1. Giới thiệu
Thép không gỉ Austenitic trong thứ hạng 300-series trong số các hợp kim linh hoạt nhất trong ngành công nghiệp hiện đại.
Đặc biệt, Kiểu 304 Phục vụ như một con ngựa, Cân bằng kháng ăn mòn, Tính định dạng, và chi phí.
Chưa, Các ứng dụng yêu cầu hàn rộng hoặc sức mạnh nâng cao đã thúc đẩy sự phát triển của hai dẫn xuất: 304N có chiều tăng cường 304L và nitơ thấp 304n.
Do đó, Các kỹ sư phải phân biệt giữa các lớp này để đảm bảo độ tin cậy và tuổi thọ trong dịch vụ.
Bài viết này cung cấp một bản gốc, Phân tích dựa trên dữ liệu Thành phần SPANNING, luyện kim, hành vi cơ học, hiệu suất ăn mòn, sự chế tạo, Điều trị nhiệt, ứng dụng, và tương đương - để hướng dẫn lựa chọn vật liệu thông báo.
2. Thành phần hóa học & Luyện kim
| Yếu tố | 304 (S30400) | 304L (S30403) | 304N (S30453) |
|---|---|---|---|
| Cr | 18.0–20.0 wt% | 18.0–20.0 wt% | 18.0–20.0 wt% |
| TRONG | 8.0–10,5 wt% | 8.0–12.0 wt% | 8.0–10,5 wt% |
| C | ≤ 0.08 wt% | ≤ 0.03 wt% | ≤ 0.04 wt% |
| N | ≤ 0.10 wt% | ≤ 0.10 wt% | 0.10–0,16 wt% |
| Mn | ≤ 2.0 wt% | ≤ 2.0 wt% | ≤ 2.0 wt% |
| Và | ≤ 1.0 wt% | ≤ 0.75 wt% | ≤ 1.0 wt% |
Trước hết, carbon truyền động sức mạnh nhưng cũng nhạy cảm.
Tiêu chuẩn 304 cho phép lên đến 0.08 wt% c, làm tăng sức mạnh năng suất lên ≈ 215 MPA, Tuy nhiên, khuyến khích sự kết tủa crom carbide trong cửa sổ nhạy cảm 450 nhiệt850 ° C.
Ngược lại, 304L Giới hạn C đến 0.03 wt%, Giảm nguy cơ nhạy cảm gần bằng 0 trong các chu kỳ làm mát điển hình.
Hơn thế nữa, 304N giới thiệu 0,10, Tận dụng sự tăng cường giải pháp rắn mạnh mẽ của N,:
Nitơ tăng sức mạnh năng suất lên đến 20% (đến ≈ 260 MPA) và tinh chỉnh kích thước hạt khoảng 1015%, mà không ảnh hưởng đến sự dẻo dai.
Hơn nữa, nitơ tăng cường khả năng chống rỗ: mỗi 0.01 wt% n thêm một cách gần như 1 Gỗ (Đang rỗ số tương đương = CR + 3.3 MO + 16 N).
Như vậy, 304Niên Pren leo lên từ ≈ 18 TRONG 304 đến ≈ 20, Chuyển sang ngưỡng clorua cao hơn trước khi rỗ ban đầu.
3. Tính chất cơ học của 304 vs. 304L vs. 304N
| Tài sản | 304 | 304L | 304N |
|---|---|---|---|
| Sức mạnh năng suất (RP0.2) | ~ 215 MPa | ~ 205 MPa | ~ 260 MPa |
| Độ bền kéo (RM) | 505Mạnh735 MPa | 485MP680 MPa | 530MP760 MPa |
| Kéo dài (MỘT%) | ≥ 40 % | ≥ 45 % | ≥ 35 % |
| Charpy V-notch @THER40 ° C | ≥ 30 J | ≥ 35 J | ≥ 25 J |
| Số mũ cứng làm việc (N) | 0.25 | 0.28 | 0.22 |
Ở nhiệt độ môi trường xung quanh, 304N vượt trội hơn cả hai 304 và sức mạnh năng suất 304L, do hiệu ứng phân chia nitơ nitơ.
Ngoài ra, 304L đạt được độ giãn dài cao nhất (≥ 45 %), điều này chứng tỏ có lợi trong các hoạt động hình thành sâu và kéo dài.
Chuyển sang hành vi tác động, 304L Cung cấp độ bền trung bình của Charpy của 40 J ở mức 40 ° C, trong khi 304 và kỷ lục 304N 35 J và 30 J, tương ứng-không có độ bền nhiệt độ thấp của 304L.
