Oțel inoxidabil 304H, înalt-carbon

304H este varianta cu-carbon ridicat a oțelului inoxidabil 304, cu conținut controlat de carbon pentru a îmbunătăți rezistența la fluaj-la temperatură ridicată. Este conceput special pentru componentele lagărelor-la stres la temperatură-înaltă, echilibrând performanța la temperatură înaltă-și rezistența la coroziune, utilizată pe scară largă în industria de producere a energiei.

Compoziția chimică (% în greutate): C=0.04-0.10, Cr=18.00-20.00, Ni{=8.00-10.50, Si Mai mic sau egal cu 1,00, Mn Mai mic sau egal cu 2,00, P Mai mic sau egal cu 0,045, S Mai mic sau egal cu 0,030, Fe=Balance

Proprietăți mecanice (recoace): Rezistenta la tractiune mai mare sau egala cu 515 MPa, Rezistenta la curgere mai mare sau egala cu 205 MPa, Alungire mai mare sau egala cu 40%, Duritate mai mica sau egala cu 201HB

Avantaje de performanță: rezistență excelentă la fluaj-la temperatură ridicată, mai ales stabilă la 600-870 de grade ; rezistență bună la-oxidare la temperatură ridicată; rezistență la coroziune, la temperatura camerei, la 304; potrivite pentru scenarii de-temperatură ridicată.

Aplicații: tuburi de supraîncălzire a cazanelor, conducte de abur la temperatură înaltă-, componente auxiliare ale turbinei cu gaz, elemente de încălzire pentru cuptoare industriale, flanșe pentru vas de reacție la temperatură înaltă- în industria de producere a energiei electrice.

Note echivalente: UNS S30409, JIS SUS304H, EN 1.4307, GB 07Cr19Ni10

Q&A

Î1: De ce este 304H potrivit pentru componentele lagărelor-la temperaturi ridicate-? A1: 304H este potrivit pentru componentele lagărelor-solicitate la temperatură-înaltă, în principal datorită conținutului său ridicat de carbon controlat (0,04-0,10% în greutate). La temperaturi ridicate, carbonul din 304H se combină cu cromul pentru a forma carburi de crom stabile, care pot fixa granițele granulelor și pot preveni alunecarea cerealelor, îmbunătățind astfel semnificativ rezistența la fluaj-la temperatură ridicată. La 700 de grade , rezistența la rupere la fluaj de 1000 h de 304 H (mai mare sau egală cu 75 MPa) este cu 36% mai mare decât cea a lui 304 (mai mare sau egală cu 55 MPa), permițându-i să mențină stabilitatea structurală în condiții de-termen lung de temperatură ridicată{22}{22}{22}{22}{21}de stres. În schimb, conținutul scăzut de carbon al lui 304 are ca rezultat carburi insuficiente la temperaturi ridicate, ceea ce duce la o rezistență scăzută la fluaj și la o deformare plastică ușoară. În plus, 304H păstrează o rezistență bună la-oxidare la temperatură ridicată, formând o peliculă densă de oxid pentru a rezista la coroziunea gazelor la temperaturi înalte.

Î2: Care este cerința obligatorie de tratament termic post-sudare pentru 304H? A2: Oțelul inoxidabil 304H trebuie să fie supus unei recoaceri post-sudare la 850-900 de grade, urmată de răcire cu aer. Acest proces de tratare termică este obligatoriu, deoarece sudarea poate cauza tensiuni reziduale în componentă, ceea ce poate duce la fisurarea coroziunii prin tensiuni în medii cu temperatură înaltă-. Recoacerea la 850-900 de grade poate elimina eficient stresul rezidual, reduce riscul de fisurare. Între timp, acest interval de temperatură poate dizolva carburile de crom excesive precipitate în timpul sudării, evitând formarea de zone sărăcite în crom și restabilind rezistența la coroziune a zonei de sudare. Timpul de menținere al procesului de recoacere trebuie să fie de cel puțin 30 de minute pe 25 mm de grosime pentru a asigura o penetrare suficientă a căldurii. Răcirea cu aer după recoacere ajută la menținerea structurii austenitice și la evitarea formării fazelor casante, asigurând proprietățile mecanice ale componentei.

