Авторитетное сравнение 304 против. 304L vs. 304N нержавеющая стали

1. Введение

Аустенитные нержавеющие стали в серии 300 ранжируются среди самых универсальных сплавов в современной промышленности.

В частности, Тип 304 служит рабочей лошадкой, уравновешивающая коррозионная стойкость, Формируемость, и стоимость.

Еще, Заявки, требующие обширной сварки или повышенной прочности, вызвали эволюцию двух производных: с низким уровнем углерода 304L и азот, удержанный 304N.

Следовательно, Инженеры должны различать эти оценки для обеспечения надежности и долговечности в обслуживании.

Эта статья обеспечивает оригинал, Анализ, управляемый данными, композиция, металлургия, механическое поведение, Коррозионная производительность, изготовление, термическая обработка, приложения, и эквиваленты - направлять информированный выбор материалов.

2. Химический состав & Металлургия

Элемент	304 (S30400)	304Л (S30403)	304Не (S30453)
Герметичный	18.0–20,0 мас.%	18.0–20,0 мас.%	18.0–20,0 мас.%
В	8.0–10,5 мас.%	8.0–12,0 мас.%	8.0–10,5 мас.%
В	≤ 0.08 wt%	≤ 0.03 wt%	≤ 0.04 wt%
Не	≤ 0.10 wt%	≤ 0.10 wt%	0.10–0,16 мас.%
Мнжен	≤ 2.0 wt%	≤ 2.0 wt%	≤ 2.0 wt%
И	≤ 1.0 wt%	≤ 0.75 wt%	≤ 1.0 wt%

Во-первых, Сила углерода, а также сенсибилизация.

Стандартный 304 разрешает до 0.08 wt% c, который повышает силу доходности до ≈ 215 МПА, Тем не менее.

Напротив, 304L ограничивает C до 0.03 wt%, Снижение риска сенсибилизации почти до нуля во время типичных циклов охлаждения.

Более того, 304N вводит 0,10–0,16 мас.%, Капитализация сильного укрепления твердого разрешения и стабилизации аустенита:

Азот повышает силу доходности до 20% (до ≈ 260 МПА) и уточняет размер зерна примерно на 10–15%, Без компромисса прочности.

Более того, азот повышает устойчивость к ямкам: каждый 0.01 wt% n добавляет примерно 1 Древесина (Эквивалентное число устойчивости ятчика = CR + 3.3 МО + 16 Не).

Таким образом, 304N Pren поднимается с ≈ 18 в 304 до ≈ 20, Перевод в более высокие пороги хлорида перед инициатива.

3. Механические свойства 304 против. 304L vs. 304Не

Свойство	304	304Л	304Не
Урожайность (RP0.2)	~ 215 МПа	~ 205 МПа	~ 260 МПа
Предел прочности (Rm)	505–735 МПа	485–680 МПа	530–760 МПа
Удлинение (%)	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Charpy v-notch @ –40 ° C	≥ 30 Дж	≥ 35 Дж	≥ 25 Дж
Рабочее экспонент (не)	0.25	0.28	0.22

При температуре окружающей среды, 304N превосходит оба 304 и 304L в силе урожайности, из -за эффекта рассеяния с решеткой азота.

Кроме того, 304L достигает самого высокого удлинения (≥ 45 %), который оказывается полезным в операциях по глубокому и формированию растяжения.

Переход к воздействию поведения, 304L обеспечивает среднюю жесткость Чарпи 40 J при –40 ° C, тогда как 304 и 304n Record 35 J и 30 Дж, соответственно-поощрение превосходной низкотемпературной выносливости 304L.

Когда температура превышает 200 ° C., Все три оценки сохраняют примерно 80% из их темно-перспективной растягивающейся прочности до 400 ° C..

Однако, 304N поддерживает устойчивость к ползучести незначительно лучше - примерно 15% более низкая скорость ползучести в тестах на постоянную нагрузку при 300 ° C-спасибо за подавление азота скольжения зерна.

Окончательно, Испытания на усталость в циклах 10⁶ - 10⁷ показывают, что присутствие азота в 304N увеличивает ограничение силы усталости примерно на примерно 5%, В то время как 304L соответствует базовой усталосной производительности 304.

4. Коррозионная стойкость

Среда	304	304Л	304Не
Общая коррозия (Нейтральный)	Отличный	Отличный	Отличный
Спрея морской воды (3.5 % Нахль)	Справедливый (0.2 % ямы)	Справедливый (0.2 % ямы)	Хороший (0.3 % ямы)
Потенциал для ямки (Эпитация, MV SCE)	+200	+220	+260
Межцентральная коррозия (Азартный)	Восприимчивый	Устойчивый	Устойчивый
Хлорид SCC порог	≤ 100 ° C.	≤ 120 ° C.	≤ 130 ° C.

