Авторитетне порівняння 304 проти. 304L vs. 304N нержавіючі сталі

1. Вступ

Аустенітні нержавіючі сталі в 300-серії входять до числа найбільш універсальних сплавів у сучасній промисловості.

Зокрема, Тип 304 служить робочим конем, Балансування резистентності до корозії, Формування, і вартість.

Ще, Застосування, що потребують широкого зварювання або посиленої міцності, сприяли еволюції двох похідних: низьковуглець 304L та азотом 304n.

Отже, Інженери повинні розрізняти ці класи, щоб забезпечити надійність та довголіття в обслуговуванні.

Ця стаття доставляє оригінал, Аналіз, орієнтований на дані-складання складу, металургія, механічна поведінка, Корозійна ефективність, виготовлення, термічна обробка, заявки, та еквіваленти - щоб керувати обізнаним вибором матеріалів.

2. Хімічний склад & Металургія

Елемент	304 (S30400)	304Л (S30403)	304П. (S30453)
Cr	18.0–20,0 мас.	18.0–20,0 мас.	18.0–20,0 мас.
У	8.0–10,5 мас.	8.0–12,0 мас.	8.0–10,5 мас.
C	≤ 0.08 WT%	≤ 0.03 WT%	≤ 0.04 WT%
П.	≤ 0.10 WT%	≤ 0.10 WT%	0.10–0,16 мас.
Мн	≤ 2.0 WT%	≤ 2.0 WT%	≤ 2.0 WT%
І	≤ 1.0 WT%	≤ 0.75 WT%	≤ 1.0 WT%

По -перше, вуглець приводить міцність, але також сенсибілізація.

Стандартний 304 дозволяє до 0.08 wt% c, який підвищує міцність урожаю до ≈ 215 MPA, Однак заохочує осадження хрому -карбіду у вікні сенсибілізації 450–850 ° C.

Навпаки, 304L обмежує c до 0.03 WT%, Зниження ризику сенсибілізації майже до нуля під час типових циклів охолодження.

Більше, 304N вводить 0,10–0,16 мас.% Азот, Використання сильної зміцнення твердого розвороту N та стабілізації аустеніту:

Азот підвищує придушення сили до 20% (до ≈ 260 MPA) і уточнює розмір зерна приблизно на 10–15%, без шкоди для міцності.

Крім того, азот підвищує резистентність до піттінгу: кожен 0.01 wt% n додає приблизно 1 Деревина (Піттінг -стійкість еквівалентне число = Cr + 3.3 Mo + 16 П.).

Таким чином, 304N Pren піднімається з ≈ 18 у 304 до ≈ 20, Переклад на більш високі пороги хлориду перед ініціатом Піттінг.

3. Механічні властивості 304 проти. 304L vs. 304П.

Власність	304	304Л	304П.
Похідна сила (RP0.2)	~ 215 МПа	~ 205 МПа	~ 260 МПа
Сила на розрив (Rm)	505–735 МПа	485–680 МПа	530–760 МПа
Подовження (%)	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Charpy v-notch @ –40 ° C	≥ 30 J	≥ 35 J	≥ 25 J
Захоплення роботою (п.)	0.25	0.28	0.22

При температурі навколишнього середовища, 304N перевершує обидва 304 і 304 л у врожайності, внаслідок ефекту азоту -решітки.

На додаток, 304L досягає найвищого подовження (≥ 45 %), що виявляється корисним у операціях з глибоким розтяжкою та розтягуванням.

Перехід до впливу поведінки, 304L забезпечує середню міцність 40 J при –40 ° C, де 304 і 304n 35 J і 30 J, відповідно-обертання вищої міцності на низьку температуру 304L.

Коли температура перевищує 200 ° C, Усі три класи зберігаються приблизно 80% їхньої кімнатної температури на розрив до розрахунку до 400 ° C.

Однак, 304N підтримує стійкість до повзучості незначно краще - недоторкано 15% нижча швидкість повзучості в тестах постійного навантаження на 300 ° C-Дякую придушенням азоту на ковзання зерна.

Нарешті, Тести на втому в циклі 10 ⁶–10⁷ виявляють, що наявність азоту в 304N збільшує обмеження сили втоми приблизно на приблизно на 5%, в той час як 304 л збігає базові показники втоми 304.

4. Корозійна стійкість

Навколишнє середовище	304	304Л	304П.
Загальна корозія (Нейтральний PH)	Відмінний	Відмінний	Відмінний
Бризок морської води (3.5 % NaCl)	Справедливий (0.2 % ями)	Справедливий (0.2 % ями)	Добрий (0.3 % ями)
Потенціал піттінгу (Епіт, MV SCE)	+200	+220	+260
Міжгранулярна корозія (HAZ)	Сприйнятливий	Стійкий	Стійкий
Хлорид СКК поріг	≤ 100 ° C	≤ 120 ° C	≤ 130 ° C

В нейтральному або м'яко кислому середовищі, Усі три класи демонструють показники корозії нижче 0.1 мм/рік.

