الفولاذ المقاوم للصدأ 304 / 304H

Material

304 / 304H (UNS S30400 / S30409) هو تعديل للفولاذ المقاوم للصدأ الشائع الاستخدام والمعروف باسم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي "18-8" من الكروم والنيكل. يوفر قوة متزايدة في درجات حرارة أعلى من 800 درجة فهرنهايت (427 درجة مئوية) من خلال التحكم في محتوى الكربون في نطاق 0.04-0.10٪. تشتهر هذه السبيكة بتعدد استخداماتها وقدرتها على تحمل التكاليف ومقاومتها للتآكل ، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات للأغراض العامة. من الشائع أن يكون 304H معتمدا مزدوجا مثل 304 و 304H. يسمح المحتوى العالي من الكربون في 304H بتلبية الخواص الميكانيكية ومتطلبات حجم الحبوب ل 304H ، مما يضمن امتلاكه للخصائص المرغوبة. تظهر السبيكة 304 / 304H مقاومة عامة للتآكل مماثلة لتلك الموجودة في الفولاذ المقاوم للصدأ 304 / 304L. يمكنه تحمل التآكل الجوي والبيئات المؤكسدة والمختزلة بشكل معتدل. ومع ذلك ، نظرا لمحتواه العالي من الكربون ، قد يحدث ترسيب الكربيد في منطقة اللحامات المتأثرة بالحرارة. في حالة صلب ، سبيكة 304 / 304H غير مغناطيسية. ومع ذلك ، قد يصبح مغناطيسيا قليلا نتيجة للعمل البارد أو اللحام. يمكن لحامها ومعالجتها بسهولة باستخدام ممارسات تصنيع المتاجر القياسية.

التطبيقات

أوعية الضغط والصهاريج والمبادلات الحرارية وأنظمة الأنابيب والشفاه والتجهيزات والصمامات والمضخات تكرير البترول

المعايير

ASTM.......................... أ 240
ASME.......................... 240 ص.ع
AMS ........................... 5513
.......................... QQ-S 766

مقاومة التآكل

يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 304 / 304H مقاومة جيدة للتآكل الجوي ، وكذلك للعديد من المواد الكيميائية العضوية وغير العضوية في بيئات مؤكسدة بشكل معتدل إلى تقليل معتدل. يوفر محتواه العالي من الكروم مقاومة للمحاليل المؤكسدة ، بما في ذلك حمض النيتريك بوزن يصل 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 مقاومته لمحاليل التقليل المعتدلة ، مثل حمض الفوسفوريك النقي ، بغض النظر عن التركيز ، في كل من المحاليل الساخنة الباردة والمخففة. يمكن أن يعمل أيضا بشكل جيد في المحاليل الكاوية بدون كلوريدات أو فلورايد في درجات حرارة معتدلة. ومع ذلك ، فإن السبائك 304 / 304H لا تعمل بشكل جيد في البيئات المخفضة للغاية التي تحتوي على الكلوريدات وحمض الكبريتيك. في خدمة المياه العذبة ذات مستويات الكلوريد المنخفضة (أقل من 100 جزء في المليون).

304 / 304H يعمل بشكل جيد. ومع ذلك ، عند مستويات الكلوريد الأعلى ، يصبح عرضة للتآكل والتنقر. في مثل هذه الظروف القاسية ، يوصى باستخدام سبيكة تحتوي على نسبة أعلى من الموليبدينوم ، مثل 316 / 316L. لا ينصح باستخدام 304 / 304H 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 التي يمكن أن تسبب تآكلا بين الحبيبات في اللحامات 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

WPA	P₂O₅	^CL-F-H		₂SO₄	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
73 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	43	30 دقيقة.	30 دقيقة.
قوة الشد القصوى ، ksi	91	75 دقيقة.	70 دقيقة.
استطالة في 2 بوصة ،٪	58	40 دقيقة.	40 دقيقة.
انخفاض المساحة، ٪	68	—	—
صلابة ، روكويل ب	83	92 كحد أقصى.	92 كحد أقصى.

بيانات التصنيع

يمكن لحام 304 / 304H 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

يخضع 304 / 304H لتصلب العمل أثناء التشوه ويخضع 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			1.05-0.10	.002-.004	12-22	39.4-72.2

لحام

يمكن لحام 304 / 304H بسهولة بواسطة معظم العمليات القياسية. بعد لحام سبيكة 304 / 304H ، قد يكون من الضروري تلدين اللوحة لاستعادة مقاومة التآكل المفقودة بسبب التحسس للتآكل بين الخلايا الحبيبية عندما تترسب كربيدات الكروم في حدود الحبوب في المنطقة المتأثرة بحرارة اللحام.