Hiteles összehasonlítás 304 VS. 304L VS. 304N rozsdamentes acélok

1. Bevezetés

Az austenit rozsdamentes acélok a 300-as sorozatban a legsokoldalúbb ötvözetek közé tartoznak a modern iparban.

Különösen, Beír 304 Munkalyukként szolgál, A korrózióállóság kiegyensúlyozó, Megfogalmazhatóság, és a költségek.

Még, A kiterjedt hegesztést vagy fokozott szilárdságot igénylő alkalmazások meghajtották a két származék fejlődését: alacsony széntartalmú 304L és nitrogén-erősített 304N.

Következésképpen, A mérnököknek meg kell különböztetniük az osztályokat, hogy biztosítsák a megbízhatóságot és a hosszú élettartamot a szolgálatban.

Ez a cikk eredeti, adatközpontú elemzés-a kompozíciós kompozíció, kohászat, mechanikai viselkedés, korróziós teljesítmény, gyártás, hőkezelés, alkalmazások, és az egyenértékek - a tájékozott anyagválasztás irányításához.

2. Kémiai összetétel & Kohászat

Elem	304 (S30400)	304L (S30403)	304N (S30453)
CR	18.0–20,0 tömeg%	18.0–20,0 tömeg%	18.0–20,0 tömeg%
-Ben	8.0–10,5 tömeg%	8.0–12,0 tömeg%	8.0–10,5 tömeg%
C	≤ 0.08 tömeg%	≤ 0.03 tömeg%	≤ 0.04 tömeg%
N	≤ 0.10 tömeg%	≤ 0.10 tömeg%	0.10–0,16 tömeg%
MN	≤ 2.0 tömeg%	≤ 2.0 tömeg%	≤ 2.0 tömeg%
És	≤ 1.0 tömeg%	≤ 0.75 tömeg%	≤ 1.0 tömeg%

Először, A szén meghajtja az erőt, de az érzékenyítés is.

Standard 304 megengedi 0.08 wt% c, ami megemeli a hozam erejét ≈ -re 215 MPA, Ugyanakkor ösztönzi a króm -karbid csapadékot a 450–850 ° C -os szenzibilizációs ablakban.

Ezzel szemben, 304L korlátozza a C -t 0.03 tömeg%, A szenzibilizációs kockázat csökkentése szinte nullára a tipikus hűtési ciklusok során.

Ráadásul, 304N bevezeti a 0,10–0,16 tömeg% nitrogént, Az N erős szilárd ultatus erősítésének és az austenit stabilizációjának kihasználása:

A nitrogén akár 20% (hogy ≈ 260 MPA) és a gabona méretét körülbelül 10–15% -kal finomítja, A keménység veszélyeztetése nélkül.

Továbbá, A nitrogén javítja a pontozás ellenállását: minden 0.01 A wt% n durván hozzáadja 1 Faipari (Pitlációs ellenállás ekvivalens szám = cr + 3.3 MO + 16 N).

Így, 304N prenja mászik ≈ -ből 18 -ben 304 hogy ≈ 20, A magasabb kloridküszöbre fordítás, mielőtt a peteszelés elindulna.

3. Mechanikai tulajdonságai 304 VS. 304L VS. 304N

Ingatlan	304	304L	304N
Hozamszilárdság (RP0.2)	~ 215 MPa	~ 205 MPA	~ 260 MPa
Szakítószilárdság (RM)	505–735 MPA	485–680 MPA	530–760 MPA
Meghosszabbítás (Egy%)	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Charpy v-notch @40 ° C	≥ 30 J	≥ 35 J	≥ 25 J
Munkakeményítő exponens (n)	0.25	0.28	0.22

Környezeti hőmérsékleten, 304N felülmúlja mindkettőt 304 és 304L a hozam szilárdságában, A nitrogén rácsos zsákmányának hatása miatt.

Emellett, 304L eléri a legmagasabb nyúlást (≥ 45 %), ami hasznosnak bizonyul a mélyvonás és a nyújtási műveletek során.

Átmenet az ütés viselkedésére, 304L ad egy átlagos charpy keménységet 40 J –40 ° C -on, mivel 304 és a 304N rekord 35 J és 30 J, A 304L kiváló alacsony hőmérsékleti szilárdságának növekedése.

