Edelstahl 304/304L

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Edelstahl 304/304L

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.

bar-rod
Pipe/Tube
PlateSheet
 

 

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 240
ASME........ 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
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 +
2% Flusssäure

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

P2O5
WPACL-F-H2SO4 Fe2O3 Al2O3SiO2CaO 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/Zoll3
7,90 g/cm3

Spezifische Wärme

0,12 BTU/lb-°F (32 – 212 °F)
502 J/kg-°K (0 – 100°C)

Elastizitätsmodul

29,0 x 106 cm
200 GPa

 

Wärmeleitfähigkeit 100 °C (212 °F)

9,4 BTU/h/ft2/ft/°F
16,3 W/m-°K

Schmelzbereich

2550 – 2590°F
1398 – 1421°C

Elektrischer Widerstand

29,1 Mikrohm Zoll bei 68 °C
74 Mikrohm-cm bei 20°C

Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient

°F°C in/ cm
Temperaturbereich  
in °F/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

Typ
  ASTM
 Typisch*304 Typ304H
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.

/t Geschwindigkeit-m/min /t /min ø mm /t /min t Geschwindigkeit-m/min
Schmierungdes BetriebswerkzeugsBEDINGUNGEN
   Tiefe-mm Tiefe-Einspeisung mmEinspeisung/tGeschwindigkeit-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-mmEinschnitttiefeVorschub-mmEinspeisung/t Geschwindigkeit-mGeschwindigkeit-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
   BohrerBohrer ø inVorschub-mmEinschüb/t Drehzahl-mDrehzahl-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/Einspeisung/tGeschwindigkeit-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.