1. Introduzione
Acciai inossidabili austenitici nel rango delle serie 300 tra le leghe più versatili del settore moderno.
In particolare, Tipo 304 funge da cavallo di battaglia, Bilanciamento della resistenza alla corrosione, Formabilità, e costo.
Ancora, Le applicazioni che richiedono una saldatura estesa o una forza avanzata hanno guidato l'evoluzione di due derivati: 304L a basso contenuto di carbonio e 304n intermedi di azoto.
Di conseguenza, Gli ingegneri devono distinguere tra questi voti per garantire l'affidabilità e la longevità in servizio.
Questo articolo offre un originale, Analisi basata sui dati: composizione di ssellifica, metallurgia, comportamento meccanico, Performance di corrosione, fabbricazione, Trattamento termico, applicazioni, e equivalenti: guidare la selezione dei materiali informati.
2. Composizione chimica & Metallurgia
Elemento | 304 (S30400) | 304L (S30403) | 304N (S30453) |
---|---|---|---|
Cr | 18.0–20,0% in peso | 18.0–20,0% in peso | 18.0–20,0% in peso |
In | 8.0–10,5% in peso | 8.0–12,0% in peso | 8.0–10,5% in peso |
C | ≤ 0.08 WT% | ≤ 0.03 WT% | ≤ 0.04 WT% |
N | ≤ 0.10 WT% | ≤ 0.10 WT% | 0.10–0,16% in peso |
Mn | ≤ 2.0 WT% | ≤ 2.0 WT% | ≤ 2.0 WT% |
E | ≤ 1.0 WT% | ≤ 0.75 WT% | ≤ 1.0 WT% |
In primo luogo, Il carbonio guida la forza ma anche la sensibilizzazione.
Standard 304 consente fino a 0.08 WT% c, che aumenta la resistenza alla snervamento a ≈ 215 MPA, Tuttavia incoraggia le precipitazioni del cromo -carburo nella finestra di sensibilizzazione a 450–850 ° C.

Al contrario, 304L limita C a 0.03 WT%, Ridurre il rischio di sensibilizzazione quasi a zero durante i cicli di raffreddamento tipici.
Inoltre, 304N introduce lo 0,10-0,16% in peso di azoto, Sfruttare il forte rafforzamento della soluzione solida di N e la stabilizzazione dell'austenite:
L'azoto aumenta la forza di snervamento fino a 20% (a ≈ 260 MPA) e perfeziona le dimensioni del grano di circa il 10-15%, senza compromettere la tenacità.
Inoltre, L'azoto migliora la resistenza alla cornice: ogni 0.01 WT% n aggiunge approssimativamente 1 Legna (Numero equivalente di resistenza alla resistenza alla resistenza = CR + 3.3 Mo + 16 N).
Così, 304Pren di N si arrampica da ≈ 18 In 304 a ≈ 20, tradurre in soglie di cloruro più elevate prima di avvolgere gli iniziati.
3. Proprietà meccaniche di 304 vs. 304L vs. 304N
Proprietà | 304 | 304L | 304N |
---|---|---|---|
Forza di snervamento (RP0.2) | ~ 215 MPA | ~ 205 MPA | ~ 260 MPA |
Resistenza alla trazione (Rm) | 505–735 MPA | 485–680 MPA | 530–760 MPA |
Allungamento (UN%) | ≥ 40 % | ≥ 45 % | ≥ 35 % |
Charpy v-notch @ –40 ° C | ≥ 30 J | ≥ 35 J | ≥ 25 J |
Esponente in contatto da lavoro (N) | 0.25 | 0.28 | 0.22 |
A temperature ambiente, 304N supera entrambi 304 e 304L in resistenza alla snervamento, a causa dell'effetto reticolare di azoto.
Inoltre, 304L raggiunge il massimo allungamento (≥ 45 %), che si rivela benefico nelle operazioni di disegno profondo e formazione elastica.
Transizione al comportamento a impatto, 304L offre una terapia charpy media di 40 J a -40 ° C, mentre 304 e 304n record 35 J e 30 J, rispettivamente: contrassegno a bassa temperatura di 304L di 304L.