Навпаки, у середовищах, багатих на хлорид, 304N Підвищений прен штовхає свій критичний потенціал піттінгу (Епіт) до +260 MV SCE,

порівняно з +200 MV для 304 і +220 МВ протягом 304 л - передавання до нижньої щільності ями та затримки настання.

Так само, 304L і 304n ефективно усувають міжгранулярну атаку зварного зони 304, Завдяки мінімальному осадженню карбіду та ролі азоту в стабілізації хрому в розчині.

Більше, У прискорених тестах SCC (Постійне навантаження в 10 % NaCl при pH 4),

Невдача часу продовжується з 100 години для 304 до 250 години на 304 л і 300 Години для 304n - переробляючи відчутні переваги як низько вуглецю, так і азоту.

5. Виготовлення & Зварюваність

Формування: Усі три класи приймають до 50 % Зниження товщини в холодному прокатці або глибокому кресленні з мінімальним ризиком розтріскування.

Все -таки, Весняний зворотний зв'язок незначно збільшується з додаванням азоту, вимагає незначної компенсації інструментів за 304n.

Чутливість до розтріскування зварювання: Стандартний 304 вимагає швидкого охолодження через діапазон сенсибілізації 450–850 ° C або відпал після запилу (1040 ° C × 15 хв) для запобігання міжгранулярної корозії.

Навпаки, 304L і 304N переносять повільніші швидкості охолодження - навіть охолодження повітря - без сенсибілізації,

тим самим зменшуючи спотворення та усунення додаткових етапів тепла.

Обробка: Відносно 304, 304L машини з незначно нижчими силами різання (5–10% скорочення),

в той час як 304N збільшує міцність 10%.

На практиці, Машиністи оптимізують параметри - використовуючи покриті карбідними інструментами та підвищеними тисками теплоносія - для збалансування швидкості видалення матеріалів та термін експлуатації інструментів.

6. Термічна обробка та сенсибілізація

AISI рекомендує цикли відпалу розчину наступним чином:

• 304 & 304Л: 1 040 ° C ± 5 ° C, утримувати 15 міна на 25 Товщина мм → Вода гасте
• 304П.: 1 060 ° C ± 5 ° C, утримувати 15 міна на 25 Товщина мм → Вода гасте

Важливо, Жоден із цих класів не зазнає шкідливого 475 ° C Розміщення через їх низький або стабілізований вміст вуглецю.

Однак, тривале опромінення між 350–550 ° C може сприяти Чиі (X) або сигма (σ) Фазова утворення, Особливо в погано контрольованому теплі; отже, Дизайнери уникають статичного обслуговування в цьому діапазоні, коли це можливо.

7. Промислові заявки на 304 проти. 304L vs. 304N нержавіючі сталі

На практиці, Незначні зміни вмісту вуглецю та азоту перетворюються на різні переваги послуг.

Внизу, Ми вивчаємо, як кожен клас знаходить свою нішу - і як дані з установок у реальному світі підкреслюють свою ефективність.

304: Їжа загального призначення, Напій & Архітектурне використання

• Чому 304 Перемагати: З збалансованою комбінацією резистентності до корозії, Формування та вартість (індекс витрат = 1.00), Тип 304 розміщує помірне зварювання та формування без спеціалізованого обладнання.
• Типові програми:

• • Комерційне кухонне обладнання: Над 80% США. Ресторанні мийки, Вказати стільниці та витяжні витяжки 304 за його простотою очищення та 0.1 мм поверхня покриття.
  • Архітектурна облицювання: У помірному кліматі, тонкозвучний 304 панелі (0.5–1,0 мм) Поставити десятиліття служби - показати польові опитування < 0.5 мкм/рік Втрата зовнішньої корозії.
  • Танки для обробки їжі: Судна до 10 м³ використання 304 Для змішування та зберігання; Гігієнічна внутрішня обробка (Рак < 0.4 мкм) запобігти росту бактерій.

304Л: Зварені посудини тиску, Трубопровід & Хімічні резервуари

• Чому 304 л світить: Його хімія з низьким вмістом вуглецю (≤ 0.03 wt% c) практично усуває сенсибілізацію,
  що робить його ідеальним для великих зварених зборів, де післяопредна термічна обробка виявляється непрактичною.

