304H nerđajući čelik sa visokim-ugljikom

304H je visoko-ugljična varijanta od nehrđajućeg čelika 304, sa kontroliranim sadržajem ugljika za povećanje čvrstoće puzanja pri visokim{3}}temperaturama. Posebno je dizajniran za komponente koje nose visok{{5}temperaturni stres-, balansirajući visoke-performanse i otpornost na koroziju, koji se široko koriste u industriji proizvodnje električne energije.

Hemijski sastav (tež.%): C=0.04-0.10, Cr=18.00-20.00, Ni=8.00-10.50, Si Manje ili jednako 1,00, Mn Manje ili jednako 2,00, P Manje ili jednako 0,045, S Manje ili jednako 0,030, Fe=Bilans

Mehanička svojstva (žareno): Vlačna čvrstoća veća ili jednaka 515MPa, čvrstoća tečenja veća ili jednaka 205MPa, izduženje veće ili jednako 40%, tvrdoća manja ili jednaka 201HB

Prednosti performansi: Odlična čvrstoća pri puzanju pri visokim-temperaturama, posebno stabilna na 600-870 stepeni; dobra otpornost na oksidaciju-pri visokim temperaturama; slična otpornost na koroziju na sobnoj {{5}temperaturi do 304; pogodan za scenarije sa visokim{6}}temperaturnim opterećenjem.

Prijave: Cijevi pregrijača kotlova, visoko{0}}para cjevovodi, pomoćne komponente gasnih turbina, grijači industrijskih peći, prirubnice visoko{1}}reakcionih posuda za proizvodnju električne energije.

Ekvivalentne ocjene: UNS S30409, JIS SUS304H, EN 1.4307, GB 07Cr19Ni10

Q&A

P1: Zašto je 304H pogodan za komponente koje nose visoke{{2}temperature naprezanja-? A1: 304H je pogodan za komponente koje nose visoke-temperature naprezanja- uglavnom zbog svog kontroliranog visokog sadržaja ugljika (0,04-0,10wt%). Na visokim temperaturama, ugljenik u 304H se kombinuje sa hromom da bi formirao stabilne hromove karbide, koji mogu da zakače granice zrna i da spriječe klizanje zrna, čime se značajno poboljšava -čvrstoća puzanja pri visokim temperaturama. Na 700 stepeni, čvrstoća puzanja od 1000h od 304H (veća ili jednaka 75MPa) je 36% veća od one kod 304 (veća od ili jednaka 55MPa), što mu omogućava da održi strukturnu stabilnost pod dugotrajnim-visokim{{22}{2}uslovima{27} visokim temperaturama. Nasuprot tome, nizak sadržaj ugljika 304 rezultira nedostatkom karbida na visokim temperaturama, što dovodi do slabe otpornosti na puzanje i lake plastične deformacije. Uz to, 304H zadržava dobru otpornost na oksidaciju{{28}pri visokim temperaturama, formirajući gusti oksidni film koji je otporan na koroziju plina na visokim temperaturama.

P2: Koji je obavezan zahtjev za termičkom obradom nakon-zavarivanja za 304H? A2: 304H nerđajući čelik mora da prođe nakon-žarenja na 850-900 stepeni, nakon čega sledi hlađenje vazduhom. Ovaj proces termičke obrade je obavezan jer zavarivanje može uzrokovati zaostalo naprezanje u komponenti, što može dovesti do pucanja korozije pod naprezanjem u okruženjima sa visokim{12}}temperaturama. Žarenje na 850-900 stepeni može efikasno eliminisati zaostalo naprezanje, smanjiti rizik od pucanja. U međuvremenu, ovaj temperaturni raspon može otopiti višak hrom karbida koji se taloži tokom zavarivanja, izbjegavajući stvaranje zona osiromašenih hromom i vraćajući otpornost na koroziju područja zavara. Vrijeme držanja procesa žarenja treba biti najmanje 30 minuta po 25 mm debljine kako bi se osigurao dovoljan prodor topline. Zračno hlađenje nakon žarenja pomaže u održavanju austenitne strukture i izbjegavanju stvaranja krhkih faza, osiguravajući mehanička svojstva komponente.

