Keluli Tahan Karat 304H lwn 304L: Tinggi-Kekuatan Suhu lwn Kebolehkimpalan

Piawaian dan Jawatan

304H (UNS S30409) dan 304L (UNS S30403) ialah varian karbon-terkawal Jenis 304 (UNS S30400). Kedua-duanya dilindungi untuk plat, kepingan dan jalur oleh ASTM A240, untuk paip lancar oleh ASTM A312, untuk tiub dandang dan pemanas lampau oleh ASTM A213, dan dalam siri EN 10088; sebutan JIS ialah SUS304H dan SUS304L. Kedua-dua gred adalah sama dalam kandungan kromium dan nikel tetapi berbeza dalam karbon, dan perbezaan tunggal itu mendorong sampul perkhidmatan yang sama sekali berbeza: 304H ialah-gred suhu tinggi, manakala 304L ialah kimpalan-gred pertama.

Komposisi Kimia

Had komposisi di bawah mengikut ASTM A240.

Elemen (berat %)	304H (S30409)	304L (S30403)
Karbon	0.04-0.10	0.03, maks
Mangan, maks	2.0	2.0
Silikon, maks	0.75	0.75
Fosforus, maks	0.045	0.045
Sulfur, maks	0.030	0.030
Chromium	18.0-20.0	18.0-20.0
nikel	8.0-10.5	8.0-12.0
Nitrogen, maks	0.10	0.10

304H memerlukan karbon minimum 0.04%, iaitu bertentangan dengan-reka bentuk karbon rendah 304L. Karbon minimum ini disengajakan: ia menjamin pemendakan karbida yang menyematkan sempadan butiran dan menyokong kekuatan rayapan pada suhu tinggi.

Sifat Mekanikal

Nilai suhu bilik-minimum untuk plat anil bagi setiap ASTM A240 disenaraikan di bawah.

Harta benda	304H	304L
Kekuatan tegangan, min (MPa)	515	485
0.2% kekuatan hasil, min (MPa)	205	170
Pemanjangan dalam 50 mm, min (%)	40	40

Pada suhu bilik perbezaannya sederhana, tetapi ia tumbuh dengan suhu. Kerana kandungan karbon yang terjamin, tegasan dibenarkan reka bentuk ASME untuk 304H kekal berguna sehingga kira-kira 815 darjah dalam paip tekanan, manakala 304L dihadkan kepada kira-kira 425 darjah dalam aplikasi yang sama; di atas suhu itu gred karbon-rendah menjadi lembut dan merayap dengan pantas.

Prestasi Suhu-Tinggi dan Kekuatan Rayapan

Rayapan ialah ubah bentuk plastik{0}}bergantung kepada masa di bawah beban berterusan pada suhu tinggi. Karbida kromium yang dibentuk oleh 0.04-0.10% karbon 304H memendakan kedua-dua pada sempadan butiran dan dalam butiran, menahan butiran-gelongsor sempadan dan memberikan gred kekuatan pecah rayapan yang lebih baik daripada 304L melebihi 500 darjah . Komponen yang beroperasi secara berterusan antara kira-kira 500 darjah dan 815 darjah mendapat manfaat daripada 304H: dulang dan lekapan relau industri, pemanas lampau dandang stim dan tiub pemanas semula, turbin gas dan komponen ekzos enjin, peralatan pemprosesan haba dan{14}}perpaipan suhu tinggi. Dalam tugas pemanasan dan penyejukan kitaran, struktur stabil 304H juga mengurangkan kerosakan keletihan haba berbanding dengan gred karbon rendah yang lebih lembut.

Kebolehkimpalan, Fabrikasi dan Pemilihan

304L wujud untuk kimpalan. Had karbon 0.03% mengekalkan karbida kromium daripada memendakan dalam zon yang terjejas-panas, jadi struktur dikimpal yang besar seperti tangki penyimpanan kimia, bekas pemprosesan makanan dan peralatan farmaseutikal boleh digunakan dalam keadaan-keadaan dikimpal tanpa pasca-rawatan haba kimpalan. 304berbeza dengan pemekaan yang lebih tinggi, berbanding dengan pemekaan yang lebih tinggi. haba-zon terjejas dan biasanya tidak dipilih untuk pemasangan menghakis yang dikimpal; apabila 304H dikimpal, penyepuhlindapan larutan mungkin diperlukan untuk memulihkan kemuluran penuh dan rintangan kakisan. 304H biasanya berharga lebih daripada 304L kerana kawalan karbon yang lebih ketat. Peraturan pemilihan: pilih 304H untuk memuatkan-komponen suhu tinggi-melebihi kira-kira 500 darjah , dan pilih 304L untuk vesel, tangki dan paip yang dikimpal dalam perkhidmatan menghakis di bawah kira-kira 425 darjah .

