304/304H (UNS S30400/S30409) ist eine Modifikation des häufig verwendeten Edelstahls, der als austenitischer Chrom-Nickel-Edelstahl "18-8" bekannt ist. Es bietet eine erhöhte Festigkeit bei Temperaturen über 800 °F (427 °C), indem es den Kohlenstoffgehalt im Bereich von 0,04 bis 0,10 % kontrolliert. Diese Legierung ist bekannt für ihre Vielseitigkeit, Erschwinglichkeit und Korrosionsbeständigkeit, wodurch sie für eine Vielzahl von Allzweckanwendungen geeignet ist. Es ist üblich, dass 304H sowohl als 304 als auch als 304H doppelt zertifiziert ist. Der hohe Kohlenstoffgehalt in 304H ermöglicht es, die mechanischen Eigenschaften und die Anforderungen an die Korngröße von 304H zu erfüllen und sicherzustellen, dass es die gewünschten Eigenschaften besitzt. Die Legierung 304/304H weist eine allgemeine Korrosionsbeständigkeit auf, die der von Edelstahl 304/304L ähnelt. Es kann atmosphärischer Korrosion und mäßig oxidierenden und reduzierenden Umgebungen standhalten. Aufgrund des hohen Kohlenstoffgehalts kann es jedoch zu Hartmetallausscheidungen in der Wärmeeinflusszone von Schweißnähten kommen. Im geglühten Zustand ist die Legierung 304/304H nicht magnetisch. Es kann jedoch durch Kaltumformung oder Schweißen leicht magnetisch werden. Es kann leicht geschweißt und mit den üblichen Fertigungsverfahren verarbeitet werden.
Anträge
- Chemische und petrochemische Verarbeitung - Druckbehälter, Tanks, Wärmetauscher, Rohrleitungssysteme, Flansche, Armaturen, Ventile und Pumpen Erdölraffination
Normen
ASTM.......................... A 240ASME.......................... SA 240
AMS........................... 5513
QQ-S .......................... 766
Korrosionsbeständigkeit
Edelstahl 304/304H bietet eine gute Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion sowie gegen verschiedene organische und anorganische Chemikalien in mäßig oxidierenden bis mäßig reduzierenden Umgebungen. Sein hoher Chromgehalt bietet Beständigkeit gegen oxidierende Lösungen, einschließlich Salpetersäure bis zu 55 % Gewichtsprozent bei Temperaturen bis zu 80 °C (176 °F). Die Legierung widersteht auch mäßig aggressiven organischen Säuren wie Essigsäure. Das Vorhandensein von Nickel in der Legierung trägt zu ihrer Beständigkeit gegen mäßig reduzierende Lösungen, wie z. B. reine Phosphorsäure, unabhängig von der Konzentration, sowohl in kalten als auch in verdünnten heißen Lösungen bei. Es kann auch in ätzenden Lösungen ohne Chloride oder Fluoride bei moderaten Temperaturen gut funktionieren. Die Legierung 304/304H eignet sich jedoch nicht gut für stark reduzierende Umgebungen, die Chloride und Schwefelsäure enthalten. Im Frischwasserbetrieb mit niedrigem Chloridgehalt (weniger als 100 ppm).
304/304H leistet eine gute Leistung. Bei höheren Chloridgehalten wird es jedoch anfällig für Spaltkorrosion und Lochfraß. Unter solch schwierigen Bedingungen wird eine Legierung mit einem höheren Molybdängehalt, wie z. B. 316/316L, empfohlen. 304/304H wird nicht für den Einsatz in maritimen Umgebungen empfohlen. In den meisten Fällen ist die Korrosionsbeständigkeit der Legierungen 304, 304L und 304H in verschiedenen korrosiven Umgebungen ungefähr gleich. In Umgebungen, die interkristalline Korrosion von Schweißnähten und Wärmeeinflusszonen verursachen können, sollte die Legierung 304L jedoch aufgrund ihres niedrigen Kohlenstoffgehalts verwendet werden, der dazu beiträgt, solche Korrosion zu mildern.
Niedrigste Temperatur (°F), bei der die Korrosionsrate 5mpy überschreitetKORROSION UMWELT |
Art 304/304H |
Art 316L |
2205 (UNS S32205) |
Nr. 2507 |
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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 + |
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
WPA | P2O5 | CL-F-H | 2SO4 | Fe2O3 | Al2O3 | SiO2 | CaO | MgO | |
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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/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 212 °F (100 °C)
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 °C73 Mikrohm-cm bei 20°C
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 | |||
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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
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
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.
Betrieb | Werkzeugschmierung | BEDINGUNGEN | ||||||
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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 | 1.05-0.10 | .002-.004 | 12-22 | 39.4-72.2 |
Schweißen
304/304H kann mit den meisten Standardverfahren problemlos geschweißt werden. Nach dem Schweißen der Legierung 304/304H kann es erforderlich sein, die Platte zu glühen, um die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen, die durch die Sensibilisierung gegen interkristalline Korrosion verloren gegangen ist, wenn sich Chromkarbide in den Korngrenzen in der Wärmeeinflusszone der Schweißnaht ausscheiden.