Gezaghebbende vergelijking van 304 vs. 304L vs. 304N roestvrij staal

1. Invoering

Austenitisch roestvrij staal in de 300-serie behoren tot de meest veelzijdige legeringen in de moderne industrie.

In het bijzonder, Type 304 Dient als een werkpaard, Corrosieweerstand in evenwicht brengen, Vormbaarheid, en kosten.

Nog, Toepassingen die uitgebreide lassen of verbeterde sterkte vereisen, hebben de evolutie van twee derivaten aangedreven: koolstofarme 304L en stikstof versterkt 304N.

Vervolgens, Ingenieurs moeten onderscheid maken tussen deze cijfers om de betrouwbaarheid en een lange levensduur in dienst te garanderen.

Dit artikel levert een origineel, Gegevensgestuurde analyse-Spanning-samenstelling, metallurgie, mechanisch gedrag, corrosieprestaties, fabricage, warmtebehandeling, toepassingen, en equivalenten - om geïnformeerde materiaalselectie te begeleiden.

2. Chemische samenstelling & Metallurgie

Element	304 (S30400)	304L (S30403)	304N (S30453)
Cr	18.0–20,0 gew.%	18.0–20,0 gew.%	18.0–20,0 gew.%
In	8.0–10,5 gew.%	8.0–12,0 gew.%	8.0–10,5 gew.%
C	≤ 0.08 wt%	≤ 0.03 wt%	≤ 0.04 wt%
N	≤ 0.10 wt%	≤ 0.10 wt%	0.10–0,16 gew.%
Mn	≤ 2.0 wt%	≤ 2.0 wt%	≤ 2.0 wt%
En	≤ 1.0 wt%	≤ 0.75 wt%	≤ 1.0 wt%

Eerst, Koolstof drijft sterkte maar ook sensibilisatie.

Standaard 304 staat tot 0.08 wt% c, die de opbrengststerkte verhoogt tot ≈ 215 MPA, Maar stimuleert chroom -carbide -neerslag in het sensibilisatieversie van 450 - 850 ° C.

Daarentegen, 304L beperkt C tot 0.03 wt%, Sensibilisatierisico's verminderen bijna tot nul tijdens typische koelcycli.

Bovendien, 304N introduceert 0,10-0,16 gew.% Stikstof, Korsten op N's sterke versterking van vaste oplossing en austenietstabilisatie:

Stikstof verhoogt de opbrengststerkte tot maximaal 20% (tot ≈ 260 MPA) en verfijnt de korrelgrootte met ongeveer 10-15%, zonder in gevaar te brengen taaiheid.

Verder, stikstof verbetert de putweerstand: elk 0.01 WT% n voegt ruwweg toe 1 Hout (Pitting Resistance Equivalent Number = Cr + 3.3 Mo + 16 N).

Dus, 304N’s Pren klimt vanaf ≈ 18 in 304 tot ≈ 20, vertalen in hogere chloridedrempels voordat u ingezet.

3. Mechanische eigenschappen van 304 vs. 304L vs. 304N

Eigendom	304	304L	304N
Levert kracht op (RP0.2)	~ 215 MPa	~ 205 MPa	~ 260 MPa
Treksterkte (RM)	505–735 MPA	485–680 MPA	530–760 MPA
Verlenging (A%)	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Charpy v-notaky @ –40 ° C	≥ 30 J	≥ 35 J	≥ 25 J
Werkhardende exponent (N)	0.25	0.28	0.22

Bij omgevingstemperaturen, 304N overtreft beide 304 en 304L in opbrengststerkte, Vanwege het roostereffect van stikstof.

In aanvulling, 304L bereikt de hoogste verlenging (≥ 45 %), die gunstig blijkt te zijn in diepgaande en rekvormende activiteiten.

