الفولاذ المقاوم للصدأ 304H مقابل 304: مقاومة الحرارة لتطبيقات درجات الحرارة العالية-

304 و304H: نفس القاعدة 18-8، مع تحكم مختلف في الكربون

304 (UNS S30400) و304H (UNS S30409) كلاهما من الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ من الكروم الكلاسيكي بنسبة 18%، و8-10.5% من عائلة النيكل. والفرق الوحيد المتعمد هو الكربون: 304 يقتصر على 0.08% كحد أقصى، بينما يتم تحديد 304H بنطاق متحكم فيه يبلغ 0.04-0.10%. يؤدي هذا التغيير البسيط إلى تحويل درجة الأغراض العامة إلى درجة مقاومة للحرارة، لأن الكربون هو ما يثبت البنية المجهرية ضد الزحف عند درجة حرارة عالية.

التركيب الكيميائي حسب ASTM A240

العنصر (بالوزن%)	304 أونس S30400	304H أونس S30409
C	0.08 كحد أقصى	0.04-0.10
من	2.00 كحد أقصى	2.00 كحد أقصى
P	0.045 كحد أقصى	0.045 كحد أقصى
S	0.030 كحد أقصى	0.030 كحد أقصى
سي	0.75 كحد أقصى	0.75 كحد أقصى
كر	18.00-20.00	18.00-20.00
ني	8.00-10.50	8.00-10.50
N	0.10 كحد أقصى	0.10 كحد أقصى

يحدد تصنيف H في معايير ASTM أيضًا الحد الأدنى لمتطلبات حجم الحبوب الذي يعزز مقاومة الزحف. يتم تغطية كلا الدرجتين بواسطة ASTM A240 للوحة، وA312 للأنابيب وA213 للغلاية وأنبوب التسخين الفائق، وهو شكل المنتج الذي يتم فيه تحديد 304H في أغلب الأحيان.

لماذا يتفوق 304H على 304 عند درجة حرارة عالية

فوق 500 درجة مئوية تقريبًا، يسمح الكربون المنخفض للمعيار 304 بتليين حدود الحبوب وانزلاقها تحت الحمل المستمر، ويتسارع تشوه الزحف. في 304H، يشكل الكربون العالي كربيدات الكروم الدقيقة التي تثبت حدود الحبوب، وتقاوم التشوه تحت الضغط الحراري الطويل ودورات التسخين-المتكررة والتبريد. تعمل هذه الآلية نفسها على تحسين مقاومة التعب الحراري، وهو أمر مهم بالنسبة لصواني الفرن وأنابيب المبادل الحراري والمكونات الأخرى التي تدور في درجة الحرارة. ولهذا السبب تتعرف رموز أوعية الضغط والغلاية- على الضغوط الأعلى المسموح بها لـ 304H مقارنةً بـ 304 في درجات الحرارة المرتفعة.

الخواص الميكانيكية والصفقات التجارية-.

في الحالة الملدنة، يظهر كلا الصفين الحد الأدنى من قوة الشد 515 ميجا باسكال، وقوة الخضوع 205 ميجا باسكال والاستطالة 40% لكل ASTM A240. تظهر مقايضة الكربون العالي-في سلوك الخدمة: يتميز 304H بمرونة أقل قليلاً في درجة حرارة الغرفة-وهو أقل ملاءمة للتكوين البارد الشديد مثل السحب العميق، كما أنه أكثر عرضة بشكل هامشي للتآكل الحبيبي في بيئات كيميائية معينة بعد اللحام. في الخدمة ذات درجة الحرارة العالية-، تكون هذه التأثيرات ثانوية، ولكنها مهمة لتخطيط التصنيع.

التطبيقات والقيود

حدد 304H للمكونات في الخدمة المستمرة حوالي 800-1100 درجة مئوية: أجزاء الأفران الصناعية، وأنابيب التسخين وإعادة التسخين، وخطوط البخار، ومشعبات العادم، ومكونات الناقل ذات درجة الحرارة العالية-. لا تستخدم 304H حيث أن 304 هو الاختيار العقلاني: الخدمة ذات درجة الحرارة المنخفضة، أو البيئات شديدة الكلوريد أو مياه البحر حيث لا يقدم الكربون أي فائدة ويضيف التكلفة فقط، أو الأجزاء المعقدة المشكلة على البارد والتي تحتاج إلى أقصى قدر من الليونة.

إرشادات اللحام والتصنيع

لحام 304H بإدخال حرارة منخفضة لتجنب ترسيب الكربيد المفرط عند حدود الحبوب، واستخدام 308H-معدن حشو من النوع لمطابقة قوة درجة الحرارة العالية- للمادة الأساسية. 304 يعتبر أكثر تسامحًا في التصنيع ويمكن لحامه بإجراءات GTAW وGMAW القياسية بدون معالجة خاصة بعد اللحام-لأغلب التطبيقات. يتم تصنيع كلا الصفين جيدًا باستخدام أدوات الكربيد، على الرغم من أن 304H قد يحتاج إلى سرعات قطع منخفضة قليلاً للتحكم في تصلب العمل.

التعليمات

ماذا يعني H في 304H؟

تحدد H متغير درجة حرارة عالية- مع نطاق كربون متحكم فيه يبلغ 0.04-0.10% وحد أدنى محدد لحجم الحبيبات، مما يوفر قوة زحف وتمزق أعلى في الخدمة المستمرة ذات درجة الحرارة العالية. يتم التعرف عليه في رموز مثل ASTM A240 وA213.

متى يجب اختيار 304H على 304؟

عندما يعمل المكون بشكل مستمر في نطاق 800-1100 درجة مئوية تقريبًا، تتحكم مقاومة الزحف في التصميم، على سبيل المثال، أنابيب الغلاية، وأجهزة التسخين الفائقة، وأجزاء الفرن، ومكونات البخار. فوق حوالي 500 درجة مئوية، تحمل الدرجة H ضغوط تصميم أعلى مسموح بها.

هل يضر الكربون العالي 304H بمقاومة التآكل؟

بشكل طفيف، في بيئات كيميائية معينة، نظرًا لأن ارتفاع نسبة الكربون يزيد من خطر التحسس في منطقة اللحام -المتأثرة بالحرارة. في خدمة درجة الحرارة المرتفعة-، لا يعد هذا هو العامل الحاكم؛ في خدمة الكلوريد، يكون الفرق غير ذي صلة لأن أيًا من الدرجات غير مناسب للكلوريدات.

ما هو معدن الحشو المستخدم في 304H؟

يوصى باستخدام مادة الحشو من النوع 308H- بحيث يحتفظ معدن اللحام بقوة درجة حرارة عالية-مقارنة بالمادة الأساسية. حافظ على انخفاض مدخلات الحرارة والتحكم في درجة حرارة الممر الداخلي.

هل يمكن أن يحل 304 محل 304H عند درجة حرارة عالية؟

فقط مع تقليل الضغط المسموح به، والذي عادة ما يفرض جدرانًا أكثر سمكًا. عندما تكون قوة الزحف والتمزق هي محركات التصميم، فإن 304H هي الدرجة المحددة و304 ليس بديلاً مكافئًا.

هل 304H مناسب للكلوريد أو خدمة درجات الحرارة المنخفضة-؟

لا، لا يقاوم 304 ولا 304H تأليب الكلوريد، ولا يقدم 304H أي ميزة عند درجات الحرارة المنخفضة، حيث يكون محتوى الكربون الخاص به غير ذي صلة وتكون ليونته المنخفضة عيبًا. استخدم 316L أو درجة أعلى من سبائك الكلوريدات.