对比304、304L、304H不锈钢。详解304H(S30409)合金知识
304H合金一般属性
耐腐蚀 防止产品污染 抗氧化 易于加工 良好的成形性 外观精美 易于清洁 高强度、低重量 低温环境下,良好的强度和韧性 已存在多种产品形式
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一、化学成分
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均匀腐蚀:奥氏体不锈钢304,304L,304H,在适度的氧化和还原环境下,具有相当的耐腐蚀性。这些合金被广泛用于加工和处理食物饮料,奶制品设备和器具。热交换器,管道,油罐,和其他与淡水接触的加工设备都可以采用这些合金。这些合金的铬含量是18-19%,在氧化环境下具有抗氧化性。下表是304合金在稀硝酸环境下的氧化率。
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粒间腐蚀:18-8奥氏体不锈钢暴露在800°F至 1500°F (427°C至 816°C)温度下,可能引起碳化铬在晶界沉淀。这类不锈钢暴露在苛刻环境下,容易形成粒间腐蚀。304合金中的碳成分导致其在气焊和热影响区焊接过程中的热状态下,产生敏化。因此,材料在焊后状态使用的情况下,通常选用碳含量较低的304L合金。低碳含量延长了碳化铬沉淀到危害水平的时间,但是材料长期处于沉淀温度范围内,并不能完全消除这种沉淀。
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应力腐蚀龟裂:304,304L,304H合金是奥氏体不锈钢中最容易发生应力腐蚀龟裂的(SSC),因为他们的镍含量相对低。引起应力腐蚀龟裂的条件有:(1)卤化物离子的存在(通常是氯化物),(2)残余的张力,(3)温度超过120°F (49°C)。合金成形过程中的冷变形,拉幅成管板,焊接操作等都可以产生应力。退火,冷变形后的消除应力热处理都可减少应力,因而降低了卤化物应力腐蚀龟裂可能性。在可能引起粒间腐蚀的环境中,低温退火状态下作业,最好选择低碳的304L合金材料。
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点腐蚀:18-8合金被非常成功地应用在氯离子含量低的淡水中。一般来说,尤其是有缝隙出现的情况下,18-8合金的极限是100ppm 的氯化物。高含量的氯化物可能引起隙腐蚀和点腐蚀。在更严厉的条件下,如:低PH值,或者高温,则会考虑使用钼含量较高的合金,如316。18-8合金也不建议用于海洋环境。
密度:
0.285 lb/in3 (7.93 g/cm3)
抗拉弹性模数:
29 x 106 psi (200 GPa)
线性热膨胀系数:
磁导率:
18-8合金在退火状态下是无磁性的,磁导率在200H的情况下一般低于1.02。磁导率会因金属的成分不用而有所不同。通过冷作,可以提高磁导率。
室温下的机械性能
已退火的304和304L奥氏体不锈钢板,ASTM标准A240, ASME标准SA-240,要求的最低机械性能如下表所示:
低温和升温情况下的短期抗拉性能如下表所示。温度达到1000°F (538°C)或以上,要考虑应力龟裂,应力龟裂数据也在下表显示。
已退火的奥氏体不锈钢即使在低温条件下,仍然能保持较高的冲击阻力,再加上低温硬度和加工性等性能,因此被用于处理液化天然气和其他低温环境下的作业。夏氏V形冲击实验的数据如下表所示
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金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。奥氏体不锈钢的疲劳强度一般来说是抗拉强度的35%,在实际作业中,疲劳强度也会受其他因素影响,如:增加表面的平滑程度,可以增加疲劳强度,作业环境腐蚀性增加,则降低疲劳强度。
材料被焊接过程中会形成温度阶梯,从熔池的熔化温度到离焊接点稍远的周围温度。被焊接材料的碳含量越高,焊接热循环就更容易导致碳化铬沉淀,对材料的耐腐蚀性有影响。为了保持材料的耐腐蚀性处于最好的水平,因此在已焊接状态下作业,应该选择低碳材料(304L)。另一种做法是,采用完全退火溶解碳化铬,使标准碳含量的材料恢复高水平的耐腐蚀性。
焊接完全奥氏体结构的金属,在焊接操作中更容易形成裂纹。因此,304和304L合金中添加了少量的铁素体,降低材料的裂纹敏感性,达到重新固化的作用。
把18-8奥氏体合金焊接到碳钢时,通常用309合金(23%铬-13.5%镍)或镍基焊料。