Thép không gỉ 304

Thép không gỉ 304 là gì?

304 là loại thép không gỉ austenit phổ biến nhất trên thế giới. Thành phần danh nghĩa của nó gồm 18% crom và 8% niken mang lại cho nó một cấu trúc hoàn toàn austenit, về cơ bản là không từ tính với sự kết hợp tốt giữa khả năng chống ăn mòn, độ dẻo, độ bền và khả năng hàn. Loại này được chỉ định là UNS S30400 trong tiêu chuẩn ASTM A240/A240M, 1.4301 (tên thép X5CrNi18-10) trong EN 10088 và SUS304 trong JIS G4304/G4305. Các biến thể dòng đáp ứng các nhu cầu cụ thể: 304L (UNS S30403, EN 1.4307) giới hạn lượng carbon ở mức 0,030% đối với các kết cấu hàn nặng và 304H (UNS S30409) giữ lượng carbon từ 0,04 đến 0,10% đối với độ bền nhiệt độ cao. Các tấm và ống được chứng nhận kép thường được cung cấp cho cả giới hạn 304 và 304L để các nhà chế tạo có thể hàn mà không làm mất đi lợi ích carbon thấp.

Thành phần hóa học

Thành phần giới hạn của ba biến thể phổ biến theo tiêu chuẩn ASTM A240/A240M.

Yếu tố (%)	304 (S30400)	304L (S30403)	304H (S30409)
C	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,08	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,030	0.04-0.10
Mn	Nhỏ hơn hoặc bằng 2,00	Nhỏ hơn hoặc bằng 2,00	Nhỏ hơn hoặc bằng 2,00
Sĩ	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,75	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,75	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,75
P	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,045	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,045	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,045
S	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,030	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,030	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,030
Cr	18.0-20.0	18.0-20.0	18.0-20.0
Ni	8.0-10.5	8.0-12.0	8.0-10.5
N	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,10	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,10	-

Tính chất cơ học

Đặc tính nhiệt độ phòng tối thiểu của tấm, tấm và dải ủ theo tiêu chuẩn ASTM A240/A240M.

Tài sản	304	304L	304H
Độ bền kéo	Lớn hơn hoặc bằng 515 MPa	Lớn hơn hoặc bằng 485 MPa	Lớn hơn hoặc bằng 515 MPa
Sức mạnh năng suất (0,2%)	Lớn hơn hoặc bằng 205 MPa	Lớn hơn hoặc bằng 170 MPa	Lớn hơn hoặc bằng 205 MPa
Độ giãn dài	Lớn hơn hoặc bằng 40%	Lớn hơn hoặc bằng 40%	Lớn hơn hoặc bằng 40%
độ cứng	Nhỏ hơn hoặc bằng 201 HBW / Nhỏ hơn hoặc bằng 92 HRB	Nhỏ hơn hoặc bằng 201 HBW / Nhỏ hơn hoặc bằng 92 HRB	Nhỏ hơn hoặc bằng 201 HBW / Nhỏ hơn hoặc bằng 92 HRB

Chống ăn mòn

304 chống ăn mòn trong khí quyển, nước ngọt và nước uống, thực phẩm, axit hữu cơ và nhiều hóa chất vô cơ loãng, đó là lý do tại sao nó thống trị các ứng dụng chế biến thực phẩm, đồ uống, nhà máy bia, sữa và kiến ​​trúc. Điện trở rỗ tương đương được tính toán (PREN) của nó là khoảng 19, do đó, nó chỉ có khả năng chống lại clorua ở mức độ nhẹ: trong nước biển, vùng bắn nước, không khí bể bơi hoặc tiếp xúc với muối làm tan băng, nó có thể bị rỗ và trên khoảng 60 C, nó dễ bị nứt do ăn mòn do ứng suất clorua. Đối với dịch vụ như vậy, phải chỉ định loại hợp kim 316 hoặc cao hơn chứa molypden. Trong các phần nặng được hàn, 304L hoặc các lớp ổn định tránh kết tủa cacbua crom xảy ra trong phạm vi nhạy cảm 450-850 C.

Xử lý nhiệt và chế tạo

304 được cung cấp ở điều kiện ủ dung dịch, thường được làm nóng đến 1010-1120 C và làm lạnh nhanh trong nước hoặc không khí. Nó không thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt; gia công nguội là cách duy nhất để nâng cao độ bền nhưng phải trả giá bằng độ dẻo và từ tính yếu. Loại này có khả năng tạo hình vượt trội: nó kéo sâu, uốn cong, cuộn và quay dễ dàng và có thể hàn bằng tất cả các quy trình thông thường mà không cần gia nhiệt trước. Để tiếp xúc với thực phẩm và sử dụng trong kiến ​​trúc, tẩy rửa và thụ động sẽ khôi phục màng thụ động giàu crom sau khi hàn và mài.

