الفولاذ المقاوم للصدأ 304H عالي -الكربون

304H هو النوع-الذي يحتوي على نسبة عالية من الكربون من الفولاذ المقاوم للصدأ 304، مع محتوى كربون متحكم فيه لتحسين-قوة الزحف في درجات الحرارة العالية. لقد تم تصميمه خصيصًا لمكونات التحمل-التي تتحمل درجات الحرارة العالية-، مما يحقق التوازن بين أداء درجات الحرارة العالية-ومقاومة التآكل، ويستخدم على نطاق واسع في صناعة توليد الطاقة.

التركيب الكيميائي (بالوزن٪): C=0.04-0.10، Cr=18.00-20.00، Ni=8.00-10.50، Si أقل من أو يساوي 1.00، Mn أقل من أو يساوي 2.00، P أقل من أو يساوي 0.045، S أقل من أو يساوي 0.030، Fe= الرصيد

الخواص الميكانيكية (ملدن): قوة الشد أكبر من أو تساوي 515MPa، قوة الخضوع أكبر من أو تساوي 205MPa، الاستطالة أكبر من أو تساوي 40%، الصلابة أقل من أو تساوي 201HB

مزايا الأداء: قوة زحف ممتازة في درجات الحرارة العالية، ومستقرة بشكل خاص عند 600-870 درجة؛ مقاومة جيدة للأكسدة في درجات الحرارة العالية-؛ غرفة مماثلة -درجة حرارة مقاومة التآكل إلى 304؛ مناسب لسيناريوهات تحمل الضغط ذات درجات الحرارة العالية-.

التطبيقات: أنابيب الغلايات المحماة، وخطوط أنابيب البخار ذات درجة الحرارة العالية-، والمكونات المساعدة لتوربينات الغاز، وعناصر تسخين الأفران الصناعية، وفلنجات أوعية التفاعل ذات درجة الحرارة العالية- في صناعة توليد الطاقة.

الدرجات المعادلة: UNS S30409، JIS SUS304H، EN 1.4307، GB 07Cr19Ni10

Q&A

س1: لماذا يعد 304H مناسبًا لمكونات التحمل-ذات الضغط الحراري العالي-؟ A1: 304H مناسب لمكونات التحمل ذات الضغط العالي-في درجات الحرارة العالية-ويرجع ذلك بشكل أساسي إلى محتواه العالي من الكربون الذي يتم التحكم فيه (0.04-0.10% بالوزن). في درجات الحرارة المرتفعة، يتحد الكربون في 304H مع الكروم لتكوين كربيدات الكروم المستقرة، والتي يمكنها تثبيت حدود الحبوب ومنع انزلاق الحبوب، وبالتالي تحسين قوة الزحف في درجات الحرارة العالية بشكل ملحوظ. عند 700 درجة، تكون قوة التمزق الزاحف 1000 ساعة البالغة 304H (أكبر من أو تساوي 75MPa) أعلى بنسبة 36% من 304 (أكبر من أو تساوي 55MPa)، مما يمكنها من الحفاظ على الاستقرار الهيكلي في ظل درجات الحرارة العالية-وظروف الإجهاد العالية-على المدى الطويل. في المقابل، يؤدي المحتوى المنخفض من الكربون في 304 إلى عدم كفاية الكربيدات في درجات الحرارة العالية، مما يؤدي إلى مقاومة ضعيفة للزحف وتشوه البلاستيك بسهولة. بالإضافة إلى ذلك، يحتفظ 304H بمقاومة جيدة للأكسدة-في درجات الحرارة العالية، مما يشكل طبقة أكسيد كثيفة لمقاومة التآكل الغازي عند درجات الحرارة العالية.

س2: ما هي متطلبات المعالجة الحرارية اللاحقة للحام -الإلزامية لـ 304H؟ A2: يجب أن يخضع الفولاذ المقاوم للصدأ 304H للتليين بعد اللحام عند درجة حرارة 850-900 درجة، يليها تبريد الهواء. تعد عملية المعالجة الحرارية هذه إلزامية لأن اللحام يمكن أن يسبب إجهادًا متبقيًا في المكون، مما قد يؤدي إلى تشقق التآكل الإجهادي في البيئات ذات درجات الحرارة العالية-. التلدين عند 850-900 درجة يمكن أن يزيل بشكل فعال الإجهاد المتبقي، ويقلل من خطر التشقق. وفي الوقت نفسه، يمكن لنطاق درجة الحرارة هذا إذابة كربيدات الكروم الزائدة المترسبة أثناء اللحام، وتجنب تكوين مناطق استنفاد الكروم واستعادة مقاومة التآكل لمنطقة اللحام. يجب أن يكون وقت الاحتفاظ بعملية التلدين 30 دقيقة على الأقل لكل 25 مم من السمك لضمان اختراق الحرارة بشكل كافٍ. يساعد تبريد الهواء بعد التلدين على الحفاظ على البنية الأوستنيتي وتجنب تكوين المراحل الهشة، مما يضمن الخواص الميكانيكية للمكون.

