Нержавеющая сталь SAE 304 является наиболее распространенной нержавеющей сталью . Это сплав железа , углерода , хрома и никеля . Это аустенитная нержавеющая сталь , и поэтому она не магнитная. Она менее электро- и теплопроводна, чем углеродистая сталь . Она имеет более высокую коррозионную стойкость, чем обычная сталь, и широко используется из-за легкости, с которой она формуется в различные формы. [1]
Состав был разработан WH Hatfield в Firth Brown в 1924 году и продавался под торговым названием «Staybrite 18/8». [2]
Он указан SAE International как часть своих марок стали SAE . Он также известен как: [3]
Нержавеющая сталь 304 обладает превосходной устойчивостью к широкому спектру атмосферных сред и многим коррозионным средам. Она подвержена точечной и щелевой коррозии в теплых хлоридных средах и коррозионному растрескиванию под напряжением при температуре выше 60 °C (140 °F). Она считается устойчивой к точечной коррозии в воде с концентрацией хлоридов до 400 мг/л при температуре окружающей среды, снижающейся до 150 мг/л при 60 °C.
Нержавеющая сталь марки 304 также очень чувствительна при комнатной температуре к тиосульфатным анионам , выделяющимся при окислении пирита (что встречается в кислых шахтных стоках ), и может подвергаться серьезным проблемам точечной коррозии при тесном контакте с глинистыми материалами, богатыми пиритом или сульфидами, которые подвергаются окислению. [ необходима ссылка ]
В более тяжелых коррозионных условиях, когда нержавеющая сталь марки 304 слишком чувствительна к точечной или щелевой коррозии под воздействием хлоридов или к общей коррозии в кислых средах, ее обычно заменяют нержавеющей сталью марки 316. Нержавеющие стали марок 304 и 302 подвержены разрушению под воздействием хлоридов при использовании в условиях тропической соленой воды, например, на нефтяных или газовых вышках. Нержавеющая сталь марки 316 является предпочтительным сплавом для этих условий.
Нержавеющая сталь 304 не может быть подвергнута термической обработке — вместо этого ее можно укрепить холодной обработкой. Она слабее всего в отожженном состоянии и прочнее всего в полностью твердом состоянии. Предел текучести при растяжении составляет от 210 до 1050 МПа (от 30 000 до 153 000 фунтов на кв. дюйм).
Плотность составляет 7900 кг/м 3 (0,286 фунта/куб. дюйм), а его модуль упругости колеблется от 183 до 200 ГПа (от 26,6 × 10 6 до 29,0 × 10 6 фунтов на квадратный дюйм). [7]
Нержавеющая сталь 304 используется для различных бытовых и промышленных применений, таких как оборудование для обработки и переработки пищевых продуктов, винты, [4] детали машин, посуда и выпускные коллекторы . Нержавеющая сталь 304 также используется в архитектурной сфере для внешних акцентов, таких как элементы воды и огня. Это также распространенный материал для змеевиков для испарителей.
В конструкции ранних космических кораблей SpaceX Starship использовалась нержавеющая сталь SAE 301 [8] , а затем в 2020 году для испытательного бака SN7 [ сломанный якорь ] [9] и Starship SN8 был переведён на сталь SAE 304L. [10]
Нержавеющая сталь марки 304 использовалась для облицовки арки «Врата на запад» в Сент-Луисе, штат Миссури. [11] [12]
304, 304H и 304L обладают одинаковым номинальным содержанием хрома и никеля, а также обладают одинаковой коррозионной стойкостью, простотой изготовления и свариваемостью. Разница между 304, 304H и 304L заключается в содержании углерода, которое составляет < 0,08, < 0,1 и < 0,035% соответственно (см. также обозначения UNS S30400, S30409 и S30403 соответственно). 304 имеет как варианты H=High, так и L=Low carbon.
Содержание углерода в стали 304H (UNS S30409) ограничено 0,04–0,10%, что обеспечивает оптимальную жаропрочность.
Содержание углерода в стали 304L (UNS 30403) ограничено максимум 0,035%, что предотвращает сенсибилизацию во время сварки. Сенсибилизация — это образование карбидов хрома вдоль границ зерен, когда нержавеющая сталь подвергается воздействию температур в приблизительном диапазоне 480–820 °C (900–1500 °F). Последующее образование карбида хрома приводит к снижению коррозионной стойкости вдоль границ зерен, делая нержавеющую сталь восприимчивой к непредвиденной коррозии в среде, где 304, как ожидается, будет коррозионно-стойкой. Это коррозионное воздействие по границам зерен известно как межкристаллитная коррозия. [13]
Содержание углерода в стали 304 (UNS 30400) ограничено максимумом в 0,08% и не подходит для коррозионных применений, где требуется сварка, например, резервуаров и труб, где задействованы коррозионные растворы, поэтому предпочтительнее 304L. Отсутствие минимального содержания углерода не является идеальным для высокотемпературных применений, где требуется оптимальная прочность, поэтому обычно предпочтительнее 304H. Таким образом, 304 обычно ограничивается прутками, которые будут подвергаться механической обработке в компоненты, где сварка не требуется, или тонкими листами, которые формуются в изделия, такие как кухонные мойки или кухонная утварь, которые также не подвергаются сварке.
Содержание углерода оказывает сильное влияние на прочность при комнатной температуре, и поэтому указанные минимальные прочностные характеристики 304L при растяжении на 34 МПа (5000 фунтов на кв. дюйм) ниже, чем у 304. Однако азот также оказывает сильное влияние на прочность при комнатной температуре, и небольшое добавление азота дает 304L с такой же прочностью на растяжение, как и 304. Таким образом, практически весь 304L производится как дважды сертифицированный 304/304L, что означает, что он соответствует минимальному содержанию углерода 304L, а также минимальной прочности на растяжение 304. [14] [ необходима полная цитата ]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )