Нержавіюча сталь SUS304H: Посібник із високотемпературного класу-

Що таке нержавіюча сталь SUS304H?

SUS304H — це позначення японського промислового стандарту для високо{1}}вуглецевого варіанту аустенітної нержавіючої сталі 304 із контрольованим діапазоном вмісту вуглецю від 0,04 до 0,10 відсотка. Суфікс H вказує на те, що марка призначена для використання при високих-температурах: підвищений вміст вуглецю забезпечує стійкість до повзучості через твердий-розчин і зміцнення карбіду, що стандарт SUS304 із максимальним вмістом вуглецю 0,08% не гарантує при високій температурі.

Еквівалентні позначення UNS S30409 і TP304H відповідно до ASTM A240, A312 і A213. Сорт відповідає JIS G4303 для прутків з нержавіючої сталі та JIS G4304 для гарячекатаного листа з нержавіючої сталі. EN 10088-2 не містить прямого еквівалента 304H; Європейські проекти зазвичай перехресно -посилаються на хімічний склад X6CrNi18-11 для високотемпературних труб із діапазоном вуглецю, визначеним ASTM TP304H.

Хімічний склад SUS304H

У таблиці нижче порівнюються вимоги до -теплоаналізу JIS G4303/G4304 для SUS304H з ASTM A240 для UNS S30409.

елемент	SUS304H, JIS G4303/G4304, мас.%	ASTM A240 304H, мас. %
Карбон, С	0.04 - 0.10	0.04 - 0.10
Кремній, Si	1,00 макс	0,75 макс
Марганець, Мн	2,00 макс	2,00 макс
Фосфор, П	0,045 макс	0,045 макс
Сірка, С	0,030 макс	0,030 макс
Хром, Cr	18.00 - 20.00	18.0 - 20.0
Нікель, Ni	8.00 - 10.50	8.0 - 10.5
Залізо, Fe	Баланс	Баланс

Механічні властивості

У стані-відпалу в розчині SUS304H має відповідати наступним вимогам-до кімнатної температури згідно з JIS G4303 і G4304. Значення ASTM A240 для 304H еквівалентні в межах округлення.

Власність	JIS G4303/G4304 SUS304H	ASTM A240 304H
Міцність на розрив	520 МПа мін	515 МПа мін
Межа текучості, зміщення 0,2 %	205 МПа мін	205 МПа мін
Подовження	40 % мін	40 % мін

Через високий вміст вуглецю SUS304H не слід використовувати при кріогенних температурах; марки SUS304L з низьким-вуглецевим вмістом є правильним вибором, коли в’язкість до низьких{3}}температур є керівною вимогою.

Поведінка при високих-температурах

Значення SUS304H з'являється лише приблизно вище 500 градусів, де стандартний 304 повзає занадто швидко під тривалим навантаженням:

Стійкість до повзучості: атоми вуглецю закріплюють межі зерен і повільно піднімаються дислокації, тому сорт зберігає стабільність розмірів за постійного навантаження в діапазоні від 500 до 800 градусів.

Стійкість до окислення: насичений -хромом оксидний наліт захищає поверхню на повітрі та під час безперервної роботи до 870 градусів. Короткочасна-витримка приблизно 925 градусів можлива, але скорочує термін служби.

Розрахункові межі: норми розрахункового тиску, такі як ASME, розділ VIII і B31.3, обмежують розрахункові напруги для 304H приблизно до 816 градусів. Вище 900 градусів структура аустеніту стає нестабільною, а міцність різко падає, тому слід вибирати вищі-марки сплаву, наприклад 310S.

Застереження щодо сигма{0}}фази: тривале використання в діапазоні від 600 до 900 градусів може сприяти утворенню сигма-фази, що знижує пластичність; проектний термін служби та інтервали перевірок повинні враховувати це.

Зварювання та виготовлення

Присадковий метал: ER308H за AWS A5.9 відповідає рівню вуглецю основного металу та є кращим для високо-температурного дизайну. ER308L із низьким вмістом-вуглецю знижує міцність зварного шва під час повзучості.