  

• Типові програми:

• • Фармацевтичний & Біотехнологічні трубопроводи: Над 60% санітарних арматури в чистих кімнатах, сумісних з API, використовують 304 л,
    Забезпечення цілісності зварного зони при частому CIP (чисто) цикли в 90 ° C.
  • Судна тиску & Теплообмінники: Судна до 5 м у уникнути міжгранулярної корозії без відпалу розчину, зменшення витрат на виготовлення до 15%.
  • Резервуари для зберігання для м'яких кислот: 304L танки, що зберігають 5 WT% оцтова кислота при 25 ° C виявити коробку корозії < 0.05 мм/рік - 20% повільніше, ніж тип 304 колеги.

304П.: Кріогенне обладнання, Компоненти глибокого малювання & Холодноробні частини

• Чому 304 н панує: Підвищений азот (0.10–0,16 мас.) надає приблизно 20% Більш висока сила врожаю (≈ 260 MPA) та покращена опір піттінгу (Деревина ≈ 20),
  Підтримуючи міцність при температурі до –196 ° C.
• Типові програми:

• • Кріогенні клапани & Фурнітура: В службі рідкої азоту, 304N зберігає ≥ 80 J charpy vicess при –196 ° C,
    проти ~ 60 J протягом 304 л - критично для запобігання крихкому перелому.
  • Банки з глибокими напоями & Компоненти: Звіт про виробників 10% тонші стіни без розщеплення, зменшення використання матеріалів за допомогою 5 G Per Can.
  • Крильдери насосів морської води & Екрани: 304N Вищий PREN терпить безперервне 3.5 WT% NaCl Вплив,
    Розрізання інтервалів відновлення з 6 місяці (з 304 л) до 18 місяці.

8. Еквівалентні оцінки

9. Ключові відмінності між 304 проти. 304L vs. 304П.

Характерний	304 (S30400)	304Л (S30403)	304П. (S30453)
Максимальний вуглець	0.08 WT%	0.03 WT%	0.04 WT%
Вміст азоту	≤ 0.10 WT%	≤ 0.10 WT%	0.10–0,16 мас.
Похідна сила	~ 215 MPA	~ 205 MPA	~ 260 MPA
Подовження	≥ 40 %	≥ 45 %	≥ 35 %
Деревина	≈ 18	≈ 18	≈ 20
Ризик сенсибілізації	Високий - 450–850 ° C	Незначний	Незначний
Поріг піттінгу (Cl⁻)	~ 0.2 WT%	~ 0.2 WT%	~ 0.3 WT%
Відпал зварного зони	Необхідний	Необов’язковий	Необов’язковий
Кріогенна міцність	~ 60 J @ –196 ° C	~ 70 J @ –196 ° C	~ 80 J @ –196 ° C
Відносна індекс витрат	1.00	1.05	1.08

10. Висновки

Нержавіюча сталь 304 проти. 304L vs. 304N кожна стосується конкретних металургійних проблем. Стандартний 304 забезпечує доступну силу, але вимагає ретельного контролю за зоною зварювання.

304LL практично виключає сенсибілізацію, що робить його для зварених зборів.

Тим часом, 304N азоту N підвищує силу та стійкість.

Зважуючи вуглець, азот, механічні показники, та дані про корозію, Інженери можуть вибрати оптимальний сплав 300 серій для будь-якої програми.

Ланге є ідеальним вибором для ваших виробничих потреб, якщо вам потрібна якісна нержавіюча сталь кастинг.

Зв’яжіться з нами сьогодні!

 

Поширені запитання

Навіщо вибирати 304n 304 або 304 л?

304N додає 0,10–0,16 мас.% Адоген, підвищення міцності на врожайність на ~ 20 % (до ≈260 МПа), розмір зерна вдосконалення,

і підвищення опору піттінгу (Деревина ≈ 20 проти. ≈ 18) Для кращої продуктивності в багатих на хлорид або кріогенних середовищах.

Чи потрібно мені розчиняти відпалити 304 л після зварювання?

У більшості випадків, ні. 304Низький вміст вуглецю L запобігає сенсибілізації під час типових швидкостей охолодження,

Зробити післяопрезендоподібне відпал відпалу необов’язковим, а не обов'язковим.

Який клас пропонує найкращу форму?

304L веде з ≥45 % подовження, Ідеально підходить для глибокого малювання та згинання. Стандартний 304 і 304n слідкуйте за ≥40 % і ≥35 % подовження, відповідно.

Чи можу я використовувати 304n для кріогенних додатків?

Так. 304N зберігає чудову міцність (≈ 80 J charpy v-notch при –196 ° C) порівняно з 304 л (≈ 70 J) і 304 (≈ 60 J), Зробити це добре підходить для служби рідких газів.

Як порівнювати витрати між 304, 304L і 304n?

Відносно базової ціни 304 (індекс витрат = 1.00), 304Я зазвичай несе 5 % премія (1.05) Для контролю з низьким вмістом вуглецю, і 304н про 8 % премія (1.08) для азоту.