В нейтральной или слегка кислой среде, Все три оценки показывают показатели коррозии ниже 0.1 мм/год.

Наоборот, В богатых хлоридах средах, 304Повышенная PREN N высказал свой критический потенциал питтерна (Эпитация) к +260 MV SCE,

по сравнению с +200 MV для 304 и +220 MV для 304L - трансляция до более низкой плотности пит и задержку начала.

Так же, 304L и 304n эффективно устраняют межцентристую атаку сварной зоны 304, Благодаря минимальным осадкам карбида и роли азота в стабилизации хрома в растворе.

Более того, В ускоренных тестах SCC (Постоянная нагрузка в 10 % NaCl на ph 4),

Время неудачи простирается от 100 часы для 304 к 250 часы на 304L и 300 Часы на 304N - создание осязаемых преимуществ как с низким содержанием углерода, так и азотом..

5. Изготовление & Сварка

Формируемость: Все три оценки принимают до 50 % Снижение толщины в холодном или глубоком рисунке с минимальным риском растрескивания.

Тем не менее, Springback немного увеличивается с добавлением азота, требуя незначительной компенсации инструмента за 304n.

Чувствительность к растрескиванию сварки: Стандартный 304 требует быстрого охлаждения в диапазоне сенсибилизации 450–850 ° C или отжига (1040 ° C × 15 мин) Чтобы предотвратить межранальную коррозию.

Напротив, 304L и 304N терпеть более медленные скорости охлаждения - даже воздушное охлаждение - без сенсибилизации,

тем самым уменьшая искажения и устраняя дополнительные этапы теплообработки.

Механизм: Относительно 304, 304L Машины с незначительно более низкими силами резания (5–10% снижение),

в то время как более высокая прочность 304N увеличивает износ инструмента примерно на 10%.

На практике, Машинисты оптимизируют параметры - используя карбидные инструменты с покрытием и повышенное давление охлаждающей жидкости - для баланса скорости удаления материала и срока службы инструментов.

6. Тепловая обработка и контроль сенсибилизации

AISI рекомендует растворные циклы отжига следующим образом:

• 304 & 304Л: 1 040 ° C ± 5 ° C., держать 15 шахта пер 25 Толщина мм → гаситель воды
• 304Не: 1 060 ° C ± 5 ° C., держать 15 шахта пер 25 Толщина мм → гаситель воды

Важно, Ни один из этих классов не подвергается вредным 475 ° C охразительно ограбление из -за их низкого или стабилизированного содержания углерода.

Однако, Длительное воздействие между 350–550 ° C может способствовать хи - (х) или сигма (а) Фазовая формация, Особенно в плохо контролируемых жарах; поэтому, Дизайнеры избегают статического обслуживания в этом диапазоне, когда это возможно.

7. Отраслевые приложения 304 против. 304L vs. 304N нержавеющая стали

На практике, Небольшие вариации содержания углерода и азота приводят к различным преимуществам обслуживания.

Ниже, Мы рассмотрим, как каждый класс находит свою нишу - и как данные из инсталляций реального мира подчеркивают их производительность.

304: Еда общего назначения, Напиток & Архитектурное использование

• Почему 304 Преуспевать: С сбалансированной комбинацией коррозионной стойкости, формируемость и стоимость (Индекс затрат = 1.00), Тип 304 Приспосабливает умеренную сварку и формирование без специализированного оборудования.
• Типичные приложения:

• • Коммерческое кухонное оборудование: Над 80% из США. Ресторанные раковины, столешницы и вытяжные капюшоны указывают 304 за его простоту очистки и 0.1 MM поверхностная отделка.
  • Архитектурная облицовка: В умеренном климате, тонкая калибра 304 панели (0.5–1,0 мм) предоставить десятилетия обслуживания - поля. < 0.5 мкм/год потери коррозии наружного уровня.
  • Танки для обработки пищевых продуктов: Суда до 10 M³ Использование 304 Для смешивания и хранения; Гигиеническая внутренняя отделка (Раствор < 0.4 мкм) предотвратить рост бактерий.

304Л: Сварные сосуды давления, Трубопровод & Химические резервуары

• Почему 304L сияет: Его химия с низким уровнем углерода (≤ 0.03 wt% c) Практически устраняет сенсибилизацию,
  Сделать его идеальным для больших сварных сборов, где после пост тепловая обработка оказывается нецелесообразной непрактичной.

