Edelstahllegierung 304/304L

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Edelstahllegierung 304/304L

Der am weitesten verbreitete austenitische Edelstahl, der mit einer kontrollierten Kohlenstoffchemie modifiziert wurde, um die Festigkeit auf 816 °C (1500 °F) zu erhöhen.

 

Anträge

  • Chemie und Petrochemie
  • Verarbeitung – Druckbehälter, Tanks, Wärmetauscher, Rohrleitungssysteme,
  • Flansche, Armaturen, Ventile und Pumpen
  • Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung
  • Medizinisch
  • Bergbau
  • Erdölraffination
  • Pharmazeutische Verarbeitung
  • Stromerzeugung – Kernkraft
  • Zellstoff und Papier

Normen

ASTM.......................... A 240
ASME.......................... SA 240
AMS........................... 5513
QQ-S .......................... 766

Korrosionsbeständigkeit

Die Legierung 304/304H hat eine gute Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion, Lebensmittel und Getränke sowie gegen viele organische und anorganische Chemikalien in mäßig oxidierenden bis mäßig reduzierenden Umgebungen. Der hohe Chromgehalt der Legierung bietet eine Beständigkeit gegen oxidierende Lösungen wie Salpetersäure bis zu 55 Gew.-% und bis zu 80 °C (176 °F).

Die Legierung 304/304H widersteht auch mäßig aggressiven organischen Säuren wie Essigsäure. Das in der Legierung enthaltene Nickel bietet Beständigkeit gegen mäßig reduzierende Lösungen wie reine Phosphorsäure, unabhängig von der Konzentration, in kalten Lösungen und bis zu 10 % verdünnten heißen Lösungen. Die Legierung kann auch in chlorid- und fluoridfreien Laugen bei moderaten Temperaturen erfolgreich arbeiten.

Die Legierung 304/304H schneidet in Umgebungen mit höherer Reduktion, wie z. B. solchen, die Chloride und Schwefelsäure enthalten, nicht gut ab.

Die Legierung 304/304H eignet sich gut für den Frischwasserbetrieb mit geringem Chloridgehalt (weniger als 100 ppm). Bei höheren Chloridgehalten ist die Sorte anfällig für Spaltkorrosion und Lochfraß. Für eine erfolgreiche Leistung unter diesen schwierigeren Bedingungen ist ein höherer Molybdängehalt erforderlich, z. B. 316/316L. Die Legierung 304/304H wird nicht für den Einsatz in maritimen Umgebungen empfohlen.

In den meisten Fällen ist die Korrosionsbeständigkeit der Legierungen 304, 304L und 30H in den meisten korrosiven Umgebungen ungefähr gleich. In Umgebungen, die ausreichend korrosiv sind, um interkristalline Korrosion von Schweißnähten und Wärmeeinflusszonen zu verursachen, sollte die Legierung 304L jedoch aufgrund ihres niedrigen Kohlenstoffgehalts verwendet werden.

Niedrigste Temperatur (°F), bei der die Korrosionsrate 5mpy überschreitet
KORROSION
UMWELT
Art
304/304H
Art
316L
2205
(UNS S32205)
Nr. 2507
0,2 % Salzsäure >Kochen >Kochen >Kochen >Kochen
1% Salzsäure 86p 86 185 >Kochen
10% Schwefelsäure 122 140 167
60% Schwefelsäure <54 <59 <57
96% Schwefelsäure 113 77 86
85% Phosphorsäure 176 203 194 203
10% Salpetersäure >Kochen >Kochen >Kochen >Kochen
65% Niitrinsäure 212 212 221 230
80% Essigsäure 212 Seiten >Kochen >Kochen >Kochen
50% Ameisensäure ≤50 104 194 194
50% Natriumhydroxid 185 194 194 230

83% Phosphorsäure +
2% Flusssäure

113 149 122 140
60% Salpetersäure +
2% Salzsäure
>140 >140 >140 >140
50% Essigsäure +
50% Essigsäureanhydrid
>Kochen 248 212 230
1% Salzsäure +
0,3 % Eisenchlorid
68p 77p 113 ps 203 ps
10% Schwefelsäure +
2000ppm Cl- + N2
77 95 122
10% Schwefelsäure +
2000ppm Cl- + SO2
<<59 P <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

WPAP2O5 CL-F-H 2SO4Fe2O3Al2O3SiO2CaOMgO
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 nicht anders angegeben)

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
Sulfer 0.030 0.030
Silizium 0.75 0.75
Stickstoff 0.10 0.10
Eisen Gleichgewicht Gleichgewicht

Physikalische Eigenschaften

Dichte

0,285 lbs/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 212 °F (100 °C)

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
73 Mikrohm-cm bei 20°C
Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient
Temperaturbereich  
°F °C in/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
  Typisch* Typ 304 Typ 304H
0,2 % versetzte Streckgrenze, ksi 43 30 Minuten. 30 Minuten.
Ultimative Zugfestigkeit, ksi 91 75 Minuten. ca. 70 Minuten.
Dehnung in 2 Zoll, % 58 ca. 40 Minuten. ca. 40 Minuten.
Verringerung der Fläche, % 68
Härte, Rockwell B 83 92 max. 92 max.

Fertigungsdaten

Die Legierung 304/304H kann leicht geschweißt und mit den üblichen Fertigungsverfahren verarbeitet werden.

Kaltumformung

Die Legierung ist recht duktil und formt sich leicht. Kaltumformvorgänge erhöhen die Festigkeit und Härte der Legierung und können dazu führen, dass sie leicht magnetisch wird.

Warmumformung

Für die meisten Heißbearbeitungsprozesse werden Arbeitstemperaturen von 750–1150 °C (1652–2102 °F) empfohlen. Für maximale Korrosionsbeständigkeit sollte das Material bei mindestens 1900 °F (1038 °C) geglüht und nach der Warmumformung mit Wasser abgeschreckt oder auf andere Weise schnell abgekühlt werden.

Zerspanung

Die Legierung 304/304H unterliegt der Kaltverfestigung während der Verformung und dem Spanbruch. Die besten Bearbeitungsergebnisse werden mit langsameren Drehzahlen, schwereren Vorschüben, hervorragender Schmierung, scharfen Werkzeugen und leistungsstarken starren Geräten erzielt.

BetriebWerkzeugschmierungBEDINGUNGEN
      Tiefe-mm Tiefe-Einzug-mm /t Vorschub/t Geschwindigkeit-m/min Geschwindigkeit-ft/min
Drehend Schnellarbeitsstahl Schneidöl 6 .23 0.5 .019 13-18 42.6-59
Drehend Schnellarbeitsstahl Schneidöl 3 .11 0.4 .016 20-25 65.6-82
Drehend Schnellarbeitsstahl Schneidöl 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/t Vorschub/t Geschwindigkeit-m/min Geschwindigkeit-ft/min
Schneiden Schnellarbeitsstahl Schneidöl 1.5 .06 0.03-0.05 .0012-.0020 18-23 59-75.5
Schneiden Schnellarbeitsstahl Schneidöl 3 .11 0.04-0.06 .0016-.0024 19-24 62.3-78.7
Schneiden Schnellarbeitsstahl Schneidöl 6 .23 0.05-0.07 .0020-.0027 20-25 65.6-82
      Bohrer ø mm Bohrer ø in Vorschub-mm/t Vorschub/t Drehzahl-m/min Drehzahl-ft/min
Bohrung Schnellarbeitsstahl Schneidöl 1.5 .06 0.02-0.03 .0007-.0012 10-14 32.8-45.9
Bohrung Schnellarbeitsstahl Schneidöl 3 .11 0.05-0.06 .0020-.0024 12-16 39.3-52.5
Bohrung Schnellarbeitsstahl Schneidöl 6 .23 0.08-0.09 .0031-.0035 12-16 39.3-52.5
Bohrung Schnellarbeitsstahl Schneidöl 12 .48 0.09-0.10 .0035-.0039 12-16 39.3-52.5
          Vorschub-mm/t Vorschub/t Drehzahl-m/min Drehzahl-ft/min
Fräsen Profilieren Schnellarbeitsstahl Schneidöl     0.05-0.10 .002-.004 12-22 39.4-72.2

Schweißen

Die Legierung 304/304L (UNS S30400/S30403) ist der am weitesten verbreitete austenitische Chrom-Nickel-Edelstahl "18-8". Es handelt sich um eine kostengünstige und vielseitige korrosionsbeständige Legierung, die für eine Vielzahl von Allzweckanwendungen geeignet ist. Es ist üblich, dass 304L sowohl als 304 als auch als 304L doppelt zertifiziert ist. Der niedrige Kohlenstoffgehalt in 304L, kombiniert mit der Zugabe von Stickstoff, ermöglicht es, die mechanischen Eigenschaften von Edelstahl 304 zu erfüllen. Die Legierung 304/304L weist eine Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion sowie gegen 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 den üblichen Fertigungsverfahren verarbeitet werden.

HINWEIS: Die Informationen und Daten in diesem Produktdatenblatt sind nach bestem Wissen und Gewissen korrekt, dienen jedoch nur zu Informationszwecken und können jederzeit ohne vorherige Ankündigung geändert werden. Die für die Materialien vorgeschlagenen Anwendungen werden nur beschrieben, um den Lesern zu helfen, ihre eigenen Bewertungen und Entscheidungen zu treffen, und sind weder Garantien noch als ausdrückliche oder stillschweigende Garantien für die Eignung für diese oder andere Anwendungen auszulegen.