1.4301 Wyjaśnienie materiału: Właściwości, gatunki i zastosowania stali nierdzewnej 304

Poproś trzech inżynierów o opisanie materiału 1.4301, a prawdopodobnie usłyszysz trzy różne odpowiedzi: niemiecki numer materiału, europejską nazwę stali lub po prostu „304”. Wszyscy wskazują na tę samą austenityczną stal nierdzewną chromowo-niklową, gatunek, który pojawia się w sprzęcie kuchennym, zakładach chemicznych, kotłowniach i platformach wiertniczych. Firma Xinhang Special Material produkuje rury i rurki ze stali nierdzewnej od ponad 16 lat, a gatunek 1.4301 jest nadal najczęściej podawanym przez nas gatunkiem, ponieważ równoważy odporność na korozję, odkształcalność, spawalność i koszt lepiej niż prawie wszystko inne w tej rodzinie.

Artykuł ten omawia podstawowe informacje dotyczące arkusza danych, skład, właściwości mechaniczne i fizyczne, a następnie idzie nieco dalej niż większość arkuszy danych: co faktycznie zapewnia 1.4301 po jego rozciągnięciu w bezszwową rurę, zwinięciu w spawaną rurę lub wypolerowaniu w linię narzędziową.

Co właściwie oznacza materiał 1.4301

1.4301 to Werkstoffnummer, numer materiału z niemieckiego systemu DIN, który został przeniesiony do europejskich norm EN. W EN 10088 jest ona połączona z nazwą stali X5CrNi18-10. Warto rozszyfrować tę nazwę, bo mówi ona większość tego, co warto wiedzieć. X oznacza stal wysokostopową, 5 oznacza zawartość węgla w przybliżeniu 0,05 procent, a CrNi18-10 oznacza, że ​​gatunek zawiera około 18 procent chromu i 10 procent niklu.

Poza Europą ten sam stop odpowiada AISI 304, UNS S30400 według ASTM, SUS 304 według JIS, 304S31 według starszej normy brytyjskiej i 08Kh18N10 według GOST. Materiałem, z którego pochodzi 304L, jest jego niskoemisyjny bliźniak 1.4307. Niezależnie od etykiety wydrukowanej na certyfikacie, masz do czynienia z austenityczną stalą niepoddającą się obróbce cieplnej, która w stanie wyżarzonym pozostaje zasadniczo niemagnetyczna i której pasywna warstwa ochronna zależy od chromu.

Skład chemiczny 1.4301

Chrom powoduje korozję. Reaguje z tlenem, tworząc cienką, samonaprawiającą się warstwę tlenku, która uszczelnia powierzchnię i blokuje dalsze ataki. Nikiel utrzymuje strukturę austenityczną, co nadaje stali jej wytrzymałość w niskich temperaturach oraz zdolność do zginania, rozszerzania i ciągnienia bez pękania.

Węgiel jest celowo ograniczany na niskim poziomie, tak aby wytrącanie się węglików było łatwe do opanowania podczas spawania, a siarka jest dobrze trzymana w gatunkach rur, ponieważ wzdłużniki z siarczku manganu stają się miejscami wżerów i mogą otwierać się wzdłuż szwu spawalniczego. Jeśli specyfikacja wymaga spawanej rury o grubych ściankach lub pracy w podwyższonej temperaturze, zwykle bezpieczniejszym zakupem jest wersja 1.4307 o niskiej zawartości węgla.

Właściwości mechaniczne i fizyczne

Najważniejszym szczegółem jest to, że liczby te opisują stan wyżarzania. Stopu 1.4301 nie można wzmocnić poprzez obróbkę cieplną, więc każdy wzrost granicy plastyczności wynika z obróbki na zimno, niezależnie od tego, czy jest to ciągniona rura bez szwu, walcowana i polerowana linia instrumentu, czy też złącze kielichowe. Rura ciągniona na zimno może z łatwością osiągnąć wytrzymałość na rozciąganie od 600 do 700 MPa, przechodząc jednocześnie próbę spłaszczania lub rozszerzania, dlatego właśnie ten gatunek nadaje się zarówno do zastosowań konstrukcyjnych, jak i precyzyjnych.

