304H u odnosu na nehrđajući čelik 304L: Sastav, svojstva i razlike u primjeni

Što su nehrđajući čelik 304H i 304L?

I 304H (UNS S30409) i 304L (UNS S30403) su austenitni nehrđajući čelici izvedeni iz klasičnog 18-8 razreda 304 (UNS S30400). Dijele istu bazu krom-nikla, s 18,0-20,0% kroma i 8,0-10,5% nikla, ali se razlikuju u jednom odlučujućem parametru: kontroli ugljika. Prema ASTM A240 dva su stupnja navedena kao ploča, lim i traka; u obliku cijevi i cijevi pojavljuju se kao TP304H i TP304L prema ASTM A312, i kao cijevi kotla i izmjenjivača topline prema ASTM A213.

304H je ugljik-kontrolirana visoko{2}}temperaturna verzija 304. Umjesto jednostavnog maksimuma, ugljik je specificiran u rasponu od 0,04% do 0,10%, što jamči minimalnu razinu ugljika potrebnu za razvoj puzanja-čvrstoće na pucanje iznad oko 500 stupnjeva . 304L, nasuprot tome, ograničava ugljik na 0,030% tako da krom karbidi se ne talože na granicama zrna tijekom zavarivanja, štiteći topli{10}}zonu od interkristalne korozije. Ukratko, 304H je odabran za vruću čvrstoću; 304L je odabran zbog zavarljivosti i otpornosti na koroziju.

Usporedba kemijskog sastava

Donja tablica navodi granice sastava oba stupnja prema ASTM A240 (vrijednosti u težinskim postocima).

Element	304H (UNS S30409)	304L (UNS S30403)
Ugljik (C)	0.04 - 0.10	Manje ili jednako 0,030
mangan (Mn)	Manje ili jednako 2,00	Manje ili jednako 2,00
fosfor (P)	Manje od ili jednako 0,045	Manje od ili jednako 0,045
Sumpor (S)	Manje ili jednako 0,030	Manje ili jednako 0,030
Silicij (Si)	Manje ili jednako 0,75	Manje ili jednako 0,75
Krom (Cr)	18.0 - 20.0	18.0 - 20.0
Nikal (Ni)	8.0 - 10.5	8.0 - 12.0
Dušik (N)	Manje ili jednako 0,10	Manje ili jednako 0,10

Mehanička svojstva u žarenom stanju

Na sobnoj temperaturi razlika u čvrstoći između dva razreda je skromna, kao što pokazuju minimalne vrijednosti za ploču u ASTM A240.

Vlasništvo	304H (UNS S30409)	304L (UNS S30403)
Vlačna čvrstoća, min (MPa)	515	485
Granica razvlačenja 0,2%, min (MPa)	205	170
Istezanje u 50 mm, min (%)	40	40

Prava razlika pojavljuje se iznad otprilike 500 stupnjeva. Dizajn-opreme pod tlakom na povišenoj temperaturi oslanja se na svojstva-ovisna o vremenu kao što su otpornost na puzanje i pucanje, a ona zahtijevaju minimalni sadržaj ugljika. Zbog toga je 304H specificiran za kolektore, cijevi pregrijača i ponovnih grijača, vruće cijevi i komponente peći, dok se 304L obično ne koristi za-nosivu vruću uslugu iznad otprilike 425 stupnjeva.

Zavarljivost i otpornost na koroziju

304L je poželjna klasa kada se debeli dijelovi zavaruju bez toplinske obrade nakon-zavarivanja. Njegov maksimum od 0,030% ugljika održava zonu pod utjecajem topline-praktički bez taloženja krom karbida, tako da otpornost na koroziju spoja ostaje blizu one osnovnog metala. 304H zavari prihvatljivo, ali kada zavarena komponenta također mora biti otporna na korozivne medije, slijedi-žarenje otopine nakon zavarivanja na 1010-1120 stupnjeva obično je potrebno brzo hlađenje ili se punilo s niskim udjelom ugljika koristi za kompenzaciju skupljanja ugljika u zoni zavara.

U radu s vodom oba stupnja ponašaju se poput standarda 304: otporni su na atmosfersku koroziju, svježu vodu i mnoge organske i blago oksidirajuće medije, a oba mogu ispadati u sredinama bogatim-kloridima. Tamo gdje su kloridi značajni, tipovi koji sadrže molibden-kao što je 316L (UNS S31603) uobičajeni su izbor, a ne 304H ili 304L.

Kako odabrati: 304H ili 304L?

Odaberite 304H kada je komponenta dizajnirana za kontinuiranu radnu-temperaturu - cijevi pregrijača i pregrijača, kolektore kotla, dijelove peći - i dizajn se temelji na-vremenski ovisnoj čvrstoći na temperaturi. Odaberite 304L kada zavarivanje dominira proizvodnjom, kada će se dio susresti s korozivnim medijima nakon zavarivanja bez žarenja u punoj otopini ili kada maksimalna radna temperatura ostaje ispod otprilike 425 stupnjeva. U praksi se dva razreda naručuju kao različiti proizvodi: TP304H ili TP304L cijevi prema ASTM A312, 304H ili 304L cijevi prema ASTM A213, i UNS S30409 ili UNS S30403 ploča prema ASTM A240.

FAQ

Je li 304H isto što i 304?

No. 304H je ugljik-kontrolirana verzija 304 s ugljikom navedenim u rasponu od 0,04-0,10% tako da je zajamčena povišena-temperaturna čvrstoća. Standard 304 ima maksimum ugljika od 0,08% i nema minimum, tako da njegova svojstva otpornosti na puzanje nisu zajamčena.

Može li se 304L koristiti na visokim temperaturama?

Za-nosivost, 304L je obično ograničen na oko 425 stupnjeva jer njegov nizak sadržaj ugljika smanjuje otpornost na puzanje. Odabran je zbog zavarivanja i korozije, a ne zbog čvrstoće na vruće.

Koji je kvalitet otporniji na interkristalnu koroziju nakon zavarivanja?

304L. Maksimalni udio ugljika od 0,030% smanjuje taloženje karbida u zoni-zahvaćene toplinom, pa je to standardni izbor kada se ne može izvršiti žarenje nakon-zavarivanja.

Koja je temperatura žarenja otopine za ove stupnjeve?

Oba se obično žare u otopini na 1010-1120 stupnjeva nakon čega slijedi brzo hlađenje, koje zadržava karbide u otopini i vraća otpornost na koroziju.

Jesu li 304H i 304L magnetni?

Oba su austenična i u biti ne{0}}magnetična u žarenom stanju. Nakon hladne obrade može se pojaviti blagi magnetizam zbog martenzita-induciranog naprezanjem, što je normalno za obitelj 18-8.

Koju vrstu treba koristiti za zavareni{0}}spremnik za preradu hrane?

Za zavarenu opremu koja dolazi u kontakt s-hranom gdje je žarenje nakon-zavarivanja nepraktično, 304L je uobičajeni izbor zbog svoje vrhunske otpornosti na koroziju-zone zavarivanja. Za aplikacije u kontaktu s-hranom također treba potvrditi sukladnost s GB 4806.9-2016.