Quando le temperature superano 200 ° C., Tutti e tre i gradi si mantengono approssimativamente 80% della loro resistenza alla trazione a temperatura ambiente fino a 400 ° C..
Tuttavia, 304N mantiene la resistenza del creep marginalmente migliore - approssimativamente 15% tasso di scorrimento inferiore nei test di carico costante su 300 ° C: grazie alla soppressione dell'azoto dello scorrimento del cereali.

Finalmente, I test di fatica in cicli 10⁶ -10⁷ rivelano che la presenza di azoto in 304n aumenta il limite di resistenza alla fatica di circa 5%, mentre 304L corrisponde alle prestazioni di fatica di base di 304.
4. Resistenza alla corrosione
Ambiente | 304 | 304L | 304N |
---|---|---|---|
Corrosione generale (PH neutro) | Eccellente | Eccellente | Eccellente |
Spray per acqua di mare (3.5 % Nacl) | Giusto (0.2 % pozzi) | Giusto (0.2 % pozzi) | Bene (0.3 % pozzi) |
Potenziale di corning (Epit, mv sce) | +200 | +220 | +260 |
Corrosione intergranulare (Haz) | Suscettibile | Resistente | Resistente |
Soglia SCC di cloruro | ≤ 100 ° C. | ≤ 120 ° C. | ≤ 130 ° C. |
In mezzi neutri o lievemente acidi, Tutti e tre i voti presentano tassi di corrosione di seguito 0.1 mm/anno.
Al contrario, in ambienti ricchi di cloruro, 304L'elevato Pren di N spinge il suo potenziale critico di avvolgimento (Epit) A +260 mv sce,
rispetto a +200 MV per 304 E +220 MV per 304L: traversata a una densità di fossa inferiore e insorgenza ritardata.
Allo stesso modo, 304L e 304N eliminano efficacemente l'attacco intergranulare della zona di saldatura comune a 304, Grazie alle precipitazioni minime in carburo e al ruolo dell'azoto nella stabilizzazione del cromo in soluzione.
Inoltre, In test SCC accelerati (carico costante in 10 % NaCl a ph 4),
I tempi di fallimento si estendono da 100 ore per 304 A 250 ore per 304L e 300 Ore per 304N: dimostrare i benefici tangibili della lega a basso contenuto di carbonio e azoto.
5. Fabbricazione & Saldabilità
Formabilità: Tutti e tre i gradi accettano fino a 50 % Riduzione dello spessore nel rotolamento a freddo o nel disegno profondo con un rischio minimo di cracking.
Tuttavia, Springback aumenta leggermente con l'aggiunta di azoto, Richiedere una compensazione di utensili minori per 304N.
Weld Cracking Sensibility: Standard 304 richiede un rapido raffreddamento attraverso l'intervallo di sensibilizzazione 450–850 ° C o la soluzione post-salvataggio (1040 ° C × 15 min) per prevenire la corrosione intergranulare.
Al contrario, 304L e 304n tollerano velocità di raffreddamento più lente, anche il raffreddamento dell'aria - senza sensibilizzazione,
riducendo così la distorsione ed eliminando ulteriori passaggi di trattamento del calore.
Machinabilità: Rispetto a 304, 304L macchine con forze di taglio marginalmente più basse (5–10% di riduzione),
mentre la forza più alta di 304n aumenta l'usura dello strumento di circa 10%.
In pratica, I macchinisti ottimizzano i parametri - utilizzando strumenti in carburo rivestiti e pressioni elevate del liquido di raffreddamento - per bilanciare i tassi di rimozione del materiale e la durata degli strumenti.
6. Trattamento termico e controllo della sensibilizzazione
L'AISI raccomanda cicli di ricottura della soluzione come segue:
- 304 & 304L: 1 040 ° C ± 5 ° C., Presa 15 il mio per 25 Spessore mm → tempra dell'acqua
- 304N: 1 060 ° C ± 5 ° C., Presa 15 il mio per 25 Spessore mm → tempra dell'acqua
Importante, Nessuno di questi voti è sottoposto a deleteria 475 ° C abbraccizzazione a causa del loro basso contenuto di carbonio stabilizzato.