Overgang naar impactgedrag, 304L levert een gemiddelde charpy taaiheid van 40 J bij –40 ° C, terwijl 304 en 304n record 35 J en 30 J, respectievelijk-in de loop van 304l's superieure taaiheid op lage temperatuur.

Wanneer de temperatuur overschrijdt 200 ° C, Alle drie de cijfers behouden ongeveer 80% van hun kamertemperatuur treksterkte tot 400 ° C.

Echter, 304N handhaaft kruipweerstand marginaal beter - goed 15% lagere kruipsnelheid in constante load-tests op 300 ° C-bedankt tot de onderdrukking van stikstof van graan-gebonden glijden.

Eindelijk, Vermoeidheidstests in 10⁶-10⁷ cycli laten zien dat de aanwezigheid van stikstof in 304N de limiet van de vermoeidheidsterkte verhoogt met ongeveer 5%, Terwijl 304L overeenkomt met 304's baseline vermoeidheidsprestaties.

4. Corrosieweerstand

Omgeving	304	304L	304N
Algemene corrosie (Neutrale pH)	Uitstekend	Uitstekend	Uitstekend
Zeewaterspray (3.5 % NaCl)	Eerlijk (0.2 % kuilen)	Eerlijk (0.2 % kuilen)	Goed (0.3 % kuilen)
Pitting potentieel (Afsluiten, MV SCE)	+200	+220	+260
Intergranulaire corrosie (Hazel)	Gevoelig	Resistent	Resistent
Chloride SCC -drempel	≤ 100 ° C	≤ 120 ° C	≤ 130 ° C

In neutrale of mild zure media, Alle drie de cijfers vertonen hieronder corrosiesnelheden 0.1 mm/jaar.

Omgekeerd, in chloride-rijke omgevingen, 304N's verhoogde pren duwt zijn kritieke putpotentieel (Afsluiten) naar +260 MV SCE,

vergeleken met +200 mv voor 304 En +220 MV voor 304L - transly om de dichtheid van de put te verlagen en vertraagd begin.

Insgelijks, 304L en 304N elimineren effectief laszone intergranulaire aanval gemeenschappelijk 304, Dankzij minimale carbide -neerslag en de rol van stikstof bij het stabiliseren van chroom in oplossing.

Bovendien, In versnelde SCC -tests (constante belasting in 10 % NaCl bij pH 4),

Fouttijden strekken zich uit van 100 uren voor 304 naar 250 uren voor 304l en 300 Uren voor 304N - de aan het demonstreren van de tastbare voordelen van zowel lage koolstof- als stikstoflegering.

5. Fabricage & Lasbaarheid

Vormbaarheid: Alle drie de cijfers accepteren tot 50 % Dikte vermindering van koud rollen of diepe tekening met minimaal risico op kraken.

Hoe dan ook, Surberback neemt enigszins toe met stikstoftoevoeging, Het vereisen van een kleine toolcompensatie voor 304N.

Laskleurige gevoeligheid: Standaard 304 vereist snelle koeling door het sensibilisatiebereik van 450-850 ° C of post-lelte oplossing gloeien (1040 ° C × 15 min) Om intergranulaire corrosie te voorkomen.

Daarentegen, 304L en 304n verdragen langzamere koelsnelheden - zelfs luchtkoeling - zonder sensibilisatie,

waardoor de vervorming wordt verminderd en extra stappen voor warmtebehandeling wordt geëlimineerd.

Machinaliteit: Ten opzichte van 304, 304L machines met marginaal lagere snijkrachten (5–10% reductie),

Terwijl de hogere sterkte van 304n de gereedschapskleding verhoogt met ongeveer 10%.

In de praktijk, Machinisten optimaliseren parameters - het gebruik van gecoate carbide -tools en verhoogde koelvloeistofdrukken - om het materiaalverwijderingssnelheden en het gereedschapsleven te balanceren.

