304合金
304 合金(UNS S30440)不锈钢是18%铬、8%镍的奥氏体合金变形产品,是不锈 钢系列中的***常用的产品。这个不锈钢合金可以用于广泛的领域,具有良好的很 好的抗腐蚀能力、较易装配、出色的成形性及高强度、低重量。
一般属性
合金304 (S30400), 304L (S30403), and 304H (S30409)的不锈钢是18%铬,8%镍奥氏体合金的几种变体,是不锈钢家族中***常见和***常用的合金。因为这些合金具有以下一种或多种属性,因此可以用作各种应用。属性包括:
- 耐腐蚀
- 防止产品污染
- ***化
- 易于加工
- 良好的成形性
- 外观精美
- 易于清洁
- 高强度、低重量
- 低温环境下,良好的强度和韧性
- 已存在多种产品形式
每种合金都很好地结合了耐腐蚀性和良好的加工性。性能的良好结合是这种合金被广泛使用的原因,几乎占全美国不锈钢产量的一半。18-8不锈钢,主要是304,304L,304H,以多种形式存在,包括片,条和板。这些合金通常用于设备的制造,应用的例子包括:食物和饮料,卫生,冷冻,压力容器。
***氧脱碳技术(AOD技术)以低成本实现了低碳水平,304成为了标准合金。304L用于焊接产品,这些产品作业时可能暴露在会引起不规则腐蚀的环境下。
304H合金是304的改良品,它的碳含量在0.04-0.10之间,对于要暴露在温度800°F以上的零件,采用304H有助于改善高温下的强度。
化学成分
ASTM A240 and A***E SA-240:
| 成分 |
重量百分比除特别说明外,表中所列为***大值 |
||
| 304 | 304L | 304H | |
| 碳 | 0.08 | 0.030 | 0.04-0.01 |
| 锰 | 2.00 | 2.00 | 2.00 |
| 磷 | 0.045 | 0.045 | 0.045 |
| 硫 | 0.030 | 0.030 | 0.030 |
| 硅 | 0.75 | 0.75 | 0.75 |
| 铬 | 18.00 20.00 |
18.00 20.00 |
18.00 20.00 |
| 镍 | 8.0 10.50 |
8.0 12.00 |
8.0 10.5 |
| 氮 | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
耐腐蚀
均匀腐蚀
奥氏体不锈钢304,304L,304H,在适度的氧化和还原环境下,具有相当的耐腐蚀性。这些合金被广泛用于加工和处理食物饮料,奶制品的设备和器具。热交换器,管道,油罐,和其他与淡水接触的加工设备都可以采用这些合金。
这些合金的铬含量是18-19%,在氧化环境下具有***化性。下表是304合金在稀硝酸环境下的氧化率。
| % 硝酸 | 温度 °F (°C) |
腐蚀率 Mils/Yr (mm/a) |
| 10 | 300 (149) | 5.0 (0.13) |
| 20 | 300 (149) | 10.1 (0.25) |
| 30 | 300 (149) | 17.0 (0.43) |
304,304L,304H对中度有机酸(如醋酸)和还原酸(如磷酸)也具有抵抗性。18-8合金镍含量9-11%,能抵抗中度还原环境。更高还原性的还原环境(如沸腾的稀盐酸和***),对于这些材料来说,攻击性就太强了。
某些情况下,低碳含量的304L合金比高碳含量的304合金的腐蚀率低。从甲酸,***,***得到的数据印证了这一点。除此以外,304,304L,304H在大多数腐蚀环境下的性能都是相同的。一个值得注意的特例是:在足以引起焊接和热影响区粒间腐蚀的环境中,更倾向使用304L合金,因为它的低碳含量有助于抵抗粒间腐蚀。
焊接
奥氏体不锈钢被认为是***容易焊接的合金钢,可以用所有的融合物焊接,也进行电阻焊接。304,304L是典型的奥氏体不锈钢。
生产奥氏体不锈钢的焊接接点时要考虑两个因素:1)保持其耐腐蚀性,2)避免开裂。
材料被焊接过程中会形成温度阶梯,从熔池的熔化温度到离焊接点稍远的周围温度。被焊接材料的碳含量越高,焊接热循环就更容易导致碳化铬沉淀,对材料的耐腐蚀性有影响。为了保持材料的耐腐蚀性处于***好的水平,因此在已焊接状态下作业,应该选择低碳材料(304L)。另一种做法是,采用完全退火溶解碳化铬,使标准碳含量的材料***高水平的耐腐蚀性。
焊接完全奥氏体结构的金属,在焊接操作中更容易形成裂纹。因此,304和304L合金中添加了少量的铁素体,降低材料的裂纹敏***,达到重新固化的作用。
把18-8奥氏体合金焊接到碳钢时,通常用309合金(23%铬-13.5%镍)或镍基焊料。
