Нержавеющая сталь SAE 304 является наиболее распространенной нержавеющей сталью . Это сплав железа , углерода , хрома и никеля . Это аустенитная нержавеющая сталь , поэтому она не магнитна. Она менее электро- и теплопроводна, чем углеродистая сталь . Он обладает более высокой коррозионной стойкостью, чем обычная сталь, и широко используется из-за легкости придания ему различных форм. [1]
Композиция была разработана WH Hatfield в Ферт-Брауне в 1924 году и продавалась под торговой маркой Staybrite 18/8. [2]
Он указан SAE International как часть марок стали SAE . Он также известен как: [3]
Нержавеющая сталь 304 обладает превосходной устойчивостью к широкому спектру атмосферных сред и многим агрессивным средам. Он подвержен точечной и щелевой коррозии в теплых хлоридных средах, а также коррозионному растрескиванию под напряжением при температуре выше 60 ° C (140 ° F). Он считается устойчивым к точечной коррозии в воде с содержанием хлоридов примерно до 400 мг/л при температуре окружающей среды и снижается примерно до 150 мг/л при 60 °C.
Нержавеющая сталь 304 также очень чувствительна при комнатной температуре к тиосульфат- анионам, выделяющимся при окислении пирита (которые встречаются в кислых дренажных системах шахт ), и может подвергаться серьезным проблемам точечной коррозии при тесном контакте с глинистыми материалами, богатыми пиритом или сульфидами , подвергающимися воздействию окисление. [ нужна цитата ]
В более тяжелых условиях коррозии, когда нержавеющая сталь 304 слишком чувствительна к точечной или щелевой коррозии под действием хлоридов или к общей коррозии в кислотных средах, ее обычно заменяют нержавеющей сталью 316 . Нержавеющие стали 304 и 302 подвержены разрушению под действием хлоридов при использовании в условиях тропической соленой воды, например, на нефтяных или газовых буровых установках. Нержавеющая сталь 316 является предпочтительным сплавом для этих условий.
Нержавеющую сталь 304 нельзя подвергать термической обработке — вместо этого ее можно укрепить путем холодной обработки. Он самый слабый в отожженном состоянии и самый сильный в полностью закаленном состоянии. Предел текучести при растяжении колеблется от 210 до 1050 МПа (от 30 000 до 153 000 фунтов на квадратный дюйм).
Плотность составляет 7900 кг/м 3 (0,286 фунта/куб.дюйм), а 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 обработки пищевых продуктов, винты, [4] детали машин, посуда и выхлопные коллекторы . Нержавеющая сталь 304 также используется в архитектурной сфере для внешних акцентов, таких как вода и огонь. Это также распространенный материал змеевика для испарителей.
Ранние корабли SpaceX Starships использовали в своей конструкции нержавеющую сталь SAE 301 [8] , а затем в 2020 году перешли на SAE 304L для испытательного резервуара SN7 [9] и Starship SN8. [10]
Нержавеющая сталь 304 использовалась для облицовки арки Ворот в Сент-Луисе, штат Миссури. [11] [12]
Все марки 304, 304H и 304L имеют одинаковое номинальное содержание 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 (также см. обозначения UNS S30400, S30409 и S30403 соответственно). 304 имеет как H = High, так и L = Низкоуглеродистые варианты.
Содержание углерода в 304H (UNS S30409) ограничено 0,04–0,10%, что обеспечивает оптимальную жаропрочность.
Содержание углерода в 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 примерно в диапазоне 480–820 °C (900–1500 °F). Последующее образование карбида хрома приводит к снижению коррозионной стойкости по границам зерен, в результате чего нержавеющая сталь становится подверженной непредвиденной коррозии в среде, где ожидается, что сталь 304 будет устойчивой к коррозии. Это коррозионное воздействие по границам зерен известно как межкристаллитная коррозия. [13]
Содержание углерода в 304 (UNS 30400) ограничено максимум 0,08% и не подходит для коррозийных применений, где требуется сварка, таких как резервуары и трубы, где используются коррозионные растворы, и предпочтительнее использовать 304L. Отсутствие минимального содержания углерода не идеально подходит для высокотемпературного применения, где требуется оптимальная прочность, поэтому предпочтительнее использовать 304H. Таким образом, позиция 304 обычно ограничивается стержнями, которые будут перерабатываться в компоненты, где сварка не требуется, или тонкими листами, которые формируются в таких изделиях, как кухонные мойки или кухонная посуда, которые также не свариваются.
Содержание углерода оказывает сильное влияние на прочность при комнатной температуре, поэтому указанные минимальные свойства прочности на растяжение 304L на 34 МПа (5000 фунтов на квадратный дюйм) ниже, чем у 304. Однако азот также оказывает сильное влияние на прочность при комнатной температуре, и даже небольшое добавление азота приводит к 304L с той же прочностью на разрыв, что и 304. Таким образом, практически весь 304L производится как 304/304L с двойной сертификацией, что означает, что он соответствует минимальному содержанию углерода 304L, а также соответствует минимальному пределу прочности 304. [14] [ нужна полная ссылка ]
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)