1. Wstęp
W 1.4306 stal nierdzewna, znany również jako x2crni19-11 lub 304l, jest austenityczną stalą nierdzewną o niskiej zawartości węgla znana z wyjątkowej odporności na korozję, spawalność, i właściwości mechaniczne.
Opracowany w celu rozwiązania ograniczeń tradycyjnych 304 stal nierdzewna w zastosowaniach spawanych, Ten stop stał się materiałem węgielnym w branżach, od przetwarzania żywności po lotnisko.
1.1 Przegląd 1.4306 Stal nierdzewna
W 1.4306 należy do 18-8 Rodzina ze stali nierdzewnej, charakteryzujący się 18% chrom (Kr) I 10% nikiel (W) treść.
Jego funkcją definiującą jest węgiel (C) Treść ≤0,03%, which minimizes carbide precipitation during welding and enhances resistance to intergranular corrosion.
This alloy offers a unique balance of strength, plastyczność, and chemical stability, making it suitable for critical applications where durability and hygiene are paramount.
1.2 Pozycja w rodzinie ze stali nierdzewnej
Within the stainless steel hierarchy, W 1.4306 occupies a pivotal role as a general-purpose austenitic alloy.
Unlike martensitic or ferritic grades, it lacks magnetic properties and maintains its austenitic structure at all temperatures.
Compared to higher-alloyed grades like 316L, it offers superior cost-effectiveness for non-chloride environments. Key distinctions include:
- Odporność na korozję: Outperforms 304 in welded structures
- Formowalność: Excellent cold-working capabilities
- Zakres temperatur: Operates from cryogenic (-196°C) to high temperatures (800°C)
1.3 Standardy międzynarodowe i odpowiednie oceny
W 1.4306 adheres to multiple global standards, ensuring consistency across industries:
| Standard | Stopień | Kraj/region |
|---|---|---|
| W 10088-1 | X2CrNi19-11 | Europa |
| ASTM A240 | 304L | USA |
| GB/T. 20878 | 00Trocy10 | Chiny |
| JIS G4303 | SUS304L | Japonia |
Kluczowa równoważność: Niska zawartość węgla stopu jest zgodna z sufiksem „L” w oznaczeniach ASTM/ASME (np., 304L), oznaczając jego przydatność do spawanych komponentów.
2. Podstawowe cechy en 1.4306 Stal nierdzewna
2.1 Skład chemiczny
Skład stopu jest skrupulatnie zrównoważony w celu optymalizacji odporności na korozję i możliwości przetwarzania:
| Element | Treść (%) | Rola |
|---|---|---|
| Chrom (Kr) | 18.0–20,0 | Tworzy pasywną warstwę tlenku, Krytyczne dla odporności na korozję |
| Nikiel (W) | 10.0–12.0 | Stabilizuje strukturę austenityczną i zwiększa wytrzymałość |
| Węgiel (C) | ≤0,03 | Zmniejsza opady z węglików podczas spawania, zapobieganie korozji międzygranowej |
| Mangan (Mn) | ≤2,0 | Poprawia siłę i urabialność |
| Krzem (I) | ≤1,0 | Pomoc w odważniku podczas produkcji |
| Fosfor (P) | ≤0,045 | Kontroluje kruchość |
| Siarka (S) | ≤0,015 | Poprawia maszyna (w kontrolowanych ilościach) |
2.2 Właściwości fizyczne 304L
W 1.4306 wykazuje stabilne właściwości fizyczne w szerokim zakresie temperatur:
| Nieruchomość | Wartość | Znaczenie inżynierii |
|---|---|---|
| Gęstość | 7.93 g/cm3 | Klucz do zastosowań wrażliwych na wagę (np., lotniczy) |
| Temperatura topnienia | 1380–1420 ° C. | Określa parametry spawania i obróbki cieplnej |
| Przewodność cieplna | 15 W/m·K | Wpływa na transfer ciepła w wymiennikach ciepła |
| Współczynnik rozszerzalności cieplnej | 16 µm/m · k (20–100 ° C.) | Krytyczne dla projektowania komponentów narażonych na cykl termiczny |
| Rezystywność elektryczna | 0.72 μΩ · m | Wpływa na kompatybilność elektromagnetyczną w układach elektronicznych |
2.3 Właściwości mechaniczne
Wydajność mechaniczna stopu jest zoptymalizowana zarówno pod kątem siły, jak i plastyczności:
| Nieruchomość | Typowa wartość | Standardowe wymaganie |
|---|---|---|
| Siła plonu (0.2% dowód) | 220 MPa | ≥170 MPa |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 520 MPa | ≥485 MPa |
| Wydłużenie w przerwie | 45% | ≥40% |
| Twardość (HB) | 190–217 | ≤217 Hb |
| Odporność na uderzenie (Charpy v) | 80 J (-196°C) | Nie dotyczy |
Zimna urabialność: W 1.4306 może przejść ciężkie tworzenie się przeziębienia (np., głęboki rysunek) bez uszczerbku dla plastyczności, z wykładnik hartowania odkształcenia (Należy n) z 0.45.
