Dvouvrstvé nerezové oceli 304/304L, 316/316L

Austenitic stainless steels are the most widely used stainless steels, accounting for about 75% of the total stainless steel consumption. The rapid development of the chemical industry and petrochemical industry has put forward higher requirements for the corrosion resistance and strength of stainless steel. For example, the 304/304L dual grades stainless steel means it has lower carbon content, that’s less than 0.03%, meeting the 304L grades, while its yield and tensile strength are higher than the lower limit of 304 stainless steel, the stainless steel can be defined as 304/304L dual grades stainless steel, that is, its chemical composition meets that of 304L, and mechanical properties to meet the requirements of 304 stainless steel. Similarly, a stainless steel sheet can be 304/304H dual certified because it has enough carbon content to meet the 304H (minimum 0.040%) requirement and also meets the 304H grain size and strength requirements, there are 316/316L and other dual grades of stainless steel.

The most important is the difference in carbon and the resulting strength. Carbon is an effective austenitic stabilizing element and can be considered as an impurity or an alloying element that improves the strength of stainless steel, especially at high temperatures. The carbon content in most austenitic stainless steels is below 0.02% ~ 0.04%. In order to have good corrosion resistance after welding, the carbon content of low carbon grade stainless steel is controlled below 0.030%. In order to improve the high-temperature strength, the high carbon or “H” grade carbon content is maintained at 0.04% or slightly higher.

The smaller carbon atoms in the face-centered cubic structure are in the lattice gaps between the larger Cr, Ni and Mo atoms, which limit the dislocation motion, hinder the ductility deformation and strengthen the stainless steel. Under the condition of rising temperature such as in the welding process, carbon has a strong tendency to precipitate chromium in stainless steel matrix with chrome-rich carbide, and the second phase tends to precipitate at grain boundary rather than grain center, so chromium carbide is easy to form at the grain boundary.

Chromium is a necessary element for enhancing the corrosion resistance of stainless steel, but chromium carbide is removed from the stainless steel matrix, so the corrosion resistance here is worse than the rest of the stainless steel matrix. Increasing the carbon content can extend the temperature range, so that the time of sensitization or corrosion resistance loss is shortened, reducing the carbon content can delay or completely avoid the formation of carbide in welding. Low carbon grades such as 304L and 316L carbon content less than 0.030%, most of the higher alloyed Austenite grades such as 6%Mo stainless steel carbon content is less than 0.020%. To compensate for the decrease in strength due to the decrease in carbon content, another interstitial element nitrogen is sometimes added to strengthen the stainless steel.

Dual-grade stainless steel has both the high strength of conventional stainless steel and the corrosion resistance of ultra-low carbon stainless steel. It can solve the problem of weak welding joint performance of most Austenitic stainless steel, has been widely used in low-temperature LNG receiving station equipment and large diameter pipeline. The price of dual-grade stainless steel is basically the same as ultra-low carbon stainless steel. Now several Chinese steel mills can supply the grades for mature market, any interested, please contact us.

 

Co je ocel Super 304H?

S rozvojem ultrakritických jednotek se vysokoteplotní pevnost tradičních austenitických nerezových ocelí typu 18-8 (jako je ocel TP304H) nedokázala vyhovět jejich potřebám při parních podmínkách 600 °C. Z tohoto důvodu společnost Japan Sumitomo Metal Corporation vyvinula nové materiály pro potrubí ohřívací plochy kotle jednotky, jako jsou ocel TP347HFG, ocel SUPER304H a ocel HR3C. Ocel Super 304H je novým typem Ocel 18-8Používá se zejména při výrobě předehřívačů a opětovných ohřívačů ultrakritických kotlů, jejichž kovová stěna dosahuje teploty nepřesahující