Amikor a hőmérséklet meghaladja 200 ° C, Mindhárom osztály nagyjából megtartja 80% szobahőmérsékleti szakítószilárdságuk 400 ° C.

Viszont, 304N fenntartja a kúszás ellenállást kissé jobban - kivéve 15% Alacsonyabb kúszási sebesség állandó terhelés során 300 ° C-Köszönöm a nitrogénnek a gabona-határ csúszásának elnyomását.

Végül, A fáradtságvizsgálatok 10⁶–10⁷ ciklusokban azt mutatják, hogy a nitrogén jelenléte 304N -ben körülbelül növeli a fáradtság erejét 5%, Míg a 304L megfelel a 304 -es kiindulási fáradtság teljesítményének.

4. Korrózióállóság

Környezet	304	304L	304N
Általános korrózió (Semleges pH)	Kiváló	Kiváló	Kiváló
Tengervíz -permetező (3.5 % Nemi)	Igazságos (0.2 % gödrök)	Igazságos (0.2 % gödrök)	Jó (0.3 % gödrök)
Pontozási potenciál (Kital, MV SCE)	+200	+220	+260
Granuláris korrózió (HAZ)	Fogékony	Ellenálló	Ellenálló
Klorid SCC küszöbérték	≤ 100 ° C	≤ 120 ° C	≤ 130 ° C

Semleges vagy enyhén savas közegben, Mindhárom fokozat az alábbiakban korróziós arányt mutat 0.1 mm/év.

Egymással szemben, kloridban gazdag környezetben, 304N megemelkedett prenje kitolia annak kritikus potenciálját (Kital) hogy +260 MV SCE,

összehasonlítva +200 MV 304 és +220 MV 304L -hez - transzlálva az alacsonyabb gödör sűrűséghez és a késleltetett kezdethez.

Hasonlóképpen, 304L és 304N hatékonyan kiküszöböli a hegesztési zóna-granuláris támadást 304, A minimális karbid csapadéknak és a nitrogén szerepének köszönhetően a króm stabilizálásában az oldatban.

Ráadásul, Gyorsított SCC tesztekben (állandó terhelés 10 % NaCl pH -nál 4),

A meghibásodási idők meghosszabbodnak 100 órákért 304 hogy 250 Órák 304L -re és 300 Órák 304N -re - mind az alacsony széntartalmú, mind a nitrogén ötvözésének kézzelfogható előnyeit.

5. Gyártás & Hegesztés

Megfogalmazhatóság: Mindhárom osztály elfogadja 50 % Vastagságcsökkentés hideg gördülésben vagy mély rajzban, minimális repedés kockázata.

Azonban, A tavaszi nitrogén hozzáadásával kissé növekszik, Kisebb szerszámkompenzációt igényel a 304N -re.

Hegesztési repedés érzékenység: Standard 304 gyors hűtést igényel a 450–850 ° C-os szenzibilizációs tartományon vagy a hegeszt utáni oldat lágyításán (1040 ° C × 15 miniszterelnök) A granuláris korrózió megelőzésére.

Ezzel szemben, 304L és 304N toleráljon lassabb hűtési sebességeket - még a léghűtés - szenzibilizálás nélkül,

ezáltal csökkenti a torzítást és kiküszöböli a további hőkezelési lépéseket.

Megmunkálhatóság: Hozzátartozva 304, 304L Gépek kissé alacsonyabb vágóerővel (5–10% -os csökkentés),

Míg a 304N nagyobb szilárdsága kb. 10%.

Gyakorlatban, A gépészek optimalizálják a paramétereket - a bevont karbid szerszámok és az emelt hűtőfolyadék nyomásainak felhasználásával - az anyag eltávolítási sebességének és a szerszám élettartamának kiegyensúlyozására.

6. Hőkezelés és szenzibilizációs szabályozás

Az AISI az alábbiak szerint ajánlja a megoldás lágyítási ciklusait:

• 304 & 304L: 1 040 ° C ± 5 ° C, tart 15 az enyém per 25 mm vastagság → víz oltás
• 304N: 1 060 ° C ± 5 ° C, tart 15 az enyém per 25 mm vastagság → víz oltás

Fontos, Ezen osztályok egyike sem káros 475 ° C Az alacsony vagy stabilizált széntartalmuk miatti öblítés.

Viszont, A 350–550 ° C közötti elhúzódó expozíció elősegítheti a chi -t (x) vagy szigma (A) fázis kialakulása, Különösen a rosszul irányított melegítésekben; ezért, A tervezők elkerülik a statikus szolgáltatást ebben a tartományban, ha csak lehetséges.

7. Ipari alkalmazásai 304 VS. 304L VS. 304N rozsdamentes acélok

Gyakorlatban, A szén- és nitrogéntartalom enyhe változásai megkülönböztetett szolgáltatási előnyökké válnak.

Alatt, Megvizsgáljuk, hogy az egyes osztályok hogyan találják meg a rést - és hogy a valós világ installációiból származó adatok hangsúlyozzák teljesítményüket.

304: Általános célú ételek, Ital & Építészeti felhasználások

• Miért 304 Kitűnő: A korrózióállóság kiegyensúlyozott kombinációjával, Megfejthetőség és költség (Költségindex = 1.00), Beír 304 mérsékelt hegesztést és kialakítást igényel speciális berendezések nélkül.
• Tipikus alkalmazások:

• • Kereskedelmi konyhai felszerelés: Felett 80% az Egyesült Államok. étterem minőségű mosogatók, a munkalapok és a kipufogókészletek megadják 304 A tisztítás könnyűsége és 0.1 MM felületi kivitel.
  • Építészeti burkolat: Mérsékelt éghajlaton, vezesse 304 panelek (0.5–1,0 mm) Tartózkodjon évtizedes szolgálatról - a mező felmérései azt mutatják, hogy < 0.5 μm/év külső korrózióvesztés.
  • Élelmiszer-feldolgozó tartályok: Hajók 10 m³ használata 304 keveréshez és tároláshoz; A higiéniai belső felületek (RA < 0.4 μm) megakadályozzák a baktériumok növekedését.

304L: Hegesztett nyomás edények, Csővezeték & Vegyi tartályok

• Miért ragyog a 304L: Alacsony széntartalmú kémiája (≤ 0.03 wt% c) gyakorlatilag kiküszöböli az érzékenyítést,
  Ideálissá tétele nagy hegesztett szerelvényekhez, ahol a hegény utáni hőkezelés nem praktikusnak bizonyul.

  

• Tipikus alkalmazások:

• • Gyógyszerészeti & Biotechnológiai csövek: Felett 60% Az API-kompatibilis tiszta szobák egészségügyi szerelvényei 304L-t alkalmaznak,
    A hegesztési zóna integritásának biztosítása a gyakori CIP alatt (helyben tisztít) ciklus 90 ° C.
  • Nyomó edények & Hőcserélők: Hajók 5 m átmérőjű, kerülje el az intergranuláris korróziót oldat -lágyítás nélkül, A gyártási költségek csökkentése a 15%.
  • Tároló tartályok enyhe savakhoz: 304L Tankok tárolása 5 wt% ecetsav 25 ° C Korróziós sebesség mutat < 0.05 mm/év - 20% -kal lassabb, mint a típus 304 társaik.

304N: Kriogén berendezés, Mély húzó alkatrészek & Hidegen dolgozott alkatrészek

• Miért uralkodik a 304N: Megemelt nitrogén (0.10–0,16 tömeg%) durván szállít 20% magasabb hozamszilárdság (≈ 260 MPA) és javult a pontos ellenállás (Fa ≈ 20),
  miközben fenntartja a szilárdságot –196 ° C hőmérsékleten.
• Tipikus alkalmazások:

• • Kriogén szelepek & Szerelvények: Folyékony-nitrogén szolgáltatásban, 304N megtartja ≥ 80 J Charpy keménység –196 ° C -on,
    versus ~ 60 J 304L -re - kritikus a törékeny törés megelőzésére.
  • Mélyen rajzolt ital kannák & Alkatrészek: A gyártók jelentése 10% Vékonyabb falak a hasítás nélkül, az anyaghasználat csökkentése 5 g per doboz.
  • Tengervíz szivattyúkókerékek & Képernyők: 304Az N magasabb prenszel tolerálja a folyamatot 3.5 WT% NaCl expozíció,
    A javítási intervallumok vágása 6 hónapok (304L -vel) hogy 18 hónapok.

