فولاد ضد زنگ 304H در مقابل 304L: ترکیب، خواص و تفاوت های کاربرد

فولاد ضد زنگ 304H و 304L چیست؟

هر دو 304H (UNS S30409) و 304L (UNS S30403) فولادهای زنگ نزن آستنیتی هستند که از کلاس 18-8 درجه 304 (UNS S30400) مشتق شده‌اند. آنها از پایه کروم{16}نیکل یکسانی برخوردارند، با 18.0-20.0٪ کروم و 8.0-10.5٪ نیکل، اما آنها در یک پارامتر تعیین کننده متفاوت هستند: کنترل کربن. تحت ASTM A240 دو درجه به عنوان صفحه، ورق و نوار مشخص شده است. در شکل لوله و لوله به صورت TP304H و TP304L تحت ASTM A312 و به عنوان لوله های دیگ بخار و مبدل حرارتی تحت ASTM A213 ظاهر می شوند.

304H نسخه 304-در دمای بالا{2}}کنترل‌شده کربن است. به جای حداکثر ساده، کربن در محدوده 0.04% تا 0.10% مشخص شده است که حداقل سطح کربن مورد نیاز برای ایجاد خزش-قدرت گسیختگی بالاتر از حدود 500 درجه کربن در حدود 500 درجه در حد کنتراست 0.0% در {{8} را تضمین می‌کند. کاربیدهای کروم در طول جوشکاری در مرزهای دانه‌ها رسوب نمی‌کنند و از ناحیه تحت تأثیر حرارت{10}}در برابر خوردگی بین دانه‌ای محافظت می‌کنند. به طور خلاصه، 304H برای استحکام گرم انتخاب شده است. 304L برای جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی انتخاب شده است.

مقایسه ترکیب شیمیایی

جدول زیر محدودیت های ترکیب هر دو درجه را که در ASTM A240 مشخص شده است (مقادیر بر حسب درصد وزن) فهرست می کند.

عنصر	304H (UNS S30409)	304L (UNS S30403)
کربن (C)	0.04 - 0.10	کمتر یا مساوی 0.030
منگنز (Mn)	کمتر یا مساوی 2.00	کمتر یا مساوی 2.00
فسفر (P)	کمتر یا مساوی 0.045	کمتر یا مساوی 0.045
گوگرد (S)	کمتر یا مساوی 0.030	کمتر یا مساوی 0.030
سیلیکون (Si)	کمتر یا مساوی 0.75	کمتر یا مساوی 0.75
کروم (کروم)	18.0 - 20.0	18.0 - 20.0
نیکل (Ni)	8.0 - 10.5	8.0 - 12.0
نیتروژن (N)	کمتر یا مساوی 0.10	کمتر یا مساوی 0.10

خواص مکانیکی در شرایط آنیل شده

در دمای اتاق، اختلاف مقاومت بین دو درجه متوسط ​​است، همانطور که با حداقل مقادیر صفحه در ASTM A240 نشان داده شده است.

اموال	304H (UNS S30409)	304L (UNS S30403)
استحکام کششی، حداقل (MPa)	515	485
قدرت تسلیم 0.2٪، دقیقه (MPa)	205	170
ازدیاد طول در 50 میلی متر، دقیقه (%)	40	40

تفاوت واقعی در بالای 500 درجه ظاهر می شود. طراحی تجهیزات فشار-در دمای بالا به ویژگی‌های وابسته به زمان-مثل مقاومت خزشی و گسیختگی وابسته است و اینها به حداقل محتوای کربن نیاز دارند. به همین دلیل است که 304H برای هدرها، لوله‌های سوپرهیتر و بخاری مجدد، لوله‌های گرم و اجزای کوره مشخص شده است، در حالی که 304L معمولاً برای بار-برای سرویس‌های داغ بیش از تقریباً 425 درجه استفاده نمی‌شود.

جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی

304L درجه ترجیحی زمانی است که مقاطع ضخیم بدون عملیات حرارتی پس از جوش{1}}جوشکاری شوند. حداکثر کربن 0.030 درصد آن، گرما را-منطقه تحت تأثیر عملاً عاری از رسوب کاربید کروم نگه می‌دارد، بنابراین مقاومت در برابر خوردگی اتصال نزدیک به مقاومت فلز اصلی باقی می‌ماند. 304H به طور قابل قبولی جوش می‌شود، اما زمانی که قطعه جوش‌شده باید در برابر رسانه‌های خورنده نیز مقاومت کند، یک محلول در برابر خوردگی{0}12 درجه و به دنبال آن خنک‌سازی سریع معمولاً مورد نیاز است، یا از یک پرکننده کم کربن برای جبران جذب کربن در ناحیه جوش استفاده می‌شود.

در سرویس آبی هر دو گرید مانند استاندارد 304 رفتار می کنند: در برابر خوردگی جوی، آب شیرین و بسیاری از محیط های آلی و اکسید کننده خفیف مقاومت می کنند، و هر دو می توانند در محیط های غنی از کلرید{1}}حفره کنند. در مواردی که کلریدها قابل توجه هستند، گریدهای حاوی مولیبدن- مانند 316L (UNS S31603) انتخاب معمولی هستند، نه 304H یا 304L.

چگونه انتخاب کنیم: 304H یا 304L؟

زمانی که مولفه برای لوله‌های سوپرهیتر و گرم‌کننده مجدد، سربرگ‌های دیگ بخار، قطعات کوره - و طراحی بر اساس استحکام وابسته به زمان-در دما طراحی شده است، 304H را انتخاب کنید. هنگامی که جوشکاری بر ساخت غالب است، زمانی که قطعه پس از جوشکاری بدون آنیل کامل محلول با محیط خورنده برخورد می کند، یا زمانی که حداکثر دمای سرویس زیر تقریباً 425 درجه باقی می ماند، 304L را انتخاب کنید. در عمل این دو درجه به عنوان محصولات متمایز سفارش داده می شوند: لوله TP304H یا TP304L در هر لوله ASTM A312، لوله 304H یا 304L در هر ASTM A213، و UNS S30409 یا UNS S30403 در هر ASTM A240.

سوالات متداول

آیا 304H همان 304 است؟

No. 304H یک نسخه کنترل‌شده کربن- 304 با کربن مشخص‌شده در محدوده 0.04-0.10 درصد است تا قدرت دمای بالا تضمین شود. استاندارد 304 دارای حداکثر کربن 0.08٪ و بدون حداقل است، بنابراین خواص خزشی آن تضمین نمی شود.

آیا می توان از 304L در دمای بالا استفاده کرد؟

برای خدمات تحمل بار، 304L معمولاً به حدود 425 درجه محدود می شود زیرا محتوای کربن پایین آن قدرت خزش را کاهش می دهد. این به دلایل جوشکاری و خوردگی انتخاب شده است، نه برای مقاومت گرم.

کدام درجه پس از جوشکاری در برابر خوردگی بین دانه ای بهتر مقاومت می کند؟

304 لیتر حداکثر کربن 0.030 درصد بارش کاربید را در منطقه تحت تأثیر گرما به حداقل می‌رساند، بنابراین زمانی که نمی‌توان آنیل کردن پس از جوش{4}} را انجام داد، انتخاب استاندارد است.

دمای بازپخت محلول برای این گریدها چقدر است؟

هر دو معمولاً محلول در دمای 1010-1120 آنیل می شوند و به دنبال آن خنک می شوند که کاربیدها را در محلول نگه می دارد و مقاومت در برابر خوردگی را بازیابی می کند.

آیا 304H و 304L مغناطیسی هستند؟

هر دو آستنیتی هستند و در شرایط آنیل شده اساساً-غیر مغناطیسی هستند. خاصیت مغناطیسی خفیف می تواند پس از کار سرد به دلیل مارتنزیت ناشی از فشار- که برای خانواده 18-8 طبیعی است ظاهر شود.

کدام درجه برای مخزن فرآوری مواد غذایی جوش داده شده-باید استفاده شود؟

برای مواد غذایی جوش داده شده-تجهیزات تماسی که در آنها بازپخت{1} پس از جوش غیرعملی است، 304L به دلیل مقاومت در برابر خوردگی ناحیه جوش-گزینه معمولی است. برای برنامه‌های تماس{5}}غذایی، مطابقت با GB 4806.9-2016 نیز باید تأیید شود.