Odporność na korozję i odporność na ciepło

W codziennym środowisku 1.4301 spisuje się bardzo dobrze. Jest odporny na ataki atmosferyczne, słodką wodę, większość kwasów organicznych, utleniające chemikalia i kwas azotowy, dlatego dominuje w zastosowaniach związanych z żywnością, nabiałem, farmaceutyką i wodą komunalną. Warstwa pasywna odbudowuje się również szybko po cięciu, obróbce mechanicznej lub szczotkowaniu, pod warunkiem, że powierzchnia pozostaje czysta i wolna od zanieczyszczeń żelazem.

Chlorki są wyraźnym ograniczeniem. Korozja wżerowa i szczelinowa staje się realnym zagrożeniem w wodzie zawierającej chlorki, a pękanie korozyjne naprężeniowe może rozwinąć się w gorących, stężonych chlorkach, zwykle powyżej 60°C. Drugą pułapką jest uczulenie: jeśli stal jest utrzymywana w temperaturze pomiędzy około 450 a 850°C, węgliki chromu mogą wytrącać się na granicach ziaren i pozostawiać w tych strefach brak chromu, co powoduje korozję międzykrystaliczną.

Tam, gdzie nie można zaprojektować chlorków, zazwyczaj rozsądną odpowiedzią jest przejście na gatunek zawierający molibden lub duplex, a dostępne opcje można rozważyć w naszym zestawieniu porównanie 304, 316 i 2205 . Do pracy w wysokich temperaturach 1.4301 jest odporny na utlenianie w ciągłej pracy do około 925 C, ale jego wytrzymałość użytkowa szybko spada, a wytrącanie się węglików ogranicza długoterminową pracę powyżej około 425 C, dlatego zamiast tego wybiera się gatunki niskoemisyjne lub stabilizowane.

Produkcja: spawanie, obróbka na zimno i obróbka cieplna

Spawanie

1.4301 spawa czysto metodami TIG, MIG, plazmowymi i oporowymi. W przypadku rur, wypełniacz 308L odpowiada metalowi nieszlachetnemu pod względem odporności na korozję, a podkład argonowy chroni wnętrze złącza. Doprowadzane ciepło powinno pozostać umiarkowane, a temperatura międzyściegowa niska, aby uniknąć odkształceń i wytrącania się węglików na grubszych przekrojach.

Praca na zimno

Gatunek szybko twardnieje, co jest zaletą, gdy wymagana jest wytrzymałość w wyniku ciągnienia lub walcowania, oraz komplikacją, gdy część wymaga kilku etapów formowania, ponieważ może być wymagane wyżarzanie pośrednie. Ciężka praca na zimno wprowadza również niewielką reakcję magnetyczną, która zanika po wyżarzaniu.

Obróbka

Spodziewaj się lepkich wiórów, tendencji do twardnienia pod narzędziem i potrzeby stosowania sztywnych ustawień. Ostre narzędzia z dodatnim nachyleniem, duże posuwy i ciągły przepływ chłodziwa – wszystko to pomaga. Istnieją wersje stopu przeznaczone do obróbki swobodnej dla części, w przypadku których można zmniejszyć odporność na korozję.

Obróbka cieplna i renowacja powierzchni

Wyżarzanie rozpuszczające przeprowadza się w temperaturze od około 1010 do 1120°C, po czym następuje szybkie chłodzenie, aby zapobiec wytrącaniu się węglika; Formowanie na gorąco przebiega w temperaturze od 1150 do 900°C przed wyżarzaniem. Po spawaniu lub obróbce na gorąco, trawienie i pasywacja przywracają warstwę pasywną, a stosowane techniki są omówione w naszych notatkach obróbka powierzchni i pasywacja .

1.4301 Rury i rury w rzeczywistych projektach

Przenikanie ciepła jest jednym z największych zastosowań tego gatunku w postaci rurowej. Rury wymiennika ciepła i kotła wymagają stałej przewodności cieplnej, odporności na parę i kondensat oraz wystarczającej plastyczności, aby można je było zwinąć w arkusz rurowy bez pękania. Bezszwowe i spawane rury 1.4301 umożliwiają wygodne stosowanie tej kombinacji w skraplaczach, podgrzewaczach wody zasilającej i chłodnicach procesowych.