8. Egyenértékű osztályok

9. Főbb különbségek között 304 VS. 304L VS. 304N

Jellegzetes	304 (S30400)	304L (S30403)	304N (S30453)
Maximális szén	0.08 tömeg%	0.03 tömeg%	0.04 tömeg%
Nitrogéntartalom	≤ 0.10 tömeg%	≤ 0.10 tömeg%	0.10–0,16 tömeg%
Hozamszilárdság	~ 215 MPA	~ 205 MPA	~ 260 MPA
Meghosszabbítás	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Faipari	≈ 18	≈ 18	≈ 20
Szenzibilizációs kockázat	Magas - 450–850 ° C -os ablak	Elhanyagolható	Elhanyagolható
Pontos küszöbérték (Cl⁻)	~ 0.2 tömeg%	~ 0.2 tömeg%	~ 0.3 tömeg%
Hegesztési zóna lágyítás	Kívánt	Választható	Választható
Kriogén keménység	~ 60 J @ –196 ° C	~ 70 J @ –196 ° C	~ 80 J @ –196 ° C
Relatív költségindex	1.00	1.05	1.08

10. Következtetések

Rozsdamentes acél 304 VS. 304L VS. 304N mindegyik konkrét fémkohászati ​​kihívásokkal foglalkozik. Standard 304 megfizethető erőt nyújt, de gondos hegesztési zóna-ellenőrzést igényel.

A 304L. Osztály gyakorlatilag kiküszöböli a szenzibilizációt, a hegesztett szerelvényekhez való vezetés.

Közben, 304Az N nitrogénnövelése növeli az erőt és a foltok ellenállását - ideális a mély rajzhoz és az enyhén agresszív környezetekhez.

A szén mérésével, nitrogén, mechanikai teljesítmény, és korróziós adatok, A mérnökök bármely alkalmazáshoz kiválaszthatják az optimális 300 sorozatú ötvözetet.

LangHe a tökéletes választás a gyártási igényekhez, ha magas színvonalra van szüksége rozsdamentes acél öntvény.

Vegye fel velünk a kapcsolatot ma!

 

GYIK

Miért válassza a 304N -t 304 vagy 304L?

304N hozzáadja 0,10–0,16 tömeg% nitrogént, A hozam erősítése ~ 20 -ig % (≈260 MPa -ra), Finomító gabonaméret finomítása,

és felemelve a pontos ellenállást (Fa ≈ 20 VS. ≈ 18) A jobb teljesítmény érdekében a kloridban gazdag vagy kriogén környezetben.

Meg kell oldanom a 304L -t a hegesztés után a 304L -t??

A legtöbb esetben, nem. 304Az alacsony széntartalmú tartalom megakadályozza az érzékenyítést a tipikus hűtési arányok során,

a hegeszt utáni megoldás lágyításának opcionális, nem pedig kötelezővé tétele.

Melyik fokozat kínál a legjobb formázhatóságot?

304L vezet ≥45 -rel % meghosszabbítás, Ideális mély rajzhoz és hajlításhoz. Standard 304 és a 304N követése ≥40 % és ≥35 % meghosszabbítás, illetőleg.

Használhatok 304N -t kriogén alkalmazásokhoz?

Igen. 304N megtartja a kiváló keménységet (≈ 80 J Charpy V-Sootch –196 ° C-on) összehasonlítva a 304L -rel (≈ 70 J) és 304 (≈ 60 J), jól alkalmassá teszi a folyékony gázszolgáltatást.

Hogyan hasonlítják össze a költségeket 304, 304L és 304N?

Az alapárhoz viszonyítva 304 (Költségindex = 1.00), 304L általában hordozza a 5 % prémium (1.05) alacsony szén-dioxid-kibocsátású vezérléshez, és a 304N -ről egy 8 % prémium (1.08) A nitrogén ötvözéséhez.