Thép không gỉ 304H và 304: Khả năng chịu nhiệt cho các ứng dụng ở nhiệt độ cao-

 

Thành phần cốt lõi, tính chất cơ học và ứng dụng điển hình của chúng là gì?

304 (UNS S30400) chứa 18–20% Cr, 8–10,5% Ni và Nhỏ hơn hoặc bằng 0,08% C, mang lại khả năng chống ăn mòn cân bằng và khả năng định hình cho mục đích sử dụng chung. Độ bền kéo của nó đạt trung bình 515MPa, thích hợp cho đồ dùng nhà bếp, đồ trang trí kiến ​​trúc và thiết bị xử lý hóa chất.304H (UNS S30409) vẫn giữ nguyên tỷ lệ crom{12}}niken nhưng có hàm lượng cacbon cao được kiểm soát, tăng cường độ dão ở nhiệt độ cao. Nó duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc trong các tình huống sử dụng-liên tục như ống nồi hơi, thiết bị xử lý nhiệt và ống xả. Không giống như 304, 304H không được khuyên dùng cho môi trường-nhiệt độ thấp hoặc clorua có tính ăn mòn cao, nơi hàm lượng carbon của nó không mang lại lợi ích gì.

304H hoạt động tốt hơn 304 như thế nào trong điều kiện-nhiệt độ cao?

Ở nhiệt độ trên 800 độ, hàm lượng carbon thấp của 304 dẫn đến làm mềm ranh giới hạt và giảm khả năng chống rão theo thời gian. Carbon cao hơn của 304H tạo thành các cacbua ổn định giúp ghim các ranh giới hạt, ngăn ngừa biến dạng dưới áp lực nhiệt kéo dài và chu kỳ gia nhiệt/làm mát theo chu kỳ. Sự hình thành cacbua này cũng cải thiện khả năng chống mỏi nhiệt, một yếu tố quan trọng đối với các bộ phận như khay lò và ống trao đổi nhiệt trải qua các biến động nhiệt độ lặp đi lặp lại.

Trong trường hợp nào 304H phải được chọn thay vì tiêu chuẩn 304?

304H là bắt buộc đối với các bộ phận hoạt động liên tục ở nhiệt độ 800–1100 độ, chẳng hạn như các bộ phận lò công nghiệp, vỏ tua bin hơi nước và băng tải-nhiệt độ cao. Chất này cũng được ưu tiên dùng cho các cụm hàn có nhiệt độ-cao, trong đó hàm lượng carbon của nó giảm thiểu rủi ro nhạy cảm trong quá trình-xử lý nhiệt sau hàn. Đối với các ứng dụng dưới 500 độ hoặc trong môi trường clorua có tính ăn mòn cao, 304 vẫn là loại{10}hiệu quả và thiết thực hơn về mặt chi phí sự lựa chọn.

Sự cân bằng chính-của việc chọn 304H thay vì 304 là gì?

304H có độ dẻo-ở nhiệt độ phòng thấp hơn một chút so với 304, khiến nó kém phù hợp hơn với các quá trình tạo hình nguội phức tạp-như kéo sâu hoặc uốn cong nghiêm trọng. Hàm lượng cacbon cao hơn của nó làm giảm nhẹ khả năng chống ăn mòn giữa các hạt trong một số môi trường hóa học nhất định, mặc dù điều này không đáng kể trong các điều kiện sử dụng nhiệt độ-cao.304H thường có chi phí cao hơn 5–10% so với 304 do kiểm soát hàm lượng cacbon chặt chẽ hơn trong quá trình sản xuất.

Những cân nhắc chế tạo nào áp dụng cho 304H và 304?

Đối với 304H, hàn yêu cầu nhiệt lượng đầu vào-thấp để tránh kết tủa cacbua quá mức ở ranh giới hạt; kim loại phụ 308H phù hợp được khuyến nghị để có hiệu suất nhiệt độ-cao tối ưu.304 dễ gia công hơn trong chế tạo, tương thích với các phương pháp hàn tiêu chuẩn (GTAW, GMAW) và không yêu cầu xử lý sau hàn-chuyên biệt cho hầu hết các ứng dụng. Cả hai loại đều có thể được gia công bằng công cụ cacbua nhưng 304H có thể yêu cầu tốc độ cắt chậm hơn để tránh làm cứng vật liệu và mài mòn dụng cụ.