Î3: Poate 304 să înlocuiască 304H în scenarii de stres cu temperatură ridicată? R3: Nu, 304 nu poate înlocui 304H în scenarii de stres la temperatură ridicată. Motivul cheie este diferența semnificativă de rezistență la fluaj-la temperatură ridicată dintre cele două. La temperaturi peste 600 de grade, rezistența la fluaj a lui 304 este insuficientă; în condiții de temperatură-înaltă-pe termen lung și de-solicitare ridicată, va suferi o deformare plastică evidentă, ducând la defectarea componentelor. De exemplu, în tuburile de supraîncălzire a cazanului care funcționează la 700 de grade, 304 va experimenta o deformare excesivă într-o perioadă scurtă, în timp ce 304H poate menține o performanță stabilă pentru o perioadă lungă de timp. În plus, conținutul controlat de carbon al lui 304H echilibrează performanța la temperatură ridicată și rezistența la coroziune, în timp ce conținutul scăzut de carbon al lui 304 are ca rezultat o stabilitate structurală slabă la temperatură înaltă-. Utilizarea 304 în scenarii de stres la temperatură înaltă-nu numai că va reduce durata de viață a componentei, dar va prezenta și pericole potențiale de siguranță, cum ar fi scurgerile din conductă.

Î4: Care este diferența în logica de control al conținutului de carbon între 304H și 304? A4: Logica de control al conținutului de carbon a 304H și 304 este fundamental diferită datorită scenariilor lor diferite de aplicare. În schimb, 304H este proiectat pentru medii care suportă-stresul termic-înalt, astfel încât conținutul său de carbon este controlat într-un interval specific (0,04-0,10% în greutate). Limita inferioară de 0,04% în greutate asigură suficient carbon pentru a forma carburi la temperaturi ridicate, oferind rezistența necesară la fluaj. Limita superioară de 0,10% în greutate evită excesul de carbon, care ar duce la precipitarea excesivă a carburilor, reducând rezistența la coroziune și duritatea la temperatura camerei-. Acest control precis al conținutului de carbon îi permite lui 304H să echilibreze performanța la temperaturi înalte și rezistența la coroziune, ceea ce nu este realizabil cu intervalul de conținut de carbon al lui 304.

Î5: Care sunt factorii cheie care afectează durata de viață a 304H în medii cu temperatură înaltă-? R5: Mai mulți factori cheie afectează durata de viață de 304H în medii cu temperatură ridicată. În primul rând, temperatura de funcționare: depășirea temperaturii maxime de serviciu continuu (870 de grade) va accelera oxidarea și îngroșarea carburilor, reducând semnificativ durata de viață. În al doilea rând, nivelul tensiunii aplicate: o tensiune mai mare va crește rata de deformare prin fluaj, scurtând durata de viață la rupere prin fluaj. În al treilea rând, calitatea tratamentului termic post-sudare: o temperatură insuficientă de recoacere sau timpul de menținere va lăsa stres rezidual, crescând riscul de fisurare prin coroziune. În al patrulea rând, compoziția mediului cu temperatură înaltă{12}: gazele corozive precum dioxidul de sulf sau ionii de clorură din mediu vor accelera coroziunea 304H, reducând durata de viață a acestuia. În al cincilea rând, puritatea materialului: impuritățile precum fosforul și sulful vor reduce duritatea la temperatură ridicată și rezistența la fluaj de 304H, afectând durata de viață. Pentru a prelungi durata de viață, este necesar să se controleze cu strictețe temperatura și stresul de funcționare, să se asigure un tratament termic adecvat după-sudare și să se evite mediile medii corozive.