304H срещу 304 неръждаема стомана: устойчивост на топлина за приложения при високи-температури

 

Какви са техните основни състави, механични свойства и типични приложения?

304 (UNS S30400) съдържа 18–20% Cr, 8–10,5% Ni и по-малко от или равно на 0,08% C, осигурявайки балансирана устойчивост на корозия и формоспособност за-употреба с общо предназначение. Неговата якост на опън е средно 515MPa, подходяща за кухненски съдове, архитектурни елементи и оборудване за химическа обработка. 304H (UNS S30409) запазва същото съотношение на хром-никел, но с контролирано високо съдържание на въглерод, което повишава якостта на пълзене при високи температури. Той поддържа структурната цялост при сценарии на продължителна-употреба като тръби на котли, приспособления за термична обработка и изпускателни колектори. За разлика от 304, 304H не се препоръчва за ниски{18}}температурни или силно корозивни хлоридни среди, където съдържанието на въглерод не предлага предимство.

С какво 304H превъзхожда 304 при работа при висока-температура?

При температури над 800 градуса, ниското въглеродно съдържание на 304 води до омекотяване на границите на зърната и намалена устойчивост на пълзене с течение на времето. По-високият въглерод на 304H образува стабилни карбиди, които закрепват границите на зърната, предотвратявайки деформация при продължително термично напрежение и циклични цикли на нагряване/охлаждане. Това образуване на карбид също така подобрява устойчивостта на термична умора, критичен фактор за компоненти като тави на пещта и топлообменни тръби, които са подложени на повтарящи се температурни колебания.

В кои сценарии трябва да се избере 304H пред стандарт 304?

304H е задължителен за компоненти, работещи непрекъснато при 800–1100 градуса, като части за промишлени пещи, корпуси на парни турбини и високо-температурни конвейерни ленти. Предпочита се и за заварени високо-температурни възли, където съдържанието на въглерод минимизира рисковете от сенсибилизация по време на -термична обработка след заваряване. За приложения под 500 градуса или при силно корозивни хлоридни среди, 304 остава по-це{10}}ефективният и практичен избор.

Какви са основните компромиси-от избора на 304H вместо 304?

304H има малко по-ниска пластичност при стайна-температура от 304, което го прави по-малко подходящ за сложни процеси на студено-формоване като дълбоко изтегляне или тежко огъване. Неговото по-високо съдържание на въглерод незначително намалява устойчивостта на междукристална корозия в определени химически среди, въпреки че това е пренебрежимо малко при високи-температурни условия на работа. 304H обикновено носи 5–10% премия за разходите спрямо 304 поради по-строгия контрол на въглеродното съдържание по време на производството.

Какви съображения за производство се отнасят за 304H и 304?

За 304H заваряването изисква ниско-внасяне на топлина, за да се избегне прекомерно утаяване на карбид по границите на зърната; съвпадащите добавъчни метали 308H се препоръчват за оптимална производителност при висока-температура. 304 е по-щадящ при производството, съвместим със стандартните методи за заваряване (GTAW, GMAW) и не изисква специализирана обработка след-заваряване за повечето приложения. И двата вида могат да се обработват с карбидни инструменти, но 304H може да изисква по-ниски скорости на рязане, за да се предотврати втвърдяване при работа и износване на инструмента.