SUS304H ידע גבוה בפחמן{{1}

SUS304H הוא גרסת פחמן גבוהה- של SUS304, עם תכולת פחמן שנעה בין 0.04% ל-0.10% כדי לשפר את חוזק-טמפרטורות גבוהות ועמידות לזחילה. הוא שומר על העמידות הכללית בפני קורוזיה של SUS304, תוך אופטימיזציה לשירות-לטווח ארוך בסביבות-טמפרטורות גבוהות, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור רכיבים נושאי עומס- בתעשיות ייצור חשמל ובתעשיות פטרוכימיות.

הרכב כימי (מפתח, % JIS G4305): C0.04–0.10; Cr18.0–20.0; Ni8.0–10.5; Mn פחות או שווה ל-2.0; Si פחות או שווה ל-1.0

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

יתרונות ביצועים: חוזק-בטמפרטורה גבוהה ועמידות בזחילה לעומת SUS304; עמידות בפני קורוזיה כללית טובה; מתאים לשירות רציף ב-800-900 מעלות; יציבות תרמית מעולה.

יישומים: צינורות חימום לדוד, רכיבי טורבינת קיטור, חלקי תנורים תעשייתיים, צינורות כור פטרוכימיים.

ציונים שוות ערך: ASTM 304H, EN 1.4307, DIN X6CrNi18-10

השוואה עם SUS304: ל-SUS304H יש תכולת פחמן גבוהה יותר ועמידות טובה יותר לזחילת-טמפרטורות גבוהות, אך הוא נוטה לקורוזיה בין-גרגירית לאחר ריתוך; SUS304 מתאים יותר ליישומים-בטמפרטורה שאינם- מרותכים.

שאלות נפוצות

כיצד תכולת הפחמן הגבוהה של SUS304H משפרת את ביצועי הטמפרטורות הגבוהות-?

תכולת הפחמן הגבוהה (0.04–0.10%) של SUS304H היא המפתח לשיפור חוזק-טמפרטורות גבוהות ועמידות לזחילה, אשר מושגת על ידי קידום היווצרות של כרום קרבידים בגבולות התבואה. בטמפרטורות גבוהות (מעל 600 מעלות), קרבידים אלו פועלים כ"נקודות סיכה" כדי להגביל את התנועה של גבולות התבואה, ולהפחית את עיוות הזחילה של הפלדה תחת לחץ- ארוך טווח. עבור SUS304 סטנדרטי, תכולת הפחמן הנמוכה גורמת לפחות קרבידים, כך שגבולות התבואה שלו מחליקים ביתר קלות בטמפרטורות גבוהות, מה שמוביל לכישלון זחילה מהיר יותר. תכולת הפחמן הגבוהה יותר של SUS304H מבטיחה היווצרות של מספר מספיק של קרבידים עדינים, המשפרים משמעותית את היציבות המבנית שלו ב-800-900 מעלות. יתרון זה הופך אותו לחומר המועדף עבור מחממי-על של דודי תחנות כוח ורכיבי טורבינת קיטור הפועלים בטמפרטורה ולחץ גבוהים לאורך זמן.

 

מהי עמידות לזחילה ומדוע היא חשובה ליישומי SUS304H?

עמידות בזחילה מתייחסת ליכולת של חומר להתנגד לעיוות איטי וקבוע תחת לחץ קבוע וטמפרטורה גבוהה, המהווה אינדיקטור ביצועים קריטי לרכיבים מבניים בטמפרטורה- גבוהה. עבור רכיבים כגון צינורות חימום-על הדוד ולהבי טורבינה, הם חשופים לטמפרטורה וללחץ גבוהים במשך זמן רב במהלך הפעולה. אם לחומר יש עמידות ירודה בזחילה, הוא יתעוות בהדרגה, מה שיוביל לכשל בציוד ואף לתאונות בטיחות. תכולת הפחמן הגבוהה של SUS304H ופיזור הקרביד העדין מעניקים לו עמידות מצוינת לזחילה, ומאפשרים לו לשמור על צורתו ושלמותו המבנית תחת לחץ-לטווח ארוך בטמפרטורה גבוהה-. בהשוואה ל-SUS304, ל-SUS304H יש קצב זחילה נמוך בהרבה ב-800 מעלות, מה שיכול להאריך את חיי השירות של רכיבי{11}טמפרטורות גבוהות מכמה אלפי שעות לעשרות אלפי שעות, מה שמפחית את עלויות התחזוקה וזמני השבתה.

האם SUS304H מתאים ליישומים מרותכים?