Wymiennik ciepła ze stali nierdzewnej 304 Rury skutecznie przenoszą ciepło Rura wymiennika ciepła ze stali nierdzewnej jest materiałem o wysokiej wydajności. Ze względu na odporność na korozję, wytrzymałość na wysokie temperatury i niezawodną mechanikę... Zobacz produkt →

Rurociągi procesowe to kolejne duże zastosowanie. Linie sprzętu chemicznego ze stali 1.4301 są powszechne tam, gdzie media są utleniające, a nie bogate w chlorki i gdzie liczy się higieniczna, łatwa do czyszczenia powierzchnia wewnętrzna. Stała grubość ścianek, kontrolowana średnica wewnętrzna i błyszczące wykończenie przyczyniają się do stabilnego przepływu i przewidywalnego zachowania korozyjnego przez lata eksploatacji.

304 Sprzęt chemiczny o wysokiej stabilności Rury ze stali nierdzewnej bez szwu Maszyny i sprzęt chemiczny muszą wytrzymywać określone erozje chemiczne oraz środowiska o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu, dlatego muszą być produkowane z h... Zobacz produkt →

Jasne i precyzyjne rurki 1.4301

Kiedy wymagania zmieniają się z odporności na korozję na kontrolę wymiarów i jakość powierzchni, ten sam stop jest produkowany jako walcowana na zimno, wyżarzana na jasno rura precyzyjna. Etap wyżarzania jasnego usuwa zgorzelinę i tlenek bez utraty powierzchni powodowanej przez trawienie, dzięki czemu średnica zewnętrzna i grubość ścianki pozostają szczelne, a otwór pozostaje czysty. Oprzyrządowanie, pętle sterujące i przewody hydrauliczne o małej średnicy opierają się na tej postaci 1.4301, w przypadku której szorstka lub zanieczyszczona powierzchnia wewnętrzna zakłócałaby przepływ i stwarzała miejsce do rozpoczęcia korozji.

Rury bez szwu ze stali nierdzewnej, walcowane na zimno, jasne, wyżarzane Rury precyzyjne ze stali nierdzewnej odnoszą się do rur wykonanych metodą ciągnienia na zimno lub walcowania na zimno. Ich dokładność średnicy i dokładność grubości ścianki są lepsze niż w przypadku zwykłych... Zobacz produkt →

Równoważne stopnie i oznaczenia

Lista kontrolna zaopatrzenia dla rurki 1.4301

• Potwierdź, że certyfikat stwierdza obowiązującą normę, taką jak ASTM A312, ASTM A269, ASTM A249, JIS G3459 lub EN 10216-5, a nie tylko „stal nierdzewna”.
• Zdecyduj wcześniej, czy wymagany jest 1.4301 czy niskowęglowy 1.4307, szczególnie w przypadku połączeń spawanych lub pracy w temperaturach powyżej 425 C.
• Uzgodnij warunki dostawy: wyżarzane, wyżarzane rozjaśniająco, trawione, polerowane lub ciągnione na zimno, ponieważ zmienia to zarówno koszt, jak i wydajność.
• Sprawdź tolerancje średnicy zewnętrznej i grubości ścianki na podstawie rysunku, a nie samego rozmiaru nominalnego.
• Żądaj danych o chropowatości powierzchni za każdym razem, gdy rura zasila obwód higieniczny, hydrauliczny lub o wysokiej czystości.
• Sprawdź ponownie narażenie na chlorki na etapie projektowania, ponieważ gatunek zawierający molibden może być tańszą decyzją w całym okresie eksploatacji linii.

Stal 1.4301 od dziesięcioleci znajduje się na szczycie rodziny stali nierdzewnej, ponieważ jest przewidywalna. Spawacze wiedzą, jak się zachowuje, inżynierowie wiedzą, jak koroduje, a kupujący wiedzą, ile to powinno kosztować. Ocena staje się trudna tylko wtedy, gdy jest zamawiana bez dołączonego standardu, warunku dostawy lub jasnego obrazu środowiska usługowego.

Xinhang Special Material produkuje rury bez szwu 1.4301, rury spawane, jasne wyżarzane rury precyzyjne i pasujące łączniki z naszego zakładu w Hangzhou. Chętnie porozmawiamy o grubości ścianki, wykończeniu powierzchni i certyfikacji wymaganej przez Twój projekt przed złożeniem zamówienia.