2.4 Odporność na korozję
W 1.4306 wyróżnia się w środowiskach korozyjnych ze względu na pasywną warstwę tlenku i niską zawartość węgla:
- Kwaśne media: Opiera się rozcieńczalni kwas siarkowy (≤10%) i kwas octowy
- Media alkaliczne: Dobrze działa w roztworach wodorotlenku sodu
- Środowiska chlorkowe: Umiarkowany opór (Unikaj przedłużonej ekspozycji >200 ppm cl⁻)
- Rezystancja wżery: Liczba równoważna oporności wżery (Drewno) ≈ 20 (Niższe niż 316L)
Standardy testowe:
- ASTM A262 PRAKTYKA E: Potwierdza opór na korozję międzykrystaliczną (Wskaźnik korozji ≤0,02 mm/rok)
- ISO 16276-1: Ocenia ogólną korozję w warunkach kwaśnych
2.5 Wrażliwość na temperaturę
| Zakres temperatur | Zachowanie | Aplikacje |
|---|---|---|
| Kriogeniczne (-196°C) | Utrzymuje plastyczność i wytrzymałość | Ciekłe zbiorniki do przechowywania azotu |
| Temperatura pokojowa | Optymalna równowaga siły i tworzenia | Ogólne komponenty przemysłowe |
| Wysoka temperatura (≤800 ° C.) | Odpowiada utlenianiu, ale traci wytrzymałość na rozciąganie | Komponenty pieca, wymienniki ciepła |
3. Technologia przetwarzania
3.1 Proces tworzenia
- Zimna praca: Osiągnąć ścisłe tolerancje; Spodziewaj się, że ograniczanie pracy-ograniczenie zaliczania na przepustkę, aby uniknąć pękania.
- Gorące kucie: Ciepło 1150–1180 ° C., zawierać między 1180–950 ° C, Następnie chłód powietrza lub wygasza, gdzie ryzyko zniekształceń jest niskie.
- Obróbka: Używaj powlekanych narzędzi do węglików z umiarkowanymi prędkościami; Dostosuj kanał, aby zarządzać budową krawędzi.
3.2 Proces spawania
Niska zawartość węgla stopu sprawia, że jest wysoce spawany bez rozwodnienia po spawaniu cieplnym:
| Metoda spawania | Obecny zakres | Gaz osłonowy | Temperatura międzypasowa |
|---|---|---|---|
| Tig | 80–150 a | 99.99% Ar | ≤100 ° C. |
| JA | 150–250 a | Ar + 2% O₂ | ≤150 ° C. |
| Laser | 3–5 kW | Sprężone powietrze | ≤80 ° C. |
Metale wypełniające:
- ER308L (AWS A5.9) Dla GTAW/GMAW
- E308L-16 (AWS A5.4) dla smawa
Kluczowe rozważania:
- Użyj niskiego poziomu ciepła, aby zapobiec uczulenia
- Unikaj przegrzania podczas spawania (≤150 ° C Temperatura międzypasowa)
3.3 Obróbka powierzchniowa
Wykończenia powierzchni zwiększają odporność na korozję i estetykę:
| Skończyć | Ra (μm) | Aplikacje |
|---|---|---|
| Polerowanie mechaniczne | 0.8–1,6 | Sprzęt do przetwarzania spożywczego |
| Elektropolera | 0.2–0,5 | Implanty medyczne, Reaktory farmaceutyczne |
| Pasywacja | Nie dotyczy | 20% Kwas azotowy namocz 30 protokół |
| Nanokoatings | Nie dotyczy | Magnetron rozpylał CRN (3 μm grubość) |
4. Zalety i wady en 1.4306 Stal nierdzewna
W 1.4306, Znany również jako AISI 304L, to austenityczna stal nierdzewna o niskiej zawartości węgla znana z doskonałej odporności na korozję i spawanie.
Jednakże, Jak wszystkie materiały, ma swoje ograniczenia. Poniżej znajduje się zwięzły przegląd jego zalet i wad.
