) za kontrolu s malim ugljikom, i 304n o 8 % premija (1.08) Za legiranje dušika.