6. Warmtebehandeling en sensibilisatiecontrole

De AISI beveelt als volgt aan dat de gloeicycli van oplossingen:

• 304 & 304L: 1 040 ° C ± 5 ° C, uitstel 15 de mijne per 25 Mm dikte → Water blus
• 304N: 1 060 ° C ± 5 ° C, uitstel 15 de mijne per 25 Mm dikte → Water blus

Belangrijk, Geen van deze cijfers ondergaat schadelijk 475 ° C brosheid vanwege hun lage of gestabiliseerde koolstofgehalte.

Echter, Langdurige blootstelling tussen 350-550 ° C kan CHI bevorderen (X) of Sigma (A) fasevorming, Vooral in slecht gecontroleerde hitte; daarom, Ontwerpers vermijden statische service in dit bereik indien mogelijk.

7. Industrieaanvragen van 304 vs. 304L vs. 304N roestvrij staal

In de praktijk, Lichte variaties in koolstof- en stikstofgehalte vertalen zich in verschillende servicevoordelen.

Onderstaand, We onderzoeken hoe elk graad zijn niche vindt - en hoe gegevens van real -world installaties hun prestaties onderstrepen.

304: Algemeen voedsel, Drank & Architectonisch gebruik

• Waarom 304 Uitblinken: Met een evenwichtige combinatie van corrosieweerstand, Formabiliteit en kosten (kostenindex = 1.00), Type 304 herbergt matig lassen en vormen zonder gespecialiseerde apparatuur.
• Typische toepassingen:

• • Commerciële keukenapparatuur: Over 80% van de VS. Restaurant-grade gootstenen, werkbladen en uitlaatkappen specificeren 304 voor zijn gemak van schoonmaken en 0.1 mm oppervlakteafwerking.
  • Architecturale bekleding: In gematigde klimaten, dun-gauge 304 panelen (0.5–1,0 mm) Lever tientallen jaren dienst - Field Surveys Show < 0.5 μm/jaar exterieur corrosieverlies.
  • Tanks voor voedselverwerking: Schepen tot 10 m³ Gebruik 304 voor mixen en opslag; Hygienisch interieur eindigt (Ra < 0.4 μm) Voorkom bacteriegroei.

304L: Gelaste drukvaten, Bui & Chemische tanks

• Waarom 304L schijnt: Zijn koolstofarme chemie (≤ 0.03 wt% c) elimineert vrijwel sensibilisatie,
  waardoor het ideaal is voor grote gelaste assemblages waarbij de behandeling na de lever onpraktisch is.

  

• Typische toepassingen:

• • Farmaceutisch & Biotech -leidingen: Over 60% van sanitaire fittingen in API-conforme schone kamers in dienst van 304L,
    zorgen voor laszone-integriteit onder frequente CIP (schone plaats) cycli bij 90 ° C.
  • Drukvaten & Warmtewisselaars: Schepen tot 5 M in diameter vermijd intergranulaire corrosie zonder oplossing gloeien, het verlagen van de fabricagekosten tot maximaal 15%.
  • Opslagtanks voor milde zuren: 304L Tanks opslaan 5 gew.% Azijnzuur bij 25 ° C vertoont corrosiesnelheden < 0.05 mm/jaar - 20% langzamer dan type 304 tegenhangers.

304N: Cryogene apparatuur, Deep-draw componenten & Koude onderdelen

• Waarom 304N heerst: Verhoogde stikstof (0.10–0,16 gew.%) levert ruwweg 20% Hogere opbrengststerkte (≈ 260 MPA) en verbeterde putweerstand (Hout ≈ 20),
  terwijl de taaiheid bij temperaturen tot -196 ° C wordt behouden.
• Typische toepassingen:

• • Cryogene kleppen & Uitrusting: In vloeistof-nitrogene service, 304N behoudt ≥ 80 J Charpy taaiheid op –196 ° C,
    versus ~ 60 J voor 304L - kritisch voor het voorkomen van brosse breuk.
  • Diep getekende drankblikjes & Componenten: Fabrikanten rapporteren 10% dunnere muren zonder te splitsen, het gebruik van materiaalgebruik door 5 g per blik.
  • Zeewaterpomp Impellers & Schermen: 304N's hogere pren tolereert continu 3.5 WT% NaCl -blootstelling,
    Reparatie -intervallen afsnijden van 6 maanden (met 304L) naar 18 maanden.