Khi nhiệt độ vượt quá 200 ° C., Cả ba lớp đều giữ lại gần như 80% độ bền kéo ở nhiệt độ phòng của họ lên đến 400 ° C..
Tuy nhiên, 304N duy trì khả năng chống leo tốt hơn một chút 15% tốc độ creep thấp hơn trong các thử nghiệm tải không đổi tại 300 ° C-cảm ơn sự triệt tiêu nitơ của nitơ.
Cuối cùng, Các thử nghiệm mệt mỏi trong các chu kỳ 10⁶ 10⁷ 10 cho thấy sự hiện diện của nitơ trong 304N làm tăng giới hạn cường độ mệt mỏi bằng khoảng 5%, Trong khi 304L phù hợp với hiệu suất mệt mỏi cơ bản của 304.
4. Kháng ăn mòn
| Môi trường | 304 | 304L | 304N |
|---|---|---|---|
| Ăn mòn chung (PH trung tính) | Xuất sắc | Xuất sắc | Xuất sắc |
| Xịt nước biển (3.5 % NaCl) | Hội chợ (0.2 % hố) | Hội chợ (0.2 % hố) | Tốt (0.3 % hố) |
| Tiềm năng rỗ (Epit, MV sce) | +200 | +220 | +260 |
| Ăn mòn giữa các hạt (HAZ) | Nhạy cảm | Kháng thuốc | Kháng thuốc |
| Ngưỡng SCC clorua | ≤ 100 ° C. | ≤ 120 ° C. | ≤ 130 ° C. |
Trong môi trường trung tính hoặc axit nhẹ, Cả ba lớp thể hiện tỷ lệ ăn mòn bên dưới 0.1 mm/năm.
Ngược lại, Trong môi trường giàu clorua, 304Năng nâng cao Năng đẩy tiềm năng rỗ quan trọng của nó (Epit) ĐẾN +260 MV sce,
so với +200 MV cho 304 Và +220 MV cho 304L đã dịch để giảm mật độ hố và khởi phát trì hoãn.
Tương tự như vậy, 304L và 304N loại bỏ hiệu quả các cuộc tấn công giữa các vùng mối hàn chung 304, Nhờ kết tủa cacbua tối thiểu và vai trò của nitơ trong việc ổn định crom trong dung dịch.
Hơn thế nữa, Trong các bài kiểm tra SCC tăng tốc (tải không đổi trong 10 % NaCl tại pH 4),
Thời gian thất bại kéo dài từ 100 giờ cho 304 ĐẾN 250 giờ cho 304L và 300 Giờ cho 304N, xác định các lợi ích hữu hình của cả hợp kim carbon và nitơ thấp.
5. Sự chế tạo & Khả năng hàn
Tính định dạng: Cả ba lớp đều chấp nhận 50 % Giảm độ dày trong cuộn lạnh hoặc vẽ sâu với nguy cơ nứt tối thiểu.
Tuy nhiên, Springback tăng nhẹ khi bổ sung nitơ, yêu cầu bồi thường công cụ nhỏ cho 304N.
Mối hàn vết nứt nhạy cảm: Tiêu chuẩn 304 Nhu cầu làm mát nhanh chóng qua phạm vi nhạy cảm 450 Hàng850 ° C hoặc giải pháp sau chiến dịch (1040 ° C × 15 Tối thiểu) để ngăn chặn sự ăn mòn giữa các hạt.
Ngược lại, 304L và 304N Tốc độ làm mát chậm hơn,
do đó giảm biến dạng và loại bỏ các bước xử lý nhiệt bổ sung.
Khả năng gia công: Liên quan đến 304, 304L Máy với lực cắt thấp hơn một chút (5Giảm 10%),
trong khi sức mạnh cao hơn 304N tăng cường độ mòn của công cụ 10%.
Trong thực tế, Máy móc tối ưu hóa các tham số Các dụng cụ sử dụng các công cụ cacbua được tráng và tăng áp lực làm mát.
6. Điều trị nhiệt và kiểm soát nhạy cảm
AISI khuyến nghị các chu kỳ ủ giải pháp như sau:
- 304 & 304L: 1 040 ° C ± 5 ° C., giữ 15 Của tôi mỗi 25 độ dày mm → làm nguội nước
- 304N: 1 060 ° C ± 5 ° C., giữ 15 Của tôi mỗi 25 độ dày mm → làm nguội nước
Quan trọng, Không có điểm nào trong số này trải qua tình trạng khó khăn 475 ° C tản ra do hàm lượng carbon thấp hoặc ổn định của chúng.