Надходження тепла: помірне надходження тепла з контрольованою міжпрохідною температурою обмежує осадження карбіду в зоні-термічного впливу.

Термічна обробка: сорт використовується в розчині-відпаленому стані, від 1010 до 1120 градусів із подальшим швидким охолодженням. Після-термообробка після зварювання, як правило, не потрібна для роботи при високих-температурах.

Перевірка: для котлів і частин, що працюють під тиском, не-зазвичай вимагається неруйнівне випробування згідно з керівним кодексом для підтвердження надійності зварювання.

Порівняння SUS304H із спорідненими класами

Оцінка	Найкраще для	Обмеження
SUS304	Загальна кімнатна-температура та м’яке обслуговування	Немає гарантованої міцності на повзучість вище 500 градусів
SUS304H	Високо{0}}температурне повітря та пара, деталі,-навантажені повзучістю	Низька-температурна міцність, ризик сенсибілізації під час зварювання
SUS316H	Висока температура плюс хлоридна або сірчана корозія	Вища вартість сплаву, ніж 304H
SUS310S	Вище 900 градусів, сильно окислює службу	Найвища ціна з чотирьох, чутливість до термічної-втоми

Типові програми

Труби пароперегрівача та пароперегрівача котла

Високо{0}}температурні технологічні трубопроводи та колектори

Частини печей, радіаційні труби та пристосування-для термообробки

Теплообмінні -трубки на енергетичних і технологічних установках

Внутрішні елементи хімічного реактора в умовах не-корозійної роботи-високої температури

Часті запитання

Q1. Чому SUS304H підходить для застосування при високих-температурах?
Контрольований діапазон вмісту вуглецю від 0,04 до 0,10 відсотка забезпечує міцність на повзучість завдяки зміцненню твердого-розчину та карбіду. При температурі від 500 до 800 градусів стандартний SUS304 повзає під тривалим навантаженням, тоді як SUS304H зберігає свою форму, а накип оксиду хрому протистоїть окисленню на повітрі та в парі.

Q2. Чи є EN 1.4307 еквівалентом SUS304H?
EN 1.4307 (X2CrNi18-9) — це європейське позначення для 304L, низько-вуглецевого класу з максимальним вмістом вуглецю 0,030%. SUS304H є високовуглецевим класом; EN 10088-2 не містить прямого списку 304H, тому ASTM TP304H зазвичай вказується для цієї хімії в європейських проектах.

Q3. Яка максимальна робоча температура SUS304H?
Безперервна робота практична при температурі приблизно 870 градусів у повітрі та парі, із короткочасним-опроміненням приблизно до 925 градусів ціною скорочення терміну служби. Розрахункові норми тиску обмежують розрахункові напруги приблизно до 816 градусів, а понад 900 градусів вищі-потрібні марки сплавів, такі як 310S.

Q4. Як уникнути проблем під час зварювання SUS304H?
Використовуйте наповнювач ER308H, щоб узгодити рівень вуглецю, контролювати надходження тепла та міжпрохідну температуру та уникати непотрібного повторного-нагрівання за багато проходів. Відпал розчину після зварювання при температурі від 1010 до 1120 градусів із швидким охолодженням відновлює стійкість до корозії, якщо потрібно.

Q5. Чи можна SUS304H використовувати при низькій температурі?
Не рекомендується. Вищий вміст вуглецю знижує в’язкість при низьких-температурах, а нижче приблизно -40 градусів сорт може стати крихким під ударом. SUS304L є правильним вибором для кріогенного обслуговування.

Q6. Яка різниця між SUS304H і SUS316H?
SUS316H додає від 2 до 3 відсотків молібдену, що забезпечує набагато кращу стійкість до дії хлоридів і сірки у високо-температурних корозійних середовищах за вищої вартості сплаву. SUS304H є рентабельним-вибором для гарячих, не-агресивних атмосфер, таких як повітря та пара.