Die Legierung 304/304L (UNS S30400/S30403) ist der am weitesten verbreitete austenitische "18-8"-Chrom-Nickel-Edelstahl. Es ist eine kostengünstige und vielseitige korrosionsbeständige Legierung, die für eine Vielzahl von allgemeinen Anwendungen geeignet ist. Es ist üblich, dass 304L sowohl als 304 als auch als 304L zertifiziert ist. Der niedrige Kohlenstoffgehalt von 304L in Kombination mit der Zugabe von Stickstoff ermöglicht es ihm, die mechanischen Eigenschaften von Edelstahl 304 zu erfüllen. Die Legierung 304/304L weist eine Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion sowie mäßig oxidierende und reduzierende Umgebungen auf. Es hat auch eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion im geschweißten Zustand. Darüber hinaus behält die Legierung 304/304L eine gute Festigkeit und Zähigkeit bei kryogenen Temperaturen bei. Im geglühten Zustand ist die Legierung 304/304L nicht magnetisch. Es kann jedoch durch Kaltumformung oder Schweißen leicht magnetisch werden. Es kann leicht geschweißt und mit Standard-Fertigungsverfahren in der Werkstatt verarbeitet werden.
Anträge
- Chemie und Petrochemie
Verarbeitung – Druckbehälter, Tanks, Wärmetauscher, Rohrleitungssysteme, Flansche, Armaturen, Ventile und Pumpen - Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung
- Medizinisch
- Bergbau
- Erdölraffination
- Pharmazeutische Verarbeitung
- Stromerzeugung – Kernenergie
- Zellstoff und Papier
Normen
ASTM........ A 240ASME........ SA 240
AMS.......... 5511/5513
QQ-S........ 766
Korrosionsbeständigkeit
Edelstahllegierung 304/304L weist eine gute Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion sowie eine gute Beständigkeit gegen verschiedene organische und anorganische Chemikalien in mäßig oxidierenden bis mäßig reduzierenden Umgebungen auf. Der hohe Chromgehalt in der Legierung bietet Beständigkeit gegen oxidierende Lösungen, einschließlich Salpetersäure bis zu 55 Gew.-% bei Temperaturen von bis zu 80 °C (176 °F).
Die Legierung ist auch resistent gegen mäßig aggressive organische Säuren wie Essigsäure. Das Vorhandensein von Nickel in der Legierung trägt zu ihrer Beständigkeit gegen mäßig reduzierende Lösungen, wie reine Phosphorsäure, in jeder Konzentration in kalten Lösungen und bis zu 10 % verdünnten heißen Lösungen bei. Es kann auch erfolgreich in Laugen ohne Chloride eingesetzt werden. Die Legierung 304/304L eignet sich jedoch nicht für stark reduzierende Umgebungen, die Chloride und Schwefelsäure enthalten.
Die Legierung 304/304L eignet sich gut für den Einsatz in Süßwasser mit niedrigem Chloridgehalt (weniger als 100 ppm). Bei höheren Chloridwerten wird die Sorte jedoch anfällig für Spaltkorrosion und Lochfraß. Unter solch schwierigen Bedingungen wird eine Legierung mit einem höheren Molybdängehalt wie 316/316L empfohlen. Die Legierung 304/304L wird nicht für den Einsatz in Meeresumgebungen empfohlen.
In den meisten Fällen ist die Korrosionsbeständigkeit der Legierungen 304, 304L und 304H in verschiedenen korrosiven Umgebungen ungefähr gleich. In Umgebungen, die korrosiv genug sind, um interkristalline Korrosion von Schweißnähten und Wärmeeinflusszonen zu verursachen, sollte die Legierung 304L aufgrund ihres niedrigen Kohlenstoffgehalts verwendet werden, was dazu beiträgt, diese Korrosion zu mildern.
