熱處理304不銹鋼簡介

更新時(shí)間：2022-01-05

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304/304H (UNS S30400/S30409) 是廣泛使用的“18-8”鉻鎳奧氏體不銹鋼的改進(jìn)型。碳含量控制在 0.04-0.10% 的范圍內(nèi)，以在高于 800°F (427°C) 的溫度下增加強(qiáng)度。它是一種經(jīng)濟(jì)且通用的耐腐蝕合金，適用于廣泛的通用應(yīng)用。

304H 被雙重認(rèn)證為 304 和 304H 是常見的做法。304H 的高碳化學(xué)特性使 304 能夠滿足 304H 的機(jī)械性能和晶粒尺寸要求。

合金 304/304H 具有與 304/304L 相似的一般耐腐蝕性。它抵抗大氣腐蝕，以及中度氧化和還原環(huán)境。然而，由于其高碳含量，合金 304/304H 在焊縫的熱影響區(qū)容易發(fā)生碳化物析出。

合金 304/304H 在退火狀態(tài)下是無磁性的，但在冷加工或焊接時(shí)會(huì)變得略帶磁性。它可以通過標(biāo)準(zhǔn)的車間制造實(shí)踐輕松焊接和加工。

耐腐蝕性能

合金 304/304H 在中度氧化至中度還原環(huán)境中具有良好的耐大氣腐蝕、食品和飲料以及許多有機(jī)和無機(jī)化學(xué)品的能力。該合金的高鉻含量可抵抗氧化溶液，例如重量高達(dá) 55% 的硝酸和高達(dá) 176°F (80°C) 的溫度。

合金 304/304H 還可以抵抗中等腐蝕性的有機(jī)酸，例如醋酸。合金中存在的鎳可抵抗中等還原性溶液，例如純磷酸，無論濃度如何，在冷溶液和高達(dá) 10% 的稀釋熱溶液中。該合金還可以在中等溫度下在不含氯化物或氟化物的苛性堿溶液中成功運(yùn)行。

合金 304/304H 在還原度更高的環(huán)境中表現(xiàn)不佳，例如含有氯化物和硫酸的環(huán)境。

合金 304/304H 在氯化物含量低（低于 100 ppm）的淡水服務(wù)中表現(xiàn)良好。在較高的氯化物含量下，該牌號容易發(fā)生縫隙腐蝕和點(diǎn)蝕。為了在這些更嚴(yán)酷的條件下取得成功，需要更高的鉬含量，例如 316/316L。不建議在海洋環(huán)境中使用合金 304/304H。

在大多數(shù)情況下，合金 304、304L 和 30H 的耐腐蝕性在大多數(shù)腐蝕環(huán)境中大致相同。但是，在腐蝕性足以導(dǎo)致焊縫和熱影響區(qū)晶間腐蝕的環(huán)境中，應(yīng)使用合金 304L，因?yàn)槠涮己康汀?/span>

腐蝕速率超過 5mpy 的低溫度 (°F)

腐蝕環(huán)境	鍵入 304 / 304H	類型 316L	2205 (UNS S32205)	2507
0.2% 鹽酸	>沸騰	>沸騰	>沸騰	>沸騰
1% 鹽酸	86p	86	185	>沸騰
10% 硫酸	—	122	140	167
60% 硫酸	—	<54	<59	<57
96% 硫酸	—	113	77	86
85% 磷酸	176	203	194	203
10% 硝酸	>沸騰	>沸騰	>沸騰	>沸騰
65% 硝酸	212	212	221	230
80% 醋酸	212p	>沸騰	>沸騰	>沸騰
50% 甲酸	≤50	104	194	194
50% 氫氧化鈉	185	194	194	230
83% 磷酸 + 2% 氫氟酸	113	149	122	140
60% 硝酸 + 2% 鹽酸	>140	>140	>140	>140
50% 醋酸 + 50% 醋酸酐	>沸騰	248	212	230
1% 鹽酸 + 0.3% 氯化鐵	68p	77p	113ps	203ps
10% 硫酸 + 2000ppm Cl- + N 2	—	77	95	122
10% 硫酸 + 2000ppm Cl- + SO 2	—	<<59p	<59	104
WPA1，高氯含量	<<50	≤50	113	203
WPA2, 高 F- 含量	<<50	≤50	140	167

ps = 可能發(fā)生點(diǎn)蝕 ps = 可能發(fā)生
點(diǎn)蝕/縫隙腐蝕

水楊酸	P 2 O 5	CL -	?F -	H 2 SO 4	Fe 2 O 3	鋁2 O 3	的SiO 2	氧化鈣	氧化鎂
1	54	0.20	0.50	4.0	0.30	0.20	0.10	0.20	0.70
2	54	0.02	2.0	4.0	0.30	0.20	0.10	0.20	0.70