Tuy nhiên, Phơi nhiễm kéo dài giữa 350 nhiệt550 ° C có thể thúc đẩy chi (x) hoặc sigma (Một) Sự hình thành pha, Đặc biệt là trong những cái nóng không kiểm soát được; Vì vậy, Các nhà thiết kế tránh dịch vụ tĩnh trong phạm vi này khi có thể.
7. Ứng dụng công nghiệp của 304 vs. 304L vs. 304N Thép không gỉ
Trong thực tế, Sự thay đổi nhỏ về hàm lượng carbon và nitơ chuyển thành lợi thế dịch vụ riêng biệt.
Dưới, Chúng tôi kiểm tra làm thế nào mỗi lớp tìm thấy hốc của nó và cách dữ liệu từ các cài đặt thế giới thực nhấn mạnh hiệu suất của họ.
304: Thực phẩm đa năng, Đồ uống & Sử dụng kiến trúc
- Tại sao 304 Vượt trội: Với sự kết hợp cân bằng của khả năng chống ăn mòn, khả năng định dạng và chi phí (Chỉ số chi phí = 1.00), Kiểu 304 chứa chất hàn và hình thành vừa phải mà không cần thiết bị chuyên dụng.
- Các ứng dụng điển hình:
-
- Thiết bị nhà bếp thương mại: Qua 80% của Hoa Kỳ. bồn rửa ở cấp nhà hàng, mặt bàn và mui xe chỉ xác định 304 để dễ dàng dọn dẹp và 0.1 mm hoàn thiện bề mặt.
- Ốp kiến trúc: Ở vùng khí hậu ôn đới, Máy đo mỏng 304 bảng (0.5Mạnh1.0 mm) cung cấp hàng thập kỷ dịch vụ Khảo sát trên mạng < 0.5 Mất ăn mòn bên ngoài μm/năm.
- Xe tăng chế biến thực phẩm: Tàu lên đến 10 M³ Sử dụng 304 Để trộn và lưu trữ; Kết thúc nội thất vệ sinh (Ra < 0.4 μm) ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn.
304L: Mạch áp suất hàn, Đường ống & Bể hóa học
- Tại sao 304L tỏa sáng: Hóa học carbon thấp của nó (≤ 0.03 wt% c) Hầu như loại bỏ sự nhạy cảm,
Làm cho nó trở nên lý tưởng cho các tổ hợp hàn lớn, nơi điều trị nhiệt sau hàn chứng tỏ không thực tế.
304L Bể bia bằng thép không gỉ - Các ứng dụng điển hình:
-
- Dược phẩm & Công nghệ sinh học: Qua 60% các phụ kiện vệ sinh trong phòng sạch tuân thủ API sử dụng 304L,
Đảm bảo tính toàn vẹn của vùng hàn theo CIP thường xuyên (sạch sẽ tại chỗ) chu kỳ tại 90 ° C.. - Tàu áp lực & Trao đổi nhiệt: Tàu lên đến 5 m có đường kính tránh ăn mòn giữa các hạt mà không cần ủ dung dịch, giảm chi phí chế tạo bằng cách 15%.
- Bể chứa cho axit nhẹ: 304L Tanks lưu trữ 5 wt% axit axetic tại 25 ° C biểu hiện tỷ lệ ăn mòn < 0.05 mm/năm chậm hơn 20% so với loại 304 Đối tác.
- Dược phẩm & Công nghệ sinh học: Qua 60% các phụ kiện vệ sinh trong phòng sạch tuân thủ API sử dụng 304L,
304N: Thiết bị đông lạnh, Các thành phần vẽ sâu & Các bộ phận làm việc lạnh
- Tại sao 304N chiếm ưu thế: Tăng nitơ (0.10–0,16 wt%) cung cấp gần như 20% Sức mạnh năng suất cao hơn (≈ 260 MPA) và cải thiện sức đề kháng rỗ (Gỗ 20),
trong khi duy trì độ bền ở nhiệt độ xuống đến mức196 ° C. - Các ứng dụng điển hình:
-
- Van lạnh & Phụ kiện: Trong dịch vụ chất lỏng-nitơ, 304N giữ lại 80 Độ bền của J Charpy ở mức196 ° C,
so với ~ 60 J cho 304L - Cao cấp cho việc ngăn ngừa gãy xương giòn. - Lon đồ uống lấy sâu & Các thành phần: Báo cáo nhà sản xuất 10% những bức tường mỏng hơn mà không cần phân tách, giảm sử dụng vật liệu bằng cách 5 g mỗi lon.
