1.4301 معامل التمدد الحراري

ما هو معامل التمدد الحراري 1.4301؟

1.4301 (التعيين EN لـ AISI 304، UNS S30400) عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي يتمتع بهيكل مكعب مركزي الوجه - يمنحه معامل تمدد حراري (CTE) أعلى من الفولاذ الحديدي أو الكربوني. متوسط ​​CTE الخطي بين 20 درجة مئوية و100 درجة مئوية هو 17.2 × 10-6 لكل كلفن. يحتاج المهندسون إلى هذه القيمة لحسابات بدل التمدد في الأنابيب والمبادلات الحرارية والغلايات وأنظمة العادم والتجمعات الدقيقة.

متوسط ​​معامل التمدد الحراري الخطي حسب مدى درجة الحرارة

نطاق درجة الحرارة	CTE (x10-6 / ك)
20-100 درجة مئوية	17.2
20-200 درجة مئوية	17.8
20-300 درجة مئوية	18.4
20-400 درجة مئوية	18.7
20-500 درجة مئوية	19.0
20-600 درجة مئوية	19.4

القيم هي معاملات متوسطة نموذجية لـ 1.4301 المنشورة مع بيانات الملكية الفيزيائية وأوراق بيانات المطحنة EN 10088-2.

الخصائص الفيزيائية الأخرى لـ 1.4301

ملكية	قيمة نموذجية
كثافة	7.93 جم/سم3
معامل المرونة (20 درجة مئوية)	193 جيجا
نطاق الانصهار	1400-1450 درجة مئوية
الموصلية الحرارية (20 درجة مئوية)	16 W/(m·K)
القدرة الحرارية المحددة	500 جول/(كجم·ك)
المقاومة الكهربائية	0.73 أوم مم2/م

1.4301 مقابل 316: مقارنة التمدد الحراري

إن CTE البالغ 1.4301 أعلى قليلاً من الفولاذ من النوع 316-(UNS S31600): تقريبًا 17.2 × 10-6/ك مقابل حوالي 16.0 × 10-6/ك عند 20-100 درجة مئوية. وفي تجميعات المواد المختلطة، يجب مراعاة الاختلاف في تصميم الوصلات والخلوصات.

الآثار المترتبة على تصميم الأنابيب والمبادلات الحرارية والألواح

نظرًا لأن درجات الأوستنيتي تتمدد بحوالي 50% أكثر من الفولاذ الكربوني (حوالي 12 × 10-6/ك)، فإن تمديدات الأنابيب الطويلة تحتاج إلى وصلات تمدد، ومنفاخ أو حلقات، ودعامات منزلقة. في المبادلات الحرارية، يجب استيعاب التمدد التفاضلي بين الأنابيب والقشرة. يؤدي التسخين غير المتساوي لـ 1.4301 ورقة إلى خلق ضغط داخلي يمكن أن يسبب الاعوجاج؛ السماح بالتوسع وتجنب التسخين أو التبريد الموضعي السريع.

ارتفاع-حدود درجة الحرارة والحساسية

يتمتع 1.4301 بمقاومة أكسدة جيدة أقل من حوالي 870-925 درجة مئوية للخدمة المتقطعة، ولكن التعرض لفترات طويلة بين 425 درجة مئوية و860 درجة مئوية يسبب ترسيب كربيد الكروم عند حدود الحبوب، مما يقلل من مقاومة التآكل. للخدمة المستمرة في هذا النطاق، استخدم درجة الكربون المنخفضة-1.4307 (304L)، أو عندما تكون هناك حاجة إلى درجة حرارة عالية-، استخدم متغير الكربون المتحكم به مثل 304H (UNS S30409).

التعليمات

1. ما هو CTE البالغ 1.4301 عند درجة حرارة 20-100 درجة مئوية؟

17.2 × 10-6 لكل ك (متوسط ​​المعامل الخطي).

2. كيف يمكن مقارنة 1.4301 بالفولاذ الكربوني؟

إنه يتمدد بنسبة 50% تقريبًا أكثر من الفولاذ الكربوني، لذا فإن تعويض التمدد أكثر أهمية في الأنظمة المختلطة.

3. هل 1.4301 مناسب لخدمة درجات الحرارة العالية المستمرة-؟

ليس في نطاق 425-860 درجة مئوية حيث يحدث التحسس؛ لمثل هذه الخدمة، حدد 304L أو 321 أو 310/310S حسب درجة الحرارة.

4. هل يمكن للتمدد الحراري أن يشوه 1.4301 ورقة؟

نعم، يمكن للتوزيع غير المتساوي لدرجة الحرارة أن يولد إجهادًا داخليًا ويسبب الاعوجاج، خاصة في الألواح الرقيقة.

5. كيف يتم تعويض التمدد الحراري في الأنابيب؟

مع وصلات التمدد، ومنفاخ، وحلقات التمدد والدعامات المنزلقة، يتم تحديد حجمها باستخدام CTE للمادة.

6. ما هو CTE 316 للمقارنة؟

حوالي 16.0 × 10-6/ك عند 20-100 درجة مئوية، أقل قليلاً من 1.4301.