Niedrigste Temperatur (°F), bei der die Korrosionsrate 5mpy überschreitet
KORROSION UMWELT |
Art 304/304H |
Art 316L |
2205 (UNS S32205) |
Nr. 2507 |
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0,2% Salzsäure | >Sieden | >Sieden | >Sieden | >Sieden |
1% Salzsäure | 86 Seiten | 86 | 185 | >Sieden |
10% Schwefelsäure | — | 122 | 140 | 167 |
60% Schwefelsäure | — | <54 | <59 | <57 |
96% Schwefelsäure | — | 113 | 77 | 86 |
85% Phosphorsäure | 176 | 203 | 194 | 203 |
10% Salpetersäure | >Sieden | >Sieden | >Sieden | >Sieden |
65% Niitrinsäure | 212 | 212 | 221 | 230 |
80% Essigsäure | 212 Seiten | >Sieden | >Sieden | >Sieden |
50% Ameisensäure | ≤50 | 104 | 194 | 194 |
50% Natriumhydroxid | 185 | 194 | 194 | 230 |
83% Phosphorsäure + |
113 | 149 | 122 | 140 |
60% Salpetersäure + 2% Hydrochlorsäure |
>140 | >140 | >140 | >140 |
50% Essigsäure + 50% Essigsäureanhydrid |
>Sieden | 248 | 212 | 230 |
1% Salzsäure + 0,3% Eisenchlorid |
68 Seiten | 77 Seiten | 113 Seiten | 203ps |
10% Schwefelsäure + 2000ppm Cl- + N2 |
— | 77 | 95 | 122 |
10% Schwefelsäure + 2000ppm Cl- + SO2 |
— | <<59p | <59 | 104 |
WPA1, hoher Cl-Gehalt | <<50 | ≤50 | 113 | 203 |
WPA2, hoher F-Gehalt | <<50 | ≤50 | 140 | 167 |
PS = Lochfraß kann auftreten
PS = Lochfraß/Spaltkorrosion kann auftreten
WPA | P2O5CL-F-H2SO4 | Fe2O3 Al2O3 | SiO2 | CaO MgO | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 54 | 0.20 | 0.50 | 4.0 | 0.30 | 0.20 | 0.10 | 0.20 | 0.70 |
2 | 54 | 0.02 | 2.0 | 4.0 | 0.30 | 0.20 | 0.10 | 0.20 | 0.70 |
Chemische Analyse
Gewicht % (alle Werte sind maximal, sofern kein Bereich anders angegeben ist)
Element | 304 | 304H |
---|---|---|
Chrom | 18.0 min.-20.0 max. | 18.0 min.-20.0 max. |
Nickel | 8.0 min.-10.5 max. | 8.0 min.-10.5 max. |
Kohlenstoff | 0.08 | 0,04 min-0,10 max. |
Mangan | 2.00 | 2.00 |
Phosphor | 0.045 | 0.045 |
Schwefel | 0.030 | 0.030 |
Silizium | 0.75 | 0.75 |
Stickstoff | 0.10 | 0.10 |
Eisen | Gleichgewicht | Gleichgewicht |
Physikalische Eigenschaften
Dichte
0,285 Pfund/Zoll37,90 g/cm3
Spezifische Wärme
0,12 BTU/lb-°F (32 – 212 °F)502 J/kg-°K (0 – 100°C)
Elastizitätsmodul
29,0 x 106 cm200 GPa
Wärmeleitfähigkeit 100 °C (212 °F)
9,4 BTU/h/ft2/ft/°F16,3 W/m-°K
Schmelzbereich
2550 – 2590°F1398 – 1421°C
Elektrischer Widerstand
29,1 Mikrohm Zoll bei 68 °C74 Mikrohm-cm bei 20°C
Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient
Temperaturbereich | |||
---|---|---|---|
in °F | cm/cm | °C | |
68-212 | 20-100 | 9,2 x 10-6 cm | 16,6 x 10-6 cm |
68-932 | 20-500 | 10,0 x 10-6 cm | 18,0 x 10-6 cm |
68-1600 | 20-870 | 11,0 x 10-6 cm | 19,8 x 10-6 cm |
Mechanische Eigenschaften
ASTM | |||
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Typisch* | Typ304 Typ | 304H | |
0,2 % Offset-Streckgrenze, ksi | 42 | 30 Min. | ca. 25 Min. |
Ultimative Zugfestigkeit, ksi | 87 | 75 Min. | 70 Min. |
Dehnung in 2 Zoll, % | 58 | 40 Min. | 40 Min. |
Verringerung der Fläche, % | 70 | — | — |
Härte, Rockwell B | 82 | 92 max. | 92 max. |
Fertigungsdaten
Die Legierung 304/304L kann leicht geschweißt und mit den üblichen Fertigungsverfahren in der Werkstatt verarbeitet werden.