P3: Može li 304 zamijeniti 304H u scenarijima visokog-naprezanja? A3: Ne, 304 ne može zamijeniti 304H u scenarijima stresa visoke{7}}temperature. Ključni razlog je značajna razlika u čvrstoći puzanja pri visokim{9} temperaturama između njih. Na temperaturama iznad 600 stepeni, otpor puzanja 304 je nedovoljan; u uslovima dugotrajne-visoke-temperature i visokog{15}}naprezanja, proći će očiglednu plastičnu deformaciju, što će dovesti do kvara komponente. Na primjer, u cijevima pregrijača kotla koji rade na 700 stepeni, 304 će doživjeti pretjeranu deformaciju u kratkom periodu, dok 304H može zadržati stabilne performanse dugo vremena. Osim toga, 304H kontrolirani sadržaj ugljika balansira visoke-performanse temperature i otpornost na koroziju, dok nizak sadržaj ugljika 304 rezultira lošom strukturnom stabilnošću pri visokim{24}}ima. Upotreba 304 u scenarijima naprezanja pri visokim{27}}temperaturama ne samo da će smanjiti vijek trajanja komponente već će predstavljati i potencijalne sigurnosne opasnosti kao što je curenje iz cjevovoda.

P4: Koja je razlika u logici kontrole sadržaja ugljika između 304H i 304? A4: Logika kontrole sadržaja ugljika 304H i 304 je fundamentalno drugačija zbog njihovih različitih scenarija primjene. 304 je dizajnirana za općenito-korozijska okruženja, tako da se njegov sadržaj ugljika kontrolira na niskom nivou (manji ili jednak 0,08wt%) kako bi se smanjio rizik od intergranularne korozije, dajući prednost otpornosti na temperaturu prostorije{9} Nasuprot tome, 304H je dizajniran za okruženja sa visokim{{12}temperaturnim naprezanjem{13}}, tako da se njegov sadržaj ugljika kontrolira unutar određenog raspona (0,04-0,10wt%). Donja granica od 0,04 tež.% osigurava dovoljno ugljika za formiranje karbida na visokim temperaturama, pružajući potrebnu snagu puzanja. Gornja granica od 0,10 tež.% izbjegava prekomjerni ugljik, što bi dovelo do prekomjernog taloženja karbida, smanjujući otpornost na koroziju i žilavost na sobnoj{22}}temperaturi. Ova precizna kontrola sadržaja ugljenika omogućava 304H da uravnoteži performanse na visokim temperaturama i otpornost na koroziju, što nije moguće postići sa 304 opsegom sadržaja ugljenika.

P5: Koji su ključni faktori koji utiču na radni vijek 304H u okruženjima sa visokim{2}}temperaturama? A5: Nekoliko ključnih faktora utiče na radni vijek 304H u okruženjima visoke{5}}temperature. Prvo, radna temperatura: prekoračenje maksimalne kontinuirane radne temperature (870 stepeni) će ubrzati oksidaciju i grubljenje karbida, značajno skraćujući radni vek. Drugo, nivo primijenjenog naprezanja: veći napon će povećati stopu deformacije puzanja, skraćujući vijek trajanja puzanja. Treće, kvalitet termičke obrade nakon{10}}zavarivanja: nedovoljna temperatura žarenja ili vrijeme držanja će ostaviti zaostalo naprezanje, povećavajući rizik od pucanja korozije pod naprezanjem. Četvrto, sastav medijuma visoke{12}}temperature: korozivni gasovi kao što su sumpor-dioksid ili hloridni joni u medijumu će ubrzati koroziju 304H, smanjujući njegov radni vek. Peto, čistoća materijala: nečistoće kao što su fosfor i sumpor će smanjiti žilavost pri visokim-temperaturama i čvrstoću puzanja od 304H, što utiče na vijek trajanja. Da bi se produžio vijek trajanja, potrebno je strogo kontrolirati radnu temperaturu i naprezanje, osigurati pravilnu termičku obradu nakon{18}zavarivanja i izbjegavati korozivne sredine.