304H נירוסטה גבוהה-פחמן

304H הוא גרסת הפחמן הגבוהה- של פלדת אל-חלד 304, עם תכולת פחמן מבוקרת כדי לשפר את חוזק הזחילה בטמפרטורה גבוהה-. הוא תוכנן במיוחד עבור-לחץ טמפרטורה-רכיבי נושאות, מאזן ביצועי-טמפרטורות גבוהות ועמידות בפני קורוזיה, בשימוש נרחב בתעשיית ייצור החשמל.

הרכב כימי (משקל משקל): C=0.04-0.10, Cr=18.00-20.00, Ni=8.00-10.50, Si פחות או שווה ל-1.00, Mn פחות או שווה ל-2.00, P פחות או שווה ל-0.045, S פחות או שווה ל-0.030, מאזן Fe=

מאפיינים מכניים (חישול): חוזק מתיחה גדול מ-515MPa או שווה ל-515MPa, חוזק תפוקה גדול מ-205MPa או שווה ל-205MPa, התארכות גדולה מ-40% או שווה ל-40%, קשיות פחות או שווה ל-201HB

יתרונות ביצועים: חוזק זחילה מעולה-בטמפרטורה, יציב במיוחד ב-600-870 מעלות; עמידות טובה לחמצון-בטמפרטורה גבוהה; עמידות בפני קורוזיה של - בחדר דומה ל-304; מתאים לתרחישים של נושאי לחץ-בטמפרטורה גבוהה.

יישומים: צינורות מחמם-על של דוודים, צינורות קיטור-בטמפרטורה גבוהה, רכיבי עזר לטורבינת גז, גופי חימום של תנורים תעשייתיים, אוגני כלי תגובה-בטמפרטורה גבוהה בתעשיית ייצור חשמל.

ציונים שוות ערך: UNS S30409, JIS SUS304H, EN 1.4307, GB 07Cr19Ni10

Q&A

שאלה 1: מדוע 304H מתאים לרכיבי מיסבים-בטמפרטורה גבוהה-? A1: 304H מתאים לרכיבים נושאים-בטמפרטורה גבוהה- בעיקר בשל תכולת הפחמן הגבוהה המבוקרת שלו (0.04-0.10wt%). בטמפרטורות גבוהות, פחמן ב-304H מתחבר עם כרום ליצירת כרום קרבידים יציבים, שיכולים להצמיד גבולות גרגרים ולמנוע החלקה של גרגרים, ובכך לשפר משמעותית את חוזק הזחילה בטמפרטורה-גבוהה. ב-700 מעלות, חוזק קרע הזחילה של 1000 שעות של 304H (גדול מ-75MPa או שווה לו) גבוה ב-36% מזה של 304 (גדול או שווה ל-55MPa), מה שמאפשר לו לשמור על יציבות מבנית בתנאי-לטווח ארוך{{22}{2}טמפרטורות גבוהות{{22}{2}27. לעומת זאת, תכולת הפחמן הנמוכה של 304 גורמת לחוסר קרבידים בטמפרטורות גבוהות, מה שמוביל לעמידות ירודה לזחילה ועיוות פלסטי קל. בנוסף, 304H שומר על עמידות טובה לחמצון-בטמפרטורה גבוהה, ויוצר סרט תחמוצת צפוף כדי לעמוד בפני קורוזיה של גזים בטמפרטורה גבוהה.

ש2: מהי הדרישה החובה לאחר-טיפול בחום לריתוך עבור 304H? A2: פלדת אל חלד 304H חייבת לעבור חישול לאחר-ריתוך ב-850-900 מעלות, ולאחר מכן קירור אוויר. תהליך טיפול בחום זה הוא הכרחי מכיוון שריתוך עלול לגרום ללחץ שיורי ברכיב, מה שעלול להוביל לסדיקת קורוזיה במתח בסביבות-בטמפרטורה גבוהה. חישול ב-850-900 מעלות יכול ביעילות לחסל מתח שיורי, להפחית את הסיכון לסדקים. בינתיים, טווח טמפרטורות זה יכול להמיס עודף כרום קרבידים המשקעים במהלך הריתוך, למנוע היווצרות של אזורים מדוללים בכרום ולהחזיר את העמידות בפני קורוזיה של אזור הריתוך. זמן ההחזקה של תהליך החישול צריך להיות לפחות 30 דקות לכל עובי של 25 מ"מ כדי להבטיח חדירת חום מספקת. קירור אוויר לאחר חישול עוזר לשמור על המבנה האוסטניטי ולהימנע מהיווצרות של שלבים שבירים, מה שמבטיח את התכונות המכניות של הרכיב.