Kaltumformung
Die Legierung ist recht duktil und lässt sich leicht abformen. Die Kaltumformung erhöht die Festigkeit und Härte der Legierung und kann sie leicht magnetisch machen.
Warmumformung
Für die meisten Heißbearbeitungsprozesse werden Arbeitstemperaturen von 750–1150 °C (1652–2102 °F) empfohlen. Für eine maximale Korrosionsbeständigkeit sollte das Material bei mindestens 1038 °C (1900 °F) geglüht und nach der Warmumformung mit Wasser abgeschreckt oder auf andere Weise schnell abgekühlt werden.
Zerspanung
Die Legierung 304/304L unterliegt während der Verformung einer Kaltverfestigung und einem Spanbruch. Die besten Bearbeitungsergebnisse werden mit langsameren Geschwindigkeiten, schwereren Vorschüben, hervorragender Schmierung, scharfen Werkzeugen und leistungsstarken steifen Geräten erzielt.
Schmierung | des Betriebswerkzeugs | BEDINGUNGEN | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Tiefe-mm Tiefe-Einspeisung mm | /tEinspeisung/t | Geschwindigkeit-m/minGeschwindigkeit-ft/min | ||||||
Drehend | Schnellarbeitsstahl | Schneiden von Öl | 6 | .23 | 0.5 | .019 | 13-18 | 42.6-59 |
Drehend | Schnellarbeitsstahl | Schneiden von Öl | 3 | .11 | 0.4 | .016 | 20-25 | 65.6-82 |
Drehend | Schnellarbeitsstahl | Schneiden von Öl | 1 | .04 | 0.2 | .008 | 26-31 | 85.3-101.7 |
Drehend | Karbid | Trocken- oder Schneidöl | 6 | .23 | 0.5 | .019 | 75-85 | 246-278.9 |
Drehend | Karbid | Trocken- oder Schneidöl | 3 | .11 | 0.4 | .016 | 90-100 | 295.3-328.1 |
Drehend | Karbid | Trocken- oder Schneidöl | 1 | .04 | 0.2 | .008 | 110-120 | 360.8-393.7 |
Schnitttiefe-mm | Einschnitttiefe | Vorschub-mm | /tEinspeisung/t Geschwindigkeit-m | /minGeschwindigkeit-ft/min | ||||
Schneiden | Schnellarbeitsstahl | Schneiden von Öl | 1.5 | .06 | 0.03-0.05 | .0012-.0020 | 18-23 | 59-75.5 |
Schneiden | Schnellarbeitsstahl | Schneiden von Öl | 3 | .11 | 0.04-0.06 | .0016-.0024 | 19-24 | 62.3-78.7 |
Schneiden | Schnellarbeitsstahl | Schneiden von Öl | 6 | .23 | 0.05-0.07 | .0020-.0027 | 20-25 | 65.6-82 |
Bohrer | ø mmBohrer ø in | Vorschub-mm | /tEinschüb/t Drehzahl-m | /minDrehzahl-ft/min | ||||
Bohrung | Schnellarbeitsstahl | Schneiden von Öl | 1.5 | .06 | 0.02-0.03 | .0007-.0012 | 10-14 | 32.8-45.9 |
Bohrung | Schnellarbeitsstahl | Schneiden von Öl | 3 | .11 | 0.05-0.06 | .0020-.0024 | 12-16 | 39.3-52.5 |
Bohrung | Schnellarbeitsstahl | Schneiden von Öl | 6 | .23 | 0.08-0.09 | .0031-.0035 | 12-16 | 39.3-52.5 |
Bohrung | Schnellarbeitsstahl | Schneiden von Öl | 12 | .48 | 0.09-0.10 | .0035-.0039 | 12-16 | 39.3-52.5 |
Vorschub-mm/ | tEinspeisung/t | Geschwindigkeit-m/minGeschwindigkeit-ft/min | ||||||
Fräsen Profilieren | Schnellarbeitsstahl | Schneiden von Öl | 0.05-0.10 | .002-.004 | 12-22 | 39.4-72.2 |
Schweißen
Die Legierung 304/304L kann mit den meisten Standardverfahren problemlos geschweißt werden. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist nicht erforderlich.