SUS304H אינו אידיאלי עבור יישומים מרותכים, מכיוון שתכולת הפחמן הגבוהה שלו גורמת לו להיות נוטה לקורוזיה בין-גרגירית באזור החום-שאחר הריתוך. כאשר SUS304H מרותך, האזור המושפע מהחום מחומם לטווח הרגישות של 425-815 מעלות, מה שמקדם את המשקעים של כרום קרבידים בגבולות התבואה, מדלדל את הכרום באזורים שמסביב ויוצר אזורים פגיעים לקורוזיה-. בניגוד ל--פחמן SUS304L נמוך, SUS304H לא יכול להימנע מבעיה זו באמצעות תכולת פחמן נמוכה, לכן נדרש טיפול בחום שלאחר-ריתוך (חישול ב-1010-1120 מעלות וריבוי מים) כדי להמיס את הקרבידים ולהחזיר עמידות בפני קורוזיה. עם זאת, עבור רכיבים מרותכים גדולים כגון צינורות דוודים, טיפול בחום שלאחר-ריתוך הוא לעתים קרובות לא מעשי בשל מגבלות הגודל. לכן, עבור יישומים מרותכים בטמפרטורה גבוהה-, דרגות מיוצבות כגון SUS321H או SUS347H הן אפשרויות מתאימות יותר מאשר SUS304H.

 

איך SUS304H בהשוואה ל-SUS321H ביישומי-טמפרטורות גבוהות?

SUS304H ו-SUS321H הן שתיהן דרגות פלדת אל חלד המותאמות לטמפרטורה- גבוהה, אך הן שונות באופן משמעותי בשיטת הייצוב, עמידות בפני קורוזיה והיקף היישום. SUS304H מסתמך על תכולת פחמן גבוהה ליצירת כרום קרבידים לחיזוק, אך הוא נוטה לקורוזיה בין-גרגירית לאחר ריתוך. SUS321H הוא דרגת טיטניום-מייצבת, המשתמשת בטיטניום כדי לקשור פחמן וליצור קרבידים של טיטניום, מה שמבטל את הסיכון של קורוזיה בין-גרגירית, ולכן אינו דורש טיפול בחום לאחר-ריתוך. במונחים של ביצועי טמפרטורות גבוהות-, SUS321H יכול לפעול בטמפרטורות של עד 900 מעלות, מעט יותר מ-870 מעלות של SUS304H, ויש לו עמידות טובה יותר לזחילה בטמפרטורות מעל 800 מעלות. בנוסף, ל-SUS321H יש יציבות תרמית טובה יותר לרכיבה, מה שהופך אותו מתאים לרכיבים שעוברים חימום וקירור חוזרים ונשנים, כגון ספינות תנורים תעשייתיים. עם זאת, ל-SUS304H יש יתרון בעלויות על פני SUS321H, ולכן הוא מועדף עבור יישומי טמפרטורות- שאינן-מרותכות גבוהות בהן דרישות העמידות בפני קורוזיה אינן מחמירות.

 

אילו תהליכי טיפול בחום מומלצים עבור SUS304H?

תהליך הטיפול בחום המומלץ עבור SUS304H הוא חישול תמיסות, המשמש למיטוב המבנה המיקרו שלו ולשיפור ביצועי-טמפרטורות גבוהות. התהליך הספציפי הוא לחמם את הפלדה ל-1010-1120 מעלות, להחזיק אותה במשך 30-60 דקות לכל 25 מ"מ של עובי, ולאחר מכן לקרר אותה במהירות עם מים. תהליך זה ממיס את הקרבידים הכרום הקיימים לתוך המטריצה ​​האוסטניטית, והקירור המהיר מונע מהקרבידים לשקוע- מחדש במהלך הקירור, מה שמבטיח מבנה מיקרו אחיד. לאחר חישול, ל-SUS304H יש מבנה גרגר עדין ופיזור קרביד אחיד, אשר ממקסם את חוזק הטמפרטורה הגבוהה-והתנגדות הזחילה שלו. יש לציין כי אין להעביר את SUS304H לטיפול בטמפרור, מכיוון שהמזג בטמפרטורות נמוכות יקדם את המשקעים של קרבידים בגבולות התבואה, ויפחית את קשיחותו ועמידותם בפני קורוזיה. עבור רכיבי SUS304H מרותכים, נדרש גם חישול לאחר-ריתוך כדי למנוע קורוזיה בין-גרגירית, אך תהליך זה אפשרי רק עבור רכיבים קטנים בשל אילוצי גודל.