Ứng dụng điển hình

Các ứng dụng bao gồm bồn rửa nhà bếp và thiết bị phục vụ ăn uống, bể chứa và chế biến thực phẩm, nhà máy bia và sữa, thiết bị dược phẩm, bể chứa hóa chất cho môi trường pha loãng, ống trao đổi nhiệt, tấm kiến ​​trúc và tay vịn, bình đông lạnh (xuống -196 C) và các bộ phận thiết bị gia dụng.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Thép không gỉ 18/8 có nghĩa là gì?

Trả lời: Nó đề cập đến thành phần danh nghĩa của 304: khoảng 18% crom và 8% niken. Thuật ngữ này thường được sử dụng như một từ đồng nghĩa với 304 trong bộ đồ ăn và đồ dùng nhà bếp.

Hỏi: Sự khác biệt giữa 304 và 304L là gì?

Đáp: 304L giới hạn lượng carbon ở mức tối đa 0,030 phần trăm. Hàm lượng carbon thấp ngăn chặn sự kết tủa cacbua crom trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt trong quá trình hàn, vì vậy 304L được chỉ định cho các phần hàn nặng không thể ủ sau khi hàn.

Hỏi: Thép không gỉ 304 có từ tính không?

Trả lời: Trong điều kiện ủ, 304 về cơ bản là không có từ tính. Gia công nguội như uốn hoặc kéo có thể tạo thành martensite do biến dạng, làm cho vật liệu có từ tính nhẹ.

Hỏi: 304 có thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt không?

Trả lời: Không. Giống như tất cả các loại austenit, 304 chỉ có thể được tăng cường bằng cách gia công nguội chứ không phải bằng xử lý nhiệt.

Hỏi: 304 có phù hợp với dịch vụ nước biển không?

Đáp: Không dùng để ngâm liên tục. 304 có khả năng chống rỗ clorua và nứt do ăn mòn ứng suất trong nước biển thấp; Các loại 316 hoặc song công chứa molypden là những lựa chọn tiêu chuẩn cho nhiệm vụ hàng hải.

Hỏi: 304 có thể chịu được nhiệt độ bao nhiêu?

Trả lời: Đối với khả năng chống oxy hóa trong không khí, 304 được xếp hạng cho dịch vụ liên tục ở khoảng 800 C và dịch vụ không liên tục ở khoảng 870 C. Đối với thiết kế chịu nhiệt độ cao, hãy sử dụng nó trong giới hạn ứng suất cho phép của mã hiện hành hoặc chọn 304H, 321 hoặc 310S để có độ bền cao hơn.

Câu hỏi thường gặp

Q1. Những chỉ định nào bao gồm loại thép không gỉ 304?
304 được chỉ định là UNS S30400 trong ASTM A240/A240M, 1.4301 với tên thép X5CrNi18-10 trong EN 10088 và SUS304 trong JIS G4304/G4305; biến thể carbon thấp 304L là UNS S30403 hoặc EN 1.4307 và biến thể carbon cao 304H là UNS S30409.

Q2. Giới hạn thành phần của 304 là gì?
Theo tiêu chuẩn ASTM A240/A240M, carbon tối đa là 0,08, crom 18,0-20,0, niken 8,0-10,5, mangan tối đa 2,00, tối đa silicon 0,75, tối đa phốt pho 0,045, tối đa lưu huỳnh 0,030 và tối đa nitơ 0,10; 304L hạn chế lượng carbon ở mức tối đa 0,030 và 304H giữ lượng carbon trong khoảng 0,04 đến 0,10%.

Q3. Các tính chất cơ học tối thiểu của ủ 304 là gì?
Độ bền kéo tối thiểu là 515 MPa, cường độ chảy 0,2% là 205 MPa, độ giãn dài là 40% và độ cứng tối đa là 201 HBW hoặc 92 HRB; 304L cho thấy độ giãn dài tương tự nhưng độ bền kéo tối thiểu thấp hơn là 485 MPa và năng suất 170 MPa.

Q4. Tại sao 304 chỉ có khả năng kháng clorua nhẹ?
Điện trở rỗ tương đương theo tính toán của nó (PREN) là khoảng 19, do đó, trong nước biển, vùng bắn nước, không khí bể bơi hoặc tiếp xúc với muối làm tan băng, nó có thể bị rỗ và ở nhiệt độ trên khoảng 60 C, nó dễ bị nứt do ăn mòn do ứng suất clorua; phải chỉ định loại hợp kim chứa molypden 316 hoặc cao hơn cho dịch vụ đó.

Q5. Những giới hạn xử lý nhiệt và dịch vụ nào áp dụng cho 304?
304 được cung cấp dung dịch được ủ ở 1010-1120 C với khả năng làm lạnh nhanh, không thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt và trong các phần hàn nặng, phải tránh phạm vi nhạy cảm 450-850 C, đó là lý do tại sao 304L hoặc các loại ổn định được sử dụng ở đó; đối với khả năng chống oxy hóa trong không khí, nó được đánh giá ở mức nhiệt độ hoạt động liên tục khoảng 800 C và dịch vụ không liên tục ở mức 870 C.