✅ Zalety
- Zwiększona odporność na korozję
Niska zawartość węgla w pl 1.4306 minimalizuje ryzyko opadów węglika podczas spawania, zmniejszając w ten sposób prawdopodobieństwo korozji międzykrystalicznej. To sprawia, że jest on szczególnie odpowiednia do zastosowań w środowiskach korozyjnych, takie jak przetwarzanie chemiczne i przemysł spożywczy. - Doskonała spawalność
W 1.4306 może być spawane bez potrzeby początkowania ciepła po spawaniu, Uproszczenie procesów wytwarzania i obniżenie kosztów. - Doskonała formalność
Ta ocena wykazuje dobrą formalność, pozwalając na łatwe kształtowanie się w różne formy, czyniąc go idealnym do zastosowań wymagających złożonych geometrii. - Wysoka wytrzymałość i trwałość
W 1.4306 oferuje dobrą wytrzymałość na rozciąganie i trwałość, Zapewnienie długiej żywotności w aplikacjach strukturalnych. - Biokompatybilność
Jest to biokompatybilne, dzięki czemu jest odpowiednia do zastosowań medycznych, takich jak instrumenty chirurgiczne i implanty. - Apel estetyczny
Gładki, błyszcząca powierzchnia en 1.4306 Daje mu estetycznie przyjemny wygląd, czyniąc go popularnym wyborem aplikacji architektonicznych. - Możliwość recyklingu
W 1.4306 jest w pełni nadchodzący do recyklingu, przyczynianie się do wysiłków na rzecz zrównoważonego rozwoju w produkcji.
❌ Wady
- Niższa wytrzymałość w porównaniu z innymi stopami
W 1.4306 ma niższą wytrzymałość na rozciąganie w porównaniu z innymi klasami ze stali nierdzewnej, takie jak en 1.4404 (316L), co może ograniczyć jego zastosowanie w aplikacjach wymagających wysokiej wytrzymałości mechanicznej. - Podatność na pękanie korozji naprężeń chlorkowych
Ta ocena jest podatna na pękanie korozji stresu chlorkowego, szczególnie w środowiskach o wysokich stężeniach chlorkowych, Wymaganie starannego wyboru materiałów dla określonych zastosowań. - Ograniczony opór w wysokiej temperaturze
W 1.4306 ma ograniczoną odporność na wysokie temperatury. Przedłużona ekspozycja na temperatury powyżej 420 ° C może prowadzić do tworzenia fazy sigma, który krucha materiał. - Właściwości magnetyczne
Chociaż przede wszystkim niemagnetyczne, W 1.4306 może stać się nieco magnetyczne, gdy jest obróbki, które mogą być niepożądane w niektórych aplikacjach. - Potencjał drapania powierzchni
Gładka powierzchnia en 1.4306 może być podatne na drapanie i uszkodzenie powierzchni, co może z czasem wpływać na jego wygląd. - Rozważania dotyczące kosztów
W 1.4306 jest droższy niż niektóre inne materiały, takie jak stal węglowa lub aluminium, co może wpływać na ogólny budżet projektów.
5. Zastosowania en 1.4306 Stal nierdzewna
W 1.4306 (AISI 304L) Stal nierdzewna jest szeroko stosowana w różnych branżach ze względu na doskonałą odporność na korozję, spawalność, i formowalność.
Oto zwięzłe spojrzenie na jego kluczowe aplikacje.
5.1 Przemysł chemiczny i ropy naftowy
W 1.4306 jest używany w zbiornikach magazynowych, systemy rur, oraz wymienniki ciepła w przemyśle chemicznym i naftowym.
Jego odporność na chemikalia i korozję sprawia, że jest idealny do obsługi kwasów, obrazy olejne, i inne substancje żrące.
- Naczynia reakcyjne: Odpowiada kwasom organicznym w syntezie chemicznej
- Rurociągi: Obsługuje nie chlorowane węglowodory
- Zbiorniki magazynowe: Przechowuje rozcieńczone kwasy i alkalis
5.2 Branże spożywcze i farmaceutyczne
Ta ocena jest wykorzystywana w urządzeniach do przetwarzania spożywczego, Maszyna farmaceutyczna, oraz pojemniki do przechowywania ze względu na odporność na korozję i biokompatybilność.
Powszechnie występuje w naczyniach mieszających, reaktory, i systemy filtracyjne.
- Sprzęt do przetwarzania: Pasturizery mleczne, Linie butelkowania napojów
- Bioreaktory: Utrzymuje sterylność w produkcji farmaceutycznej
- Narzędzia chirurgiczne: Zgodnie z ISO 13485 standardy
5.3 Dekoracja architektoniczna
Gładka powierzchnia i odporność na wietrzenie EN 1.4306 sprawiają, że jest popularnym wyborem do zastosowań architektonicznych, takie jak fasada okładziny, poręcze, i dachowe.
Oferuje zarówno estetyczne atrakcyjność, jak i trwałość elementów budynków zewnętrznych.
- Fasady: Opiera się zanieczyszczenie miejskim i promieniowanie UV
- Poręcze: Łączy estetykę z odpornością na korozję
- Zadaszenie: Długowieczność w umiarkowanych środowiskach morskich
5.4 Lotnictwo
W lotniu, W 1.4306 jest używany do komponentów strukturalnych, ramy siedzące, i wnętrza samolotów. Jego wytrzymałość i odporność na korozję, w połączeniu ze stabilnością w niskiej temperaturze, Spraw, by był odpowiedni do aplikacji samolotów.