  

• Типичные приложения:

• • Фармацевтический & Биотехнологические трубопроводы: Над 60% санитарных фитингов в чистых комнатах, соответствующих API, используют 304L,
    Обеспечение целостности сварной зоны при частых CIP (Чистый на месте) циклы в 90 ° C..
  • Суда давления & Теплообменники: Суда до 5 м в диаметре избегайте межранальной коррозии без отжига раствора, снижение затрат на изготовление до 15%.
  • Резервуары для хранения мягких кислот: 304L Танков хранятся 5 WT% Уксусная кислота в 25 ° C демонстрируют скорость коррозии < 0.05 мм/год - 20% медленнее, чем тип 304 коллеги.

304Не: Криогенное оборудование, Компоненты глубокого вытяжения & Холодные детали

• Почему 304N преобладает: Повышенный азот (0.10–0,16 мас.%) доставляет примерно 20% более высокая сила урожайности (≈ 260 МПА) и улучшенное сопротивление на ямке (Дерево ≈ 20),
  При поддержке выносливости при температуре до -196 ° C.
• Типичные приложения:

• • Криогенные клапаны & Фитинги: В службе жидкости-азота, 304N сохраняет ≥ 80 J Charpy Corgeness на –196 ° C,
    против ~ 60 J для 304L - критическая для предотвращения хрупкого перелома.
  • Глубоко натянутые банки для напитков & Компоненты: Производители сообщают 10% более тонкие стены без расщепления, сокращение использования материала 5 G за банку.
  • Морские насосы & Экраны: 304N более высокий PREN терпеть непрерывно 3.5 WT% NaCl воздействие,
    Интервалы ремонта резки от 6 месяцы (с 304L) к 18 месяцы.

8. Эквивалентные оценки

9. Ключевые различия между 304 против. 304L vs. 304Не

Характеристика	304 (S30400)	304Л (S30403)	304Не (S30453)
Макс углерод	0.08 wt%	0.03 wt%	0.04 wt%
Содержание азота	≤ 0.10 wt%	≤ 0.10 wt%	0.10–0,16 мас.%
Урожайность	~ 215 МПА	~ 205 МПА	~ 260 МПА
Удлинение	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Древесина	≈ 18	≈ 18	≈ 20
Риск сенсибилизации	Высокое окно - 450–850 ° C.	Незначительный	Незначительный
Порог ямы (CL⁻)	~ 0.2 wt%	~ 0.2 wt%	~ 0.3 wt%
Сварная зона отжиг	Необходимый	Необязательный	Необязательный
Криогенная прочность	~ 60 J @ –196 ° C	~ 70 J @ –196 ° C	~ 80 J @ –196 ° C
Относительный индекс затрат	1.00	1.05	1.08

10. Выводы

Нержавеющая сталь 304 против. 304L vs. 304N Каждый решает конкретные металлургические проблемы. Стандартный 304 обеспечивает доступную силу, но требует тщательного контроля сварной зоны.

Степень 304L практически устраняет сенсибилизацию, Сделать его для сварных сборов.

Тем временем, 304N Aito Boost повышает силу и устойчивость к утилизации - вдача для глубокого рисования и слегка агрессивной среды.

Взвешивая углерод, азот, механические характеристики, и данные о коррозии, Инженеры могут выбрать оптимальный сплав серии 300 для любого приложения.

Лангх Идеальный выбор для ваших производственных потребностей, если вам нужно высококачественное нержавеющая сталь отливки.

Свяжитесь с нами сегодня!

 

Часто задаваемые вопросы

Почему выбирают 304n Over 304 или 304L?

304N добавляет 0,10–0,16 мас.%, повышение уровня урожайности на ~ 20 % (до ≈260 МПа), Рафинирование размера зерна,

и повышение сопротивления ячейки (Дерево ≈ 20 против. ≈ 18) Для лучшей производительности в богатых хлоридах или криогенной средам.

Нужно ли мне растворить отжиг 304L после сварки?

В большинстве случаев, нет. 304Низкое содержание углерода L предотвращает сенсибилизацию во время типичных скоростей охлаждения,

Создание отжига после Weld Solution отжиг необязательным, а не обязательным.

Какой класс предлагает лучшую формируемость?

304L ведет с ≥45 % удлинение, Идеально подходит для глубокого рисования и изгиба. Стандартный 304 и 304N следуют ≥40 % и ≥35 % удлинение, соответственно.

Могу ли я использовать 304n для криогенных приложений?

Да. 304N сохраняет превосходную прочность (≈ 80 J Charpy V-Notch на –196 ° C) по сравнению с 304L (≈ 70 Дж) и 304 (≈ 60 Дж), сделать его хорошо для обслуживания жидкого газа.

Как затраты сравниваются между 304, 304L и 304n?

По сравнению с базовой ценой 304 (Индекс затрат = 1.00), 304Я обычно несет 5 % премиум (1.05) Для низкоуглеродного контроля, и 304n о 8 % премиум (1.08) Для азотного легирования.