8. Gelijkwaardige cijfers

9. Belangrijke verschillen tussen 304 vs. 304L vs. 304N

Kenmerk	304 (S30400)	304L (S30403)	304N (S30453)
Max koolstof	0.08 wt%	0.03 wt%	0.04 wt%
Stikstofgehalte	≤ 0.10 wt%	≤ 0.10 wt%	0.10–0,16 gew.%
Levert kracht op	~ 215 MPA	~ 205 MPA	~ 260 MPA
Verlenging	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Hout	≈ 18	≈ 18	≈ 20
Sensibilisatierisico	Hoog - 450–850 ° C venster	Verwaarloosbaar	Verwaarloosbaar
Putdrempel (CL⁻)	~ 0.2 wt%	~ 0.2 wt%	~ 0.3 wt%
Laszone gloeien	Vereist	Optioneel	Optioneel
Cryogene taaiheid	~ 60 J @ –196 ° C	~ 70 J @ –196 ° C	~ 80 J @ –196 ° C
Relatieve kostenindex	1.00	1.05	1.08

10. Conclusies

Roestvrij staal 304 vs. 304L vs. 304N pakt elk specifieke metallurgische uitdagingen aan. Standaard 304 levert betaalbare sterkte, maar vereist zorgvuldige laszone controle.

Grade 304L elimineert vrijwel sensibilisatie, waardoor het de go-to voor gelaste assemblages is.

In de tussentijd, 304N's stikstofboost verhoogt sterkte en putweerstand - ideaal voor diepe tekening en mild agressieve omgevingen.

Door koolstof te wegen, stikstof, mechanische prestaties, en corrosiegegevens, Ingenieurs kunnen de optimale legering van 300-serie selecteren voor elke toepassing.

LangHe is de perfecte keuze voor uw productiebehoeften als u van hoge kwaliteit nodig is roestvrij staal gietstukken.

Neem vandaag nog contact met ons op!

 

FAQ's

Waarom kiezen voor 304n voorbij 304 of 304L?

304N voegt 0,10-0,16 gew.% Stikstof toe, De opbrengststerkte verhogen door ~ 20 % (tot ≈260 MPa), Het verfijnen van de korrelgrootte,

en het verhogen van putweerstand (Hout ≈ 20 vs. ≈ 18) Voor betere prestaties in chloride -rijke of cryogene omgevingen.

Moet ik na het lassen 304L oplossen?

In de meeste gevallen, Nee. 304L's lage koolstofgehalte voorkomt sensibilisatie tijdens typische koelsnelheden,

maken na de las oplossing gloeien optioneel in plaats van verplicht.

Welk cijfer biedt de beste vormbaarheid?

304L Leids met ≥45 % verlenging, Ideaal voor diepe tekenen en buigen. Standaard 304 en 304n volgen met ≥40 % en ≥35 % verlenging, respectievelijk.

Kan ik 304N gebruiken voor cryogene toepassingen?

Ja. 304N behoudt superieure taaiheid (≈ 80 J Charpy V-Notch op –196 ° C) vergeleken met 304L (≈ 70 J) En 304 (≈ 60 J), waardoor het goed geschikt is voor vloeistofgasdienst.

Hoe verhouden de kosten zich tussen 304, 304L en 304N?

Ten opzichte van Base-Price 304 (kostenindex = 1.00), 304L draagt ​​meestal een 5 % premie (1.05) voor koolstofarme controle, en 304n over een 8 % premie (1.08) voor stikstoflegering.