Tuttavia, L'esposizione prolungata tra 350-550 ° C può promuovere il Chi (X) o Sigma (UN) Formazione di fase, Soprattutto in calore mal controllate; Perciò, I progettisti evitano il servizio statico in questa gamma quando possibile.
7. Applicazioni industriali di 304 vs. 304L vs. 304N acciai inossidabile
In pratica, lievi variazioni nel contenuto di carbonio e azoto si traducono in distinti vantaggi di servizio.
Sotto, Esaminiamo come ogni grado trova la sua nicchia e come i dati delle installazioni del mondo reale sottolineano le loro prestazioni.
304: Cibo per uso generale, Bevanda & Usi architettonici
- Perché 304 Eccelle: Con una combinazione equilibrata di resistenza alla corrosione, formabilità e costo (INDICE COSTO = 1.00), Tipo 304 Ospita saldatura e formazione moderate senza attrezzature specializzate.
- Applicazioni tipiche:
-
- Attrezzatura da cucina commerciale: Sopra 80% di Stati Uniti. Lavelli di livello ristorante, Specificano controsoffitti e cappe di scarico 304 per la sua facilità di pulizia e 0.1 MM Finitura superficiale.
- Rivestimento architettonico: In climi temperati, Gauge sottile 304 pannelli (0.5–1,0 mm) Fornire decenni di servizio: mostra i sondaggi in campo < 0.5 μm/anno perdita di corrosione esterna.
- Serbatoi di elaborazione alimentare: Navi fino a 10 m³ Usa 304 Per miscelazione e conservazione; Finiture interne igieniche (Ra < 0.4 μm) Prevenire la crescita batterica.
304L: Vasi a pressione saldati, Tubatura & Serbatoi chimici
- Perché 304l brilla: La sua chimica a basse emissioni di carbonio (≤ 0.03 WT% c) Elimina virtualmente la sensibilizzazione,
rendendolo ideale per grandi gruppi saldati in cui il trattamento termico post-condimento si rivela poco pratico.304L serbatoio di birra in acciaio inossidabile - Applicazioni tipiche:
-
- Farmaceutico & Tubazioni biotecnologiche: Sopra 60% di raccordi sanitari in camere pulite conformi a API impiegano 304L,
Garantire l'integrità della zona di saldatura sotto frequente CIP (pulito) cicli a 90 ° C.. - Vasi a pressione & Scambiatori di calore: Navi fino a 5 M di diametro evitare la corrosione intergranulare senza ricottura della soluzione, Ridurre i costi di fabbricazione di fino a 15%.
- Serbatoi di accumulo per acidi lievi: 304Sermate di L Memorizza 5 WT% Acido acetico a 25 ° C mostra tassi di corrosione < 0.05 mm/anno: 20% più lento del tipo 304 controparti.
- Farmaceutico & Tubazioni biotecnologiche: Sopra 60% di raccordi sanitari in camere pulite conformi a API impiegano 304L,
304N: Attrezzatura criogenica, Componenti di draw deep & Parti di lavoro a freddo
- Perché 304n prevale: Azoto elevato (0.10–0,16% in peso) consegna approssimativamente 20% maggiore resistenza alla snervamento (≈ 260 MPA) e una migliore resistenza alla cornicione (Wood ≈ 20),
mentre sostiene la tenacità a temperature fino a -196 ° C. - Applicazioni tipiche:
-
- Valvole criogeniche & Raccordi: Nel servizio liquido-nitrogeno, 304N mantiene ≥ 80 J Charpy Tornness a –196 ° C,
contro ~ 60 J per 304L: critico per prevenire fratture fragili. - Lattine di bevande disegnate in profondità & Componenti: Rapporto sui produttori 10% pareti più sottili senza dividere, Ridurre l'utilizzo del materiale 5 g per lattine.
- Nice per la pompa dell'acqua di mare & Schermi: 304Il Pren più alto di N tollera continuo 3.5 WT% ESPOSIZIONE NACL,
Tagliare gli intervalli di riparazione da 6 mesi (con 304l) A 18 mesi.