ש 3: האם 304 יכול להחליף את 304H בתרחישי לחץ-בטמפרטורה גבוהה? A3: לא, 304 לא יכול להחליף את 304H בתרחישי לחץ-בטמפרטורה גבוהה. הסיבה העיקרית היא ההבדל המשמעותי בעוצמת הזחילה בטמפרטורה גבוהה- בין השניים. בטמפרטורות מעל 600 מעלות, התנגדות הזחילה של 304 אינה מספקת; בתנאי-חום-גבוהים ולחץ- גבוהים, הוא יעבור דפורמציה פלסטית ברורה, מה שיוביל לכשל ברכיבים. לדוגמה, בצינורות מחמם-על של דוודים הפועלים ב-700 מעלות, 304 יחווה דפורמציה מוגזמת בתוך תקופה קצרה, בעוד ש-304H יכול לשמור על ביצועים יציבים לאורך זמן. בנוסף, תכולת הפחמן המבוקרת של 304H מאזנת ביצועי טמפרטורות גבוהות- ועמידות בפני קורוזיה, בעוד שתכולת הפחמן הנמוכה של 304 גורמת ליציבות מבנית-גבוהה בטמפרטורה. שימוש ב-304 בתרחישי לחץ-בטמפרטורה גבוהה לא רק יפחית את חיי השירות של הרכיב אלא גם יהווה סכנות בטיחותיות פוטנציאליות כגון דליפת צינור.

ש 4: מה ההבדל בלוגיקת בקרת תכולת הפחמן בין 304H ל-304? A4: היגיון בקרת תכולת הפחמן של 304H ו-304 שונה מהותית בשל תרחישי היישום השונים שלהם. 304 מיועד לסביבות כלליות של קורוזיה-נמוכות, לכן תכולת הפחמן שלו נשלטת ברמה נמוכה (פחות או שווה ל-0.08wt%) כדי להפחית את הסיכון של קורוזיה בין-גרעינית{9}תעדוף טמפרטורה בפני קורוזיה{9} בחדר. לעומת זאת, 304H מיועד לסביבות-לחץ טמפרטורות-גבוהות, כך שתכולת הפחמן שלו נשלטת בטווח מסוים (0.04-0.10wt%). הגבול התחתון של 0.04wt% מבטיח מספיק פחמן ליצירת קרבידים בטמפרטורות גבוהות, ומספק חוזק זחילה הכרחי. הגבול העליון של 0.10% משקל מונע עודף פחמן, מה שיוביל למשקעים מוגזמים של קרביד, הפחתת עמידות וקשיחות-לקורוזיה בטמפרטורת החדר. בקרת תכולת פחמן מדויקת זו מאפשרת ל-304H לאזן בין ביצועים בטמפרטורות גבוהות ועמידות בפני קורוזיה, שאינה ניתנת להשגה עם טווח תכולת הפחמן של 304.

ש5: מהם הגורמים המרכזיים המשפיעים על חיי השירות של 304H בסביבות-טמפרטורות גבוהות? ת5: מספר גורמים מרכזיים משפיעים על חיי השירות של 304H בסביבות-בטמפרטורה גבוהה. ראשית, טמפרטורת ההפעלה: חריגה מטמפרטורת השירות הרציפה המקסימלית (870 מעלות ) תאיץ את החמצון וההתגבשות הקרביד, ותפחית משמעותית את חיי השירות. שנית, רמת הלחץ המופעל: מתח גבוה יותר יגדיל את קצב עיוות הזחילה, יקצר את חיי קרע הזחילה. שלישית, האיכות של טיפול בחום שלאחר{10}}ריתוך: טמפרטורת חישול או זמן החזקה לא מספקים ישאירו מתח שיורי, מה שמגביר את הסיכון לסדיקת קורוזיה במתח. רביעית, ההרכב של המדיום בטמפרטורה גבוהה-: גזים קורוזיביים כמו גופרית דו-חמצנית או יוני כלוריד במדיום יאיץ את הקורוזיה של 304H, ויפחית את חיי השירות שלו. חמישית, טוהר החומר: זיהומים כגון זרחן וגופרית יפחיתו את קשיחות-הטמפרטורה הגבוהה וחוזק הזחילה של 304H, וישפיעו על חיי השירות. כדי להאריך את חיי השירות, יש צורך לשלוט בקפדנות על טמפרטורת הפעולה והלחץ, להבטיח טיפול תקין בחום לאחר-ריתוך ולהימנע מסביבות בינוניות קורוזיביות.