س3: هل يمكن أن يحل 304 محل 304H في سيناريوهات الضغط على درجات الحرارة العالية-؟ A3: لا، 304 لا يمكن أن يحل محل 304H في سيناريوهات الضغط على درجات الحرارة المرتفعة. السبب الرئيسي هو الاختلاف الكبير في قوة زحف درجات الحرارة المرتفعة-بين الاثنين. عند درجات حرارة أعلى من 600 درجة، تكون مقاومة الزحف 304 غير كافية؛ وفي ظل-درجة الحرارة المرتفعة-وظروف الضغط العالي-المدى الطويل، فإنه سيخضع لتشوه بلاستيكي واضح، مما يؤدي إلى فشل المكونات. على سبيل المثال، في أنابيب التسخين الفائق للغلاية التي تعمل عند 700 درجة، سوف يتعرض 304 لتشوه مفرط خلال فترة قصيرة، بينما يمكن أن يحافظ 304H على أداء مستقر لفترة طويلة. بالإضافة إلى ذلك، يوازن محتوى الكربون الذي يتم التحكم فيه في 304H بين الأداء في درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل، بينما يؤدي محتوى الكربون المنخفض في 304 إلى ضعف الاستقرار الهيكلي في درجات الحرارة المرتفعة. لن يؤدي استخدام 304 في سيناريوهات الضغط على درجات الحرارة المرتفعة إلى تقليل عمر خدمة المكون فحسب، بل سيشكل أيضًا مخاطر محتملة على السلامة مثل تسرب خط الأنابيب.

س 4: ما هو الفرق في منطق التحكم في محتوى الكربون بين 304H و304؟ ج4: يختلف منطق التحكم في محتوى الكربون في 304H و304 بشكل أساسي نظرًا لاختلاف سيناريوهات التطبيق الخاصة بهما. . 304 تم تصميمه لبيئات التآكل المنخفضة - العامة، لذلك يتم التحكم في محتوى الكربون عند مستوى منخفض (أقل من أو يساوي 0.08٪ بالوزن) لتقليل خطر التآكل الحبيبي، مع إعطاء الأولوية لمقاومة درجة حرارة الغرفة -للتآكل وقابلية التشكيل. وفي المقابل، تم تصميم 304H للبيئات التي تتحمل درجات الحرارة العالية-والإجهاد-، لذلك يتم التحكم في محتواه من الكربون ضمن نطاق محدد (0.04-0.10% بالوزن). يضمن الحد الأدنى البالغ 0.04% بالوزن وجود كمية كافية من الكربون لتكوين الكربيدات عند درجات الحرارة العالية، مما يوفر قوة الزحف اللازمة. يتجنب الحد الأعلى البالغ 0.10% بالوزن الكربون الزائد، والذي قد يؤدي إلى ترسيب مفرط للكربيد، مما يقلل من مقاومة التآكل في درجة حرارة الغرفة -والصلابة. يتيح التحكم الدقيق في محتوى الكربون لـ 304H تحقيق التوازن بين أداء درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل، وهو ما لا يمكن تحقيقه مع نطاق محتوى الكربون في 304.

س5: ما هي العوامل الرئيسية التي تؤثر على عمر خدمة 304H في البيئات ذات درجات الحرارة العالية-؟ ج5: هناك العديد من العوامل الرئيسية التي تؤثر على عمر خدمة 304H في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة. أولاً، درجة حرارة التشغيل: تجاوز الحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة المستمرة (870 درجة) سوف يسرع عملية الأكسدة وخشونة الكربيد، مما يقلل بشكل كبير من عمر الخدمة. ثانيًا، مستوى الإجهاد المطبق: الضغط العالي سيزيد من معدل تشوه الزحف، مما يقلل من عمر التمزق الزاحف. ثالثًا، جودة المعالجة الحرارية-بعد اللحام: عدم كفاية درجة حرارة التلدين أو وقت الاحتجاز سيترك إجهادًا متبقيًا، مما يزيد من خطر التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي. رابعًا، تركيبة وسط درجة الحرارة المرتفعة-: تعمل الغازات المسببة للتآكل مثل ثاني أكسيد الكبريت أو أيونات الكلوريد الموجودة في الوسط على تسريع تآكل 304H، مما يقلل من عمر الخدمة. خامسًا، نقاء المادة: الشوائب مثل الفوسفور والكبريت سوف تقلل من صلابة درجة الحرارة العالية وقوة الزحف البالغة 304H، مما يؤثر على عمر الخدمة. لإطالة عمر الخدمة، من الضروري التحكم بشكل صارم في درجة حرارة التشغيل والإجهاد، وضمان المعالجة الحرارية المناسبة لما بعد اللحام، وتجنب البيئات المتوسطة المسببة للتآكل.