Soalan Lazim

Apakah maksud H dalam 304H?H menunjukkan julat karbon terkawal 0.04-0.10% yang ditentukan untuk kekuatan suhu tinggi, terutamanya rintangan rayapan.

Mengapa 304L dipanggil karbon rendah?Karbonnya dihadkan kepada 0.03% maks, kira-kira satu-pertiga daripada standard 304, untuk mengelakkan pemekaan semasa mengimpal.

Bolehkah 304L digunakan pada suhu tinggi?Bukan untuk perkhidmatan galas-beban; 304L dihadkan kepada kira-kira 425 darjah dalam aplikasi tekanan kerana kekuatan rayapannya rendah.

Adakah 304H sesuai untuk tangki kimia yang dikimpal?Secara amnya tidak; karbon yang lebih tinggi meningkatkan risiko pemekaan di kawasan haba-zon terjejas, jadi 304L lebih disukai untuk perkhidmatan menghakis yang dikimpal.

Adakah 304H dan 304L magnet?Kedua-duanya pada dasarnya bukan-magnet dalam keadaan anil; kerja sejuk boleh menyebabkan tindak balas magnet yang sedikit.

Piawaian yang manakah meliputi tiub dandang 304H?ASTM A213 TP304H untuk tiub dandang lancar, pemanas lampau dan penukar haba, dan ASTM A240 untuk plat dan kepingan.

Soalan Lazim

S1. Apakah had karbon bagi 304H dan 304L?
304H (UNS S30409) memerlukan julat karbon terkawal 0.04-0.10 peratus, manakala 304L (UNS S30403) mengehadkan karbon kepada 0.03 peratus maksimum; kromium 18.0-20.0 dan nikel 8.0-10.5 adalah biasa bagi kedua-duanya, dengan 304L dibenarkan sehingga 12.0 peratus nikel.

S2. Bagaimanakah sifat mekanikal suhu bilik mereka-berbanding?
Per ASTM A240, 304H menunjukkan kekuatan tegangan minimum 515 MPa dan 0.2 peratus kekuatan hasil 205 MPa, manakala 304L masing-masing menunjukkan 485 MPa dan 170 MPa; kedua-duanya mempunyai 40 peratus pemanjangan minimum dalam 50 mm.

S3. Apakah had suhu yang digunakan dalam reka bentuk tekanan?
Kerana kandungan karbonnya yang terjamin, tegasan dibenarkan reka bentuk ASME untuk 304H kekal berguna sehingga kira-kira 815 C dalam paip tekanan, manakala 304L dihadkan kepada kira-kira 425 C dalam aplikasi yang sama; di atas suhu itu gred karbon-rendah menjadi lembut dan merayap dengan pantas.

S4. Mengapa karbon memberikan 304H kekuatan rayapannya?
Karbida kromium yang dibentuk oleh 0.04-0.10 peratus karbon mendakan kedua-dua pada sempadan butiran dan dalam butiran, menentang gelongsor sempadan butiran dan memberikan kekuatan pecah rayapan yang lebih baik daripada 304L melebihi 500 C.

S5. Bilakah setiap gred harus dipilih?
Pilih 304H untuk beban-yang menanggung komponen suhu tinggi-melebihi kira-kira 500 C, seperti dulang relau, pemanas lampau dandang dan tiub pemanas semula yang dilindungi oleh ASTM A213 TP304H dan komponen ekzos; pilih 304L untuk vesel dikimpal, tangki dan paip dalam perkhidmatan menghakis di bawah kira-kira 425 C, di mana ia boleh digunakan sebagai-dikimpal tanpa pasca-rawatan haba kimpalan.