- Valvole criogeniche & Raccordi: Nel servizio liquido-nitrogeno, 304N mantiene ≥ 80 J Charpy Tornness a –196 ° C,
8. Gradi equivalenti
NOI | In no. | In nome | Lui è | Gost | Cina GB |
---|---|---|---|---|---|
S30400 | 1.4301 | X5crni18-10 | Sus304 | 08X18H10 | 0CR18NI9 |
S30403 | 1.4306 | X2crni18-9 | Sus304l | 08X18H10L | 0CR18NI9 |
S30453 | 1.4315 | X10CRNI18-8 | Sus304n | 08X18h10n | 0CR18NI9-0.15N |
9. Differenze chiave tra 304 vs. 304L vs. 304N
Caratteristica | 304 (S30400) | 304L (S30403) | 304N (S30453) |
---|---|---|---|
Carbonio massimo | 0.08 WT% | 0.03 WT% | 0.04 WT% |
Contenuto di azoto | ≤ 0.10 WT% | ≤ 0.10 WT% | 0.10–0,16% in peso |
Forza di snervamento | ~ 215 MPA | ~ 205 MPA | ~ 260 MPA |
Allungamento | ≥ 40 % | ≥ 45 % | ≥ 35 % |
Legna | ≈ 18 | ≈ 18 | ≈ 20 |
Rischio di sensibilizzazione | Alto: finestra 450–850 ° C. | Trascurabile | Trascurabile |
Soglia di pitting (Cl⁻) | ~ 0.2 WT% | ~ 0.2 WT% | ~ 0.3 WT% |
Ricottura della zona saldatura | Necessario | Opzionale | Opzionale |
Turosità criogenica | ~ 60 J @ –196 ° C | ~ 70 J @ –196 ° C | ~ 80 J @ –196 ° C |
Indice di costo relativo | 1.00 | 1.05 | 1.08 |
10. Conclusioni
Acciaio inossidabile 304 vs. 304L vs. 304N ciascuno affronta sfide metallurgiche specifiche. Standard 304 Fornisce forza a prezzi accessibili ma richiede un attento controllo della zona di saldatura.
Il grado 304L elimina virtualmente la sensibilizzazione, rendendolo il punto di riferimento per i gruppi saldati.
Nel frattempo, 304La spinta dell'azoto di N aumenta la resistenza e la resistenza alla cornice: ideale per un disegno profondo e ambienti leggermente aggressivi.
Pesando il carbonio, azoto, prestazioni meccaniche, e dati di corrosione, Gli ingegneri possono selezionare la lega di 300 serie ottimale per qualsiasi applicazione.
LangHe è la scelta perfetta per le tue esigenze di produzione se hai bisogno di alta qualità acciaio inossidabile getti.
FAQ
Perché scegliere 304n 304 o 304l?
304N aggiunge 0,10-0,16% in peso di azoto, Aumentando la forza di snervamento di ~ 20 % (a ≈260 MPa), Refinamento delle dimensioni del grano,
e sollevare resistenza alla cornice (Wood ≈ 20 vs. ≈ 18) Per migliori prestazioni in ambienti ricchi di cloruro o criogenici.
Devo solutare la ricottura 304L dopo la saldatura?
Nella maggior parte dei casi, NO. 304Il basso contenuto di carbonio previene la sensibilizzazione durante le velocità di raffreddamento tipiche,
Fare una soluzione post-saldatura di ricottura opzionale piuttosto che obbligatoria.
Quale grado offre la migliore formabilità?
304L conduce con ≥45 % allungamento, Ideale per il disegno e la flessione profondi. Standard 304 e 304n seguono con ≥40 % e ≥35 % allungamento, rispettivamente.
Posso usare 304n per applicazioni criogeniche?
SÌ. 304N mantiene una resistenza superiore (≈ 80 J Charpy V-Notch a –196 ° C) Rispetto a 304L (≈ 70 J) E 304 (≈ 60 J), rendendolo adatto per il servizio di gas liquido.
Come si confrontano i costi tra 304, 304L e 304n?
Rispetto al prezzo di base 304 (INDICE COSTO = 1.00), 304L in genere porta a 5 % Premium (1.05) per il controllo a basse emissioni di carbonio, e 304n su un 8 % Premium (1.08) per lega di azoto.