الفولاذ المقاوم للصدأ 304 / 304L

Material

سبيكة 304 / 304L (UNS S30400 / S30403) هي الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي "18-8" الأكثر استخداما على نطاق واسع. إنها سبيكة فعالة من حيث التكلفة ومتعددة الاستخدامات ومقاومة للتآكل مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات للأغراض العامة. من الشائع أن يكون 304L معتمدا مزدوجا مثل 304 و 304L. يسمح محتوى الكربون المنخفض في 304L ، جنبا إلى جنب مع إضافة النيتروجين ، بتلبية الخواص الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ 304. تظهر السبيكة 304 / 304L مقاومة للتآكل الجوي ، فضلا عن الأكسدة المعتدلة والبيئات المختزلة. كما أن لديها مقاومة ممتازة للتآكل بين الخلايا الحبيبية في حالة اللحام. بالإضافة إلى ذلك ، تحافظ السبيكة 304 / 304L على قوة وصلابة جيدة في درجات الحرارة المبردة. في حالة صلب ، سبيكة 304 / 304L غير مغناطيسية. ومع ذلك ، قد يصبح مغناطيسيا قليلا نتيجة للعمل البارد أو اللحام. يمكن لحامها ومعالجتها بسهولة باستخدام ممارسات تصنيع المتاجر القياسية.

التطبيقات

الكيماويات والبتروكيماويات
المعالجة - أوعية الضغط والخزانات والمبادلات الحرارية وأنظمة الأنابيب والشفاه والتجهيزات والصمامات والمضخات
تجهيز الأغذية والمشروبات
طبي
تعدين
تكرير البترول
المعالجة الصيدلانية
توليد الطاقة النووية
اللب والورق

المعايير

ASTM ........ أ 240
ASME........ 240 ص.ع
AMS.......... 5511/5513
كيو كيو إس........ 766

مقاومة التآكل

تظهر سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ 304 / 304L مقاومة جيدة للتآكل الجوي ، فضلا عن مقاومة العديد من المواد الكيميائية العضوية وغير العضوية في بيئات مؤكسدة بشكل معتدل إلى تقليل معتدل. يوفر المحتوى العالي من الكروم في السبيكة مقاومة للمحاليل المؤكسدة ، بما في ذلك حمض النيتريك يصل وزنه إلى 55٪ عند درجات حرارة تصل إلى 176 درجة فهرنهايت (80 درجة مئوية).

تقاوم السبيكة أيضا الأحماض العضوية العدوانية المعتدلة مثل حمض الخليك. يساهم وجود النيكل في السبيكة في مقاومتها لمحاليل الاختزال المعتدلة ، مثل حمض الفوسفوريك النقي ، بأي تركيز في المحاليل الباردة ، وما يصل إلى 10٪ من المحاليل الساخنة المخففة. يمكن أن تعمل أيضا بنجاح في المحاليل الكاوية بدون كلوريدات. ومع ذلك ، فإن السبائك 304 / 304L لا تعمل بشكل جيد في البيئات المخفضة للغاية التي تحتوي على الكلوريدات وحمض الكبريتيك.

تعمل السبيكة 304 / 304L بشكل جيد في خدمة المياه العذبة بمستويات كلوريد منخفضة (أقل من 100 جزء في المليون). ومع ذلك ، عند مستويات الكلوريد الأعلى ، تصبح الدرجة عرضة للتآكل والتنقر. في مثل هذه الظروف القاسية ، يوصى باستخدام سبيكة تحتوي على نسبة أعلى من الموليبدينوم ، مثل 316 / 316L. لا ينصح باستخدام سبيكة 304 / 304L في البيئات البحرية.

في معظم الحالات ، ستكون مقاومة التآكل للسبائك 304 و 304L و 304H متساوية تقريبا في بيئات مختلفة المسببة للتآكل. ومع ذلك ، في البيئات المسببة للتآكل بدرجة كافية لإحداث تآكل بين الحبيبات للحامات والمناطق المتأثرة بالحرارة ، يجب استخدام سبيكة 304L نظرا لمحتواها المنخفض من الكربون ، مما يساعد على التخفيف من هذا التآكل.

