304H vs 304L rustfritt stål: sammensetning, egenskaper og bruksforskjeller

Hva er 304H og 304L rustfritt stål?

Både 304H (UNS S30409) og 304L (UNS S30403) er austenittiske rustfrie stål avledet fra den klassiske 18-8 klasse 304 (UNS S30400). De deler den samme krom-nikkelbasen, med 18,0–20,0 % krom og 8,0–10,5 % nikkel, men de er forskjellige på én avgjørende parameter: karbonkontroll. Under ASTM A240 er de to karakterene spesifisert som plate, ark og stripe; i rør- og rørform vises de som TP304H og TP304L under ASTM A312, og som kjele- og varmevekslerrør under ASTM A213.

304H er den karbon-kontrollerte-høytemperaturversjonen av 304. I stedet for et enkelt maksimum, er karbon spesifisert innenfor et område på 0,04 % til 0,10 %, noe som garanterer det minste karbonnivået som er nødvendig for å utvikle kryp-bruddstyrke over ca. karbider faller ikke ut ved korngrensene under sveising, noe som beskytter den varmepåvirkede sonen fra intergranulær korrosjon. Kort fortalt er 304H valgt for varm styrke; 304L er valgt for sveisbarhet og korrosjonsbestandighet.

Sammenligning av kjemisk sammensetning

Tabellen nedenfor viser sammensetningsgrensene for begge kvaliteter som spesifisert i ASTM A240 (verdier i vektprosent).

Element	304H (UNS S30409)	304L (UNS S30403)
Karbon (C)	0.04 - 0.10	Mindre enn eller lik 0,030
Mangan (Mn)	Mindre enn eller lik 2,00	Mindre enn eller lik 2,00
Fosfor (P)	Mindre enn eller lik 0,045	Mindre enn eller lik 0,045
Svovel (S)	Mindre enn eller lik 0,030	Mindre enn eller lik 0,030
Silisium (Si)	Mindre enn eller lik 0,75	Mindre enn eller lik 0,75
Krom (Cr)	18.0 - 20.0	18.0 - 20.0
Nikkel (Ni)	8.0 - 10.5	8.0 - 12.0
Nitrogen (N)	Mindre enn eller lik 0,10	Mindre enn eller lik 0,10

Mekaniske egenskaper i glødet tilstand

Ved romtemperatur er styrkeforskjellen mellom de to karakterene beskjeden, som vist av minimumsverdiene for plate i ASTM A240.

Eiendom	304H (UNS S30409)	304L (UNS S30403)
Strekkfasthet, min (MPa)	515	485
Flytegrense 0,2 %, min (MPa)	205	170
Forlengelse i 50 mm, min (%)	40	40

Den virkelige forskjellen vises over ca. 500 grader. Trykk-utstyrsdesign ved forhøyet temperatur er avhengig av tids-avhengige egenskaper som krype- og bruddstyrke, og disse krever et minimum av karboninnhold. Det er grunnen til at 304H er spesifisert for toppe, overhetnings- og ettervarmerrør, varmerør og ovnskomponenter, mens 304L normalt ikke brukes til lastbærende-varm drift utover omtrent 425 grader.

Sveisbarhet og korrosjonsbestandighet

304L er den foretrukne kvaliteten når tykke seksjoner sveises uten etter-sveisevarmebehandling. Dens 0,030 % karbonmaksimum holder den varme-påvirkede sonen praktisk talt fri for kromkarbidutfelling, så korrosjonsmotstanden til skjøten forblir nær den til grunnmetallet. 304H-sveiser akseptabelt, men når den sveisede komponenten også må motstå korrosive medier, er en etterglødingsløsning{{6} 1010-1120 grader etterfulgt av rask avkjøling er normalt nødvendig, eller et lavkarbonfyllstoff brukes for å kompensere for karbonopptak i sveisesonen.

I vannholdig bruk oppfører begge kvalitetene seg som standard 304: de motstår atmosfærisk korrosjon, ferskvann og mange organiske og mildt oksiderende medier, og begge kan falle i klorid-rike miljøer. Der klorider er betydelige, er molybden-holdige kvaliteter som 316L (UNS S31603) det normale valget, ikke 304H eller 304L.

Hvordan velge: 304H eller 304L?

Velg 304H når komponenten er designet for kontinuerlig forhøyet-temperaturservice - overheter og ettervarmerrør, kjeler, ovnsdeler - og designet er basert på tids-avhengig styrke ved temperatur. Velg 304L når sveising dominerer fabrikasjon, når delen vil møte korrosive medier etter sveising uten full gløding, eller når den maksimale driftstemperaturen holder seg under omtrent 425 grader. I praksis bestilles de to kvalitetene som forskjellige produkter: TP304H eller TP304L rør per ASTM A312, 304H eller 304L rør per ASTM A213, og UNS S30409 eller UNS S30403 plate per ASTM A240.

FAQ

Er 304H det samme som 304?

No. 304H er en karbon-kontrollert versjon av 304 med karbon spesifisert i området 0,04-0,10 % slik at forhøyet-temperaturstyrke er garantert. Standard 304 har et karbonmaksimum på 0,08 % og ingen minimum, så krypbruddegenskapene er ikke sikret.

Kan 304L brukes ved høy temperatur?

For bærende-bruk er 304L normalt begrenset til omtrent 425 grader fordi det lave karboninnholdet reduserer krypestyrken. Den er valgt av sveise- og korrosjonsårsaker, ikke for varmestyrke.

Hvilken kvalitet motstår intergranulær korrosjon bedre etter sveising?

304L. Maksimumet på 0,030 % karbon minimerer karbidutfelling i den varme-berørte sonen, så det er standardvalget når etter-sveiseglødning ikke kan utføres.

Hva er løsningens glødetemperatur for disse kvalitetene?

Begge er normalt oppløsningsglødet ved 1010-1120 grader etterfulgt av rask avkjøling, som holder karbider i oppløsning og gjenoppretter korrosjonsmotstanden.

Er 304H og 304L magnetiske?

Begge er austenittiske og i hovedsak ikke-magnetiske i glødet tilstand. Litt magnetisme kan oppstå etter kaldarbeid på grunn av belastning-indusert martensitt, som er normalt for 18-8-familien.

Hvilken kvalitet bør brukes til en sveiset matvarebehandlingstank-?

For sveiset mat-kontaktutstyr der etter-sveiseglødning er upraktisk, er 304L det vanlige valget på grunn av dens overlegne motstand mot korrosjon i sveisesone-. For mat-kontaktapplikasjoner bør overholdelse av GB 4806.9-2016 også bekreftes.