- Máy bơm nước biển & Màn hình: 304N Lọ cao hơn dung nạp liên tục 3.5 WT% phơi nhiễm NaCl,
cắt khoảng thời gian sửa chữa từ 6 tháng (với 304L) ĐẾN 18 tháng.
- Van lạnh & Phụ kiện: Trong dịch vụ chất lỏng-nitơ, 304N giữ lại 80 Độ bền của J Charpy ở mức196 ° C,
8. Điểm tương đương
| CHÚNG TA | Trong không. | Tên | Anh ấy là | Gost | Trung Quốc 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. Sự khác biệt chính giữa 304 vs. 304L vs. 304N
| Đặc tính | 304 (S30400) | 304L (S30403) | 304N (S30453) |
|---|---|---|---|
| Carbon tối đa | 0.08 wt% | 0.03 wt% | 0.04 wt% |
| Hàm lượng nitơ | ≤ 0.10 wt% | ≤ 0.10 wt% | 0.10–0,16 wt% |
| Sức mạnh năng suất | ~ 215 MPA | ~ 205 MPA | ~ 260 MPA |
| Kéo dài | ≥ 40 % | ≥ 45 % | ≥ 35 % |
| Gỗ | ≈ 18 | ≈ 18 | ≈ 20 |
| Rủi ro nhạy cảm | Cao cửa sổ 450 450850 ° C. | Không đáng kể | Không đáng kể |
| Ngưỡng rỗ (Cl⁻) | ~ 0.2 wt% | ~ 0.2 wt% | ~ 0.3 wt% |
| Mối hàn-ủ | Yêu cầu | Không bắt buộc | Không bắt buộc |
| Độ dẻo dai lạnh | ~ 60 J @THER196 ° C | ~ 70 J @THER196 ° C | ~ 80 J @THER196 ° C |
| Chỉ số chi phí tương đối | 1.00 | 1.05 | 1.08 |
10. Kết luận
thép không gỉ 304 vs. 304L vs. 304N mỗi địa chỉ các thách thức luyện kim cụ thể. Tiêu chuẩn 304 cung cấp sức mạnh giá cả phải chăng nhưng yêu cầu kiểm soát vùng mối hàn cẩn thận.
Lớp 304L hầu như loại bỏ sự nhạy cảm, làm cho nó trở thành những bộ phận hàn.
Trong khi đó, 304Nitro Nitơ tăng cường làm tăng sức mạnh và sự kháng cự của người khác, lý do với môi trường vẽ sâu và môi trường tích cực nhẹ.
Bằng cách cân carbon, nitơ, Hiệu suất cơ học, và dữ liệu ăn mòn, Các kỹ sư có thể chọn hợp kim 300-series tối ưu cho bất kỳ ứng dụng nào.
Langhe là lựa chọn hoàn hảo cho nhu cầu sản xuất của bạn nếu bạn cần chất lượng cao thép không gỉ đúc.
Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay!
Câu hỏi thường gặp
Tại sao chọn 304N hơn 304 hoặc 304L?
304N thêm 0,10, tăng sức mạnh năng suất lên ~ 20 % (đến ≈260 MPa), tinh chỉnh kích thước hạt,
và nâng cao sự kháng cự (Gỗ 20 vs. ≈ 18) Để có hiệu suất tốt hơn trong môi trường giàu clorua hoặc đông lạnh.
Tôi có cần giải pháp ủ 304L sau khi hàn không?
Trong hầu hết các trường hợp, KHÔNG. 304Hàm lượng carbon thấp của L, ngăn chặn sự nhạy cảm trong quá trình làm mát điển hình,
Làm cho giải pháp sau khi ủ tùy chọn thay vì bắt buộc.
Lớp nào cung cấp khả năng định dạng tốt nhất?
304L dẫn với ≥45 % kéo dài, Lý tưởng để vẽ sâu và uốn cong. Tiêu chuẩn 304 và 304N theo sau với ≥40 % và ≥35 % kéo dài, tương ứng.
Tôi có thể sử dụng 304N cho các ứng dụng đông lạnh không?
Đúng. 304N vẫn giữ được độ bền vượt trội (≈ 80 J Charpy V-notch ở mức196 ° C) So với 304L (≈ 70 J) Và 304 (≈ 60 J), làm cho nó phù hợp cho dịch vụ khí thải chất lỏng.
Làm thế nào để chi phí so sánh giữa 304, 304L và 304n?
Liên quan đến giá cơ sở 304 (Chỉ số chi phí = 1.00), 304Tôi thường mang một 5 % phần thưởng (1.05) Đối với kiểm soát carbon thấp, và 304N về một 8 % phần thưởng (1.08) cho hợp kim nitơ.