化學(xué)分析

重量 %（除非另有說明，否則所有值均為最大值）

元素	304	304H
鉻	18.0 min.-20.0 max.	18.0 min.-20.0 max.
鎳	8.0 min.-10.5 max.	8.0 min.-10.5 max.
碳	0.08	0.04 min-0.10 max。
錳	2.00	2.00
磷	0.045	0.045
硫磺	0.030	0.030
硅	0.75	0.75
氮	0.10	0.10
鐵	平衡	平衡

物理性質(zhì)

密度

0.285 磅/英寸3
7.90 克/厘米3

比熱

0.12 BTU/lb-°F (32 – 212°F)
502 J/kg-°K (0 – 100°C)

彈性模量

29.0 x 10 6
200 吉帕

熱導(dǎo)率 212°F (100°C)

9.4 BTU/hr/ft 2 /ft/°F
16.3 W/m-°K

熔程

2550 – 2590°F
1398 – 1421°C

電阻率

68°C 時(shí)為 29.1 微歐
英寸 20°C 時(shí)為 73 微歐-厘米

平均熱膨脹系數(shù)

溫度范圍
華氏度	℃	英寸/英寸°F	厘米/厘米 ℃
68-212	20-100	9.2 × 10 -6	16.6 × 10 -6
68-932	20-500	10.0 x 10 -6	18.0 x 10 -6
68-1600	20-870	11.0 x 10 -6	19.8 × 10 -6

機(jī)械性能

		ASTM
	典型的*	304型	304H型
0.2% 偏移屈服強(qiáng)度，ksi	43	30分鐘。	30分鐘。
極限抗拉強(qiáng)度，ksi	91	75 分鐘	70 分鐘
以 2 英寸為單位的伸長率，%	58	40 分鐘	40 分鐘
面積減少，%	68	—	—
硬度，洛氏 B	83	最大 92	最大 92

制造數(shù)據(jù)

合金 304/304H 可以通過標(biāo)準(zhǔn)的車間制造實(shí)踐輕松焊接和加工。

冷成型

該合金非常具有延展性并且很容易形成。冷加工操作會(huì)增加合金的強(qiáng)度和硬度，并可能使其略帶磁性。

熱成型

對于大多數(shù)熱加工過程，建議使用 1652–2102°F (750–1150°C) 的工作溫度。為獲得最大的耐腐蝕性，材料應(yīng)在低 1900°F (1038°C) 下退火，并在熱加工后進(jìn)行水淬或通過其他方式快速冷卻。

加工

合金 304/304H 在變形過程中會(huì)發(fā)生加工硬化，并會(huì)發(fā)生斷屑。好的加工結(jié)果是通過更慢的速度、更重的進(jìn)給、出色的潤滑、鋒利的工具和強(qiáng)大的剛性設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的。

手術(shù)	工具	潤滑	條件
			深度-mm	深度	進(jìn)料-mm/t	進(jìn)料量/噸	速度-m/min	速度-英尺/分鐘
車削	高速鋼	切削油	6	.23	0.5	.019	13-18	42.6-59
車削	高速鋼	切削油	3	.11	0.4	.016	20-25	65.6-82
車削	高速鋼	切削油	1	.04	0.2	.008	26-31	85.3-101.7
車削	碳化物	干油或切削油	6	.23	0.5	.019	75-85	246-278.9
車削	碳化物	干油或切削油	3	.11	0.4	.016	90-100	295.3-328.1
車削	碳化物	干油或切削油	1	.04	0.2	.008	110-120	360.8-393.7
			切削深度-mm	切入深度	進(jìn)料-mm/t	進(jìn)料量/噸	速度-m/min	速度-英尺/分鐘
切割	高速鋼	切削油	1.5	.06	0.03-0.05	.0012-.0020	18-23	59-75.5
切割	高速鋼	切削油	3	.11	0.04-0.06	.0016-.0024	19-24	62.3-78.7
切割	高速鋼	切削油	6	.23	0.05-0.07	.0020-.0027	20-25	65.6-82
			鉆頭 ø mm	鉆 ø in	進(jìn)料-mm/t	進(jìn)料量/噸	速度-m/min	速度-英尺/分鐘
鉆孔	高速鋼	切削油	1.5	.06	0.02-0.03	.0007-.0012	10-14	32.8-45.9
鉆孔	高速鋼	切削油	3	.11	0.05-0.06	.0020-.0024	12-16	39.3-52.5
鉆孔	高速鋼	切削油	6	.23	0.08-0.09	.0031-.0035	12-16	39.3-52.5
鉆孔	高速鋼	切削油	12	.48	0.09-0.10	.0035-.0039	12-16	39.3-52.5
					進(jìn)料-mm/t	進(jìn)料量/噸	速度-m/min	速度-英尺/分鐘
銑削輪廓	高速鋼	切削油			0.05-0.10	.002-.004	12-22	39.4-72.2

焊接

合金 304/304H 可以通過大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)工藝輕松焊接。焊接合金 304/304H 后，可能需要對鋼板進(jìn)行退火，以恢復(fù)由于在焊接熱影響區(qū)的晶界處析出碳化鉻時(shí)對晶間腐蝕敏感而失去的耐腐蝕性。

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