- Wnętrza samolotów: Lekkie panele i wyposażenie
- Zbiorniki kriogeniczne: Przechowuje ciekł tlen i wodór
- Komponenty silnika: Części niemagnetyczne dla awioniki
5.5 Inżynieria kriogeniczna
W 1.4306 jest idealny do kriogenicznych zbiorników magazynowych, kobza, i zawory, oferując doskonałą wydajność w bardzo niskich temperaturach.
Utrzymuje siłę i elastyczność nawet w zimnych środowiskach.
- Przechowywanie LNG: Utrzymuje integralność w -162 ° C
- Magnesy nadprzewodzące: Obsługuje ekstremalne zastosowania w niskiej temperaturze
5.6 Produkcja samochodowa
Ta stal nierdzewna jest używana w samochód układy wydechowe, przycinać, i systemy paliwowe. Jego odporność na korozję i zdolność do wytrzymania ciepła sprawiają, że jest niezawodny w komponentach motoryzacyjnych.
- Układy wydechowe: Opiera się korozji ciepła i soli drogowej
- Wewnętrzne wykończenie: Trwałe i higieniczne powierzchnie
- Zbiorniki paliwa: Zgodny z surowymi standardami bezpieczeństwa
6. Porównanie en 1.4306 Stal nierdzewna
Podczas oceny materiałów do określonych zastosowań, Konieczne jest porównanie różnych gatunków stali nierdzewnej, aby określić najbardziej odpowiednią opcję.
W 1.4306 stal nierdzewna, Znany również jako AISI 304L, jest często porównywane z innymi klasami ze stali nierdzewnej, szczególnie osoby w rodzinie austenitycznej.
Ta sekcja zawiera szczegółowe porównanie en 1.4306 z innymi powszechnie używanymi klasami ze stali nierdzewnej, w tym en 1.4301 (Aisi 304) i i 1.4401 (Aisi 316).
| Nieruchomość | W 1.4306 (AISI 304L) | W 1.4301 (Aisi 304) | W 1.4401 (Aisi 316) |
|---|---|---|---|
| Zawartość węgla | ≤ 0.03% | ≤ 0.08% | ≤ 0.07% |
| Zawartość chromu | 18.0 – 20.0% | 18.0 – 20.0% | 16.0 – 18.0% |
| Treść niklu | 8.0 – 12.0% | 8.0 – 12.0% | 10.0 – 14.0% |
| Treść manganu | ≤ 2.0% | ≤ 2.0% | ≤ 2.0% |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 480 – 620 MPa | 520 – 720 MPa | 515 – 720 MPa |
| Siła plonu | 170 – 310 MPa | 210 – 520 MPa | 205 – 505 MPa |
| Wydłużenie | ≥ 40% (W 50 mm) | ≥ 40% (W 50 mm) | ≥ 40% (W 50 mm) |
| Twardość | ≤ 201 HB | ≤ 201 HB | ≤ 217 HB |
| Odporność na korozję | Dobry | Dobry | Doskonały |
| Spawalność | Doskonały | Dobry | Umiarkowany |
| Koszt | Umiarkowany | Umiarkowany | Wyższy |
7. FAQ En 1.4306
Q: Jak rozróżnić pl 1.4306 od 304L?
A: Przeprowadzić analizę chemiczną - EEN 1.4306 ma minimalną zawartość niklu 10% (vs.. 8% dla 304L).
Q: Robi i 1.4306 Wymagaj po rozpatrzeniu ciepła?
A: NIE, jego niska zawartość węgla eliminuje potrzebę obróbki cieplnej w większości zastosowań.
Q: Can in 1.4306 być używane w wodzie morskiej?
A: Nadaje się do przerywanego narażenia, ale nie długoterminowe zanurzenie w środowiskach o wysokiej klasie.
Q: Jaka jest maksymalna temperatura robocza?
A: Możliwe jest ciągłe użytkowanie do 800 ° C, ale spodziewaj się zmniejszonej siły.
8. Wniosek
W 1.4306 stal nierdzewna (304L) zapewnia zrównoważony pakiet odporności na korozję, spawalność, oraz wydajność mechaniczna od kriogenicznej do umiarkowanej usługi w wysokiej temperaturze.
Jego niski węgiel stabilizuje folię pasywną poprzez spawanie, a jego wszechstronność obejmuje chemikalia, żywność, architektoniczny, i sektory motoryzacyjne.
Rozumiejąc jego kompozycję, przetwarzanie, i limity, Inżynierowie mogą określić 1.4306 dla niezawodnych, Długoterminowa obsługa w wymagających środowiskach.