أدنى درجة حرارة (درجة فهرنهايت) يتجاوز عندها معدل التآكل 5mpy

التاكل وسط	نوع 304/304 ساعة	نوع 316 لتر	2205 (UNS S32205)	2507
0.2٪ حمض الهيدروكلوريك	> الغليان	> الغليان	> الغليان	> الغليان
1٪ حمض الهيدروكلوريك	86 بكسل	86	185	> الغليان
10٪ حامض الكبريتيك	—	122	140	167
60٪ حامض الكبريتيك	—	<54	<59	<57
96٪ حامض الكبريتيك	—	113	77	86
85٪ حمض الفوسفوريك	176	203	194	203
10٪ حمض النيتريك	> الغليان	> الغليان	> الغليان	> الغليان
65٪ حمض النيتريك	212	212	221	230
80٪ حمض الخليك	212 بكسل	> الغليان	> الغليان	> الغليان
50٪ حمض الفورميك	≤50	104	194	194
50٪ هيدروكسيد الصوديوم	185	194	194	230
83٪ حمض الفوسفوريك + 2٪ حمض الهيدروفلوريك	113	149	122	140
60٪ حمض النيتريك + 2٪ حمض هيدروكلوريك	>140	>140	>140	>140
50٪ حمض الخليك + 50٪ أنهيدريد الخليك	> الغليان	248	212	230
1٪ حمض الهيدروكلوريك + 0.3٪ كلوريد الحديديك	68 بكسل	77 بكسل	113 بالثانية	203 بالثانية
10٪ حامض الكبريتيك + 2000 جزء في المليون Cl- + N2	—	77	95	122
10٪ حامض الكبريتيك + 2000 جزء في المليون Cl- + SO2	—	<<59 بكسل	<59	104
WPA1 ، محتوى Cl- عالي	<<50	≤50	113	203
WPA2 ، محتوى عالي F	<<50	≤50	140	167

ملاحظة = يمكن أن يحدث تنقر
ps = يمكن أن يحدث تآكل التنقر / الشقوق

CL-F-H2SO4

WPA	P2O5				Fe2O3	Al2O3	SiO2	CaO	MgO
1	54	0.20	0.50	4.0	0.30	0.20	0.10	0.20	0.70
2	54	0.02	2.0	4.0	0.30	0.20	0.10	0.20	0.70

التحليل الكيميائي

النسبة المئوية للوزن (جميع القيم هي الحد الأقصى ما لم يشار إلى خلاف ذلك)

العنصر	304	304H
كروم	18.0 دقيقة - 20.0 كحد أقصى.	18.0 دقيقة - 20.0 كحد أقصى.
نيكل	8.0 دقيقة - 10.5 كحد أقصى.	8.0 دقيقة - 10.5 كحد أقصى.
كربون	0.08	0.04 دقيقة - 0.10 كحد أقصى.
منغنيز	2.00	2.00
فسفور	0.045	0.045
الكبريت	0.030	0.030
سليكون	0.75	0.75
نيتروجين	0.10	0.10
حديد	توازن	توازن

الخصائص الفيزيائية

كثافة

0.285 رطل / بوصة³
7.90 جم / سم³

حرارة محددة

0.12 وحدة حرارية بريطانية/رطل-درجة فهرنهايت (32 – 212 درجة فهرنهايت)
502 جول / كجم - درجة كلفن (0 - 100 درجة مئوية)

معامل المرونة

29.0 س 10⁶
200 جيجا باسكال

الموصلية الحرارية 212 درجة فهرنهايت (100 درجة مئوية)

9.4 وحدة حرارية بريطانية / ساعة / قدم² / قدم / درجة فهرنهايت
16.3 [و] / [م-ك]

نطاق الانصهار

2550 - 2590 درجة فهرنهايت
1398 - 1421 درجة مئوية

المقاومة الكهربائية

29.1 ميكرومتر في 68 درجة مئوية
74 ميكرومتر سم عند 20 درجة مئوية

متوسط معامل التمدد الحراري

نطاق

		درجة الحرارة
درجة فهرنهايت	درجة	مئوية في / درجة فهرنهايت	سم / سم درجة مئوية
68-212	20-100	9.2 س 10-6	16.6 س 10-6
68-932	20-500	10.0 س 10-6	18.0 س 10-6
68-1600	20-870	11.0 س 10-6	19.8 س 10-6

الخواص الميكانيكية

		ASTM
	نموذجي *	النوع 304	النوع 304H
0.2٪ قوة العائد الإزاحة ، ksi	42	30 دقيقة.	25 دقيقة.
قوة الشد القصوى ، ksi	87	75 دقيقة.	70 دقيقة.
استطالة في 2 بوصة ،٪	58	40 دقيقة.	40 دقيقة.
انخفاض المساحة، ٪	70	—	—
صلابة ، روكويل ب	82	92 كحد أقصى.	92 كحد أقصى.

بيانات التصنيع

يمكن لحام سبيكة 304 / 304L ومعالجتها بسهولة من خلال ممارسات تصنيع المتاجر القياسية.

تشكيل بارد

السبيكة مطيلة للغاية وتتشكل بسهولة. ستزيد عمليات العمل الباردة من قوة وصلابة السبيكة وقد تتركها مغناطيسية قليلا.

تشكيل الساخنة

يوصى بدرجات حرارة العمل من 1652 إلى 2102 درجة فهرنهايت (750-1150 درجة مئوية) لمعظم عمليات العمل الساخنة. للحصول على أقصى قدر من المقاومة للتآكل ، يجب تلدين المادة عند 1900 درجة فهرنهايت (1038 درجة مئوية) كحد أدنى وإخماد الماء أو تبريده بسرعة بوسائل أخرى بعد العمل الساخن.

الالات

سبيكة 304 / 304L عرضة لتصلب العمل أثناء التشوه وتخضع لكسر الرقاقة. يتم تحقيق أفضل نتائج المعالجة بسرعات أبطأ ، وتغذية أثقل ، وتزييت ممتاز ، وأدوات حادة ، ومعدات صلبة قوية.

السرعة

شروط						تزييت	أداة	التشغيل
			العمق - مم	العمق في	التغذية - مم / ر	التغذية / t	السرعة - م / دقيقة	- قدم / دقيقة
تحول	فولاذ عالي السرعة	زيت القطع	6	.23	0.5	.019	13-18	42.6-59
تحول	فولاذ عالي السرعة	زيت القطع	3	.11	0.4	.016	20-25	65.6-82
تحول	فولاذ عالي السرعة	زيت القطع	1	.04	0.2	.008	26-31	85.3-101.7
تحول	كربيد	زيت جاف أو قطع	6	.23	0.5	.019	75-85	246-278.9
تحول	كربيد	زيت جاف أو قطع	3	.11	0.4	.016	90-100	295.3-328.1
تحول	كربيد	زيت جاف أو قطع	1	.04	0.2	.008	110-120	360.8-393.7
			عمق قطع مم	عمق القطع	في التغذية مم / ر	التغذية في / ر	السرعة م / دقيقة	السرعة قدم / دقيقة
قطع	فولاذ عالي السرعة	زيت القطع	1.5	.06	0.03-0.05	.0012-.0020	18-23	59-75.5
قطع	فولاذ عالي السرعة	زيت القطع	3	.11	0.04-0.06	.0016-.0024	19-24	62.3-78.7
قطع	فولاذ عالي السرعة	زيت القطع	6	.23	0.05-0.07	.0020-.0027	20-25	65.6-82
			الحفر ø مم	الحفر ø في	التغذية مم / ر	التغذية / ر	السرعة م / دقيقة	السرعة قدم / دقيقة
الحفر	فولاذ عالي السرعة	زيت القطع	1.5	.06	0.02-0.03	.0007-.0012	10-14	32.8-45.9
الحفر	فولاذ عالي السرعة	زيت القطع	3	.11	0.05-0.06	.0020-.0024	12-16	39.3-52.5
الحفر	فولاذ عالي السرعة	زيت القطع	6	.23	0.08-0.09	.0031-.0035	12-16	39.3-52.5
الحفر	فولاذ عالي السرعة	زيت القطع	12	.48	0.09-0.10	.0035-.0039	12-16	39.3-52.5
					تغذية مم / ر	تغذية في / ر	سرعة م / دقيقة	السرعة قدم / دقيقة
التنميط الطحن	فولاذ عالي السرعة	زيت القطع			0.05-0.10	.002-.004	12-22	39.4-72.2

لحام

يمكن لحام سبيكة 304 / 304L بسهولة بواسطة معظم العمليات القياسية. المعالجة الحرارية بعد اللحام ليست ضرورية.