Millest on valmistatud SS304 äärik?

Roostevabast terasest 304 (SS304) äärikon torustiku komponent, mis on valmistatud austeniitsest roostevaba terase sulamist, mis on tähistatud kui UNS S30400 või DIN 1.4301 ja mida iseloomustab selle nimikoostis 18% kroomi ja 8% niklit ning ülejäänud osa on peamiselt raud.

See artikkel tutvustab SS304 äärikute täpset koostist.

SS304 äärikute keemiline koostis

Vastavalt ASTM A182, sepistatud roostevabast terasest äärikute spetsifikatsioonile, peab SS304 keemiline koostis vastama rangetele protsendivahemikele.

Kroom (Cr): 18,0%–20,0%

Kroom on oluline element, mis muudab roostevaba terase "roostevabaks". SS304 äärikutes on kroomi sisaldus vahemikus 18,0–20,0 massiprotsenti. Kroom reageerib hapnikuga, moodustades ääriku pinnale õhukese kleepuva kroomoksiidi passiivse kihi. See ligikaudu 3 nanomeetri paksune kiht on oksüdeerivas keskkonnas ise-paranev ja annab äärikule selle põhilise korrosioonikindluse. Kahjustuse korral muudab sulamis sisalduv kroom selle kaitsekile kiiresti ümber, tingimusel et sees on hapnik. SS304 minimaalne 18% kroomisisaldus tagab tugeva passiivse kihi moodustumise paljudes teeninduskeskkondades.

Nikkel (Ni): 8,0%–11,0%

Nikkel on SS304 äärikutes kõige kriitilisem legeerelement, tavaliselt 8,0–11,0%. Nikkel stabiliseerib toatemperatuuril austeniitset mikrostruktuuri, mis muidu muutuks jahutamisel martensiidiks. See austeniitse struktuur tagab erakordse sitkuse, plastilisuse ja vormitavuse. Nikkel suurendab ka korrosioonikindlust vähendavates keskkondades ja parandab jõudlust kõrgel{6}}temperatuuril. Minimaalne 8% niklisisaldus võimaldab SS304 äärikutel jääda lõõmutatud olekus mitte{10}}magnetiliseks ja säilitada elastsust krüogeensetel temperatuuridel.

Süsinik (C): 0,08% Maksimaalne

Süsinikusisaldus SS304 äärikutes on piiratud maksimaalselt 0,08%. See suhteliselt madal süsinikusisaldus täidab kriitilist metallurgilist funktsiooni: see minimeerib kroomkarbiidide sadestumist terade piiridel keevitamise või kõrgendatud temperatuuriga kokkupuutel. Kui kroomkarbiidid moodustuvad, kahandavad need külgnevad kroomi alad alla passiivse kihi moodustamiseks vajaliku 12% künnise, mis põhjustab teradevahelise korrosiooni, mida nimetatakse sensibiliseerimiseks. Maksimaalne 0,08% esindab tasakaalu tugevusnõuete ja sensibiliseerimiskindluse vahel.

Mangaan (Mn): 2,00% Maksimaalne

Mangaan täidab SS304 äärikutes mitmeid funktsioone. See toimib terase valmistamisel deoksüdeerijana, kombineeritakse väävliga, et parandada kuumtöödeldavust, ja aitab kaasa austeniidi stabiilsusele. Kuigi mangaan on austeniidi moodustumisel nõrgem kui nikkel, tagab see täiendava stabiliseerimise ja parandab tugevust. Maksimaalne 2,00% tagab need eelised korrosioonikindlust kahjustamata.

Räni (Si): 0,75% – 1,00% Maksimaalne

Räni esineb terase tootmisel tekkiva desoksüdeeriva ainena, enamiku spetsifikatsioonide puhul on see tavaliselt maksimaalselt 0,75%. See parandab oksüdatsioonikindlust kõrgel temperatuuril ja suurendab voolavust valamise või sepistamise ajal. Mõned SS304 ääriku spetsifikatsioonid lubavad kuni 1,00% räni, kuigi madalam vahemik on tavalisem üldise korrosioonihoolduse jaoks.

Fosfor (P): maksimaalselt 0,045% ja väävel (S): maksimaalselt 0,030%

Fosfor ja väävel on SS304 äärikute lisandid. Fosfor võib põhjustada külmetust ja vähendada keevitatavust, samas kui väävel moodustab sulfiidide lisandeid, mis vähendavad korrosioonikindlust ja kuumtöödeldavust. Fosfori ranged maksimummäärad 0,045% ja väävlisisaldus 0,030% tagavad optimaalse valmistatavuse ja korrosioonikindluse.

Raud (Fe): tasakaal

Raud moodustab sulamist ülejäänud protsendi, tavaliselt 66–74% kogu koostisest. Kuigi raud moodustab põhilise metallilise maatriksi, muudavad selle omadused täielikult kroomi ja nikli koosmõjul. Tahke raud-kroom-nikli lahus moodustab austeniitse struktuuri, mis annab SS304 äärikutele nende iseloomuliku tugevuse, sitkuse ja korrosioonikindluse kombinatsiooni.

Millest on valmistatud SS304 äärik?

SS304 äärikud on valmistatud rangete materjalistandardite järgi, mis reguleerivad mitte ainult keemilist koostist, vaid ka mehaanilisi omadusi ja kuumtöötluse nõudeid. Sepistatud SS304 äärikute esmane spetsifikatsioon on ASTM A182 / ASME SA-182, mis hõlmab sepistatud või valtsitud sulamist ja roostevabast terasest toruäärikuid, mis on ette nähtud kasutamiseks kõrgel temperatuuril.

See spetsifikatsioon nõuab, et SS304 äärikud läbiksid lahusega lõõmutamise kuumtöötluse. Äärikud tuleb kuumutada minimaalse temperatuurini 1900 kraadi F (1040 kraadi), et lahustada kõik sadestunud karbiidid ja tagada täielik austeniseerimine, millele järgneb kiire karastamine vees või muus sobivas keskkonnas, et säilitada süsinik tahkes lahuses. See kuumtöötlus loob iseloomuliku ühtlase austeniitse mikrostruktuuri ja optimeerib korrosioonikindlust.

ASTM A182 keemilise koostise nõuded ühtivad ülalkirjeldatud piirangutega, kuid võivad erinevate versioonide või täiendavate nõuete lõikes veidi erineda. Kriitiliste rakenduste jaoks võivad ostjad määrata täiendavaid juhtelemente, nagu madalamad süsinikupiirangud, et parandada keevitatavust, või rangemad väävlisisalduse vahemikud, et parandada töödeldavust.

SS304 äärikumaterjali samaväärsed tähised hõlmavad järgmist:

SS304 ääriku mehaanilised omadused

SS304 äärikute keemiline koostis väljendub otseselt mõõdetavates mehaanilistes omadustes, mis määravad komponendi jõudluse. ASTM A182 miinimumnõuded hõlmavad järgmist:

• Tõmbetugevus: minimaalne 515 MPa (75 000 psi).

• Tootlustugevus (0,2% nihe): minimaalne 205 MPa (30 000 psi)

• Pikendus: 30%–40% minimaalselt 50 mm

• Kõvadus: Rockwell B 92 maksimaalne (Brinell 201 maksimaalne)

Kroomi{0}}nikli kombinatsiooni poolt antav austeniitsestruktuur tagab suurepärase elastsuse ja sitkuse laias temperatuurivahemikus alates krüogeensest tööst kuni kõrgendatud temperatuurideni, mis lähenevad pideva töötamise korral 800 kraadini. SS304 äärikute tihedus on ligikaudu 8,0 g/cm³, sulamisvahemikuga 1400–1450 kraadi.

Järeldus

SS304 äärikud on valmistatud täpselt kontrollitud austeniitsest roostevaba terase sulamist, mis sisaldab 18% - 20% kroomi, 8% - 11% niklit, maksimaalselt 0,08% süsinikku ja rauda.

Olenemata sellest, kas see on standardkujul või madala{0}}süsihappegaasiga 304L, et parandada keevitatavust, jääb SS304 äärik tööjõukomponendiks erinevates tööstusharudes alates toiduainete töötlemisest kuni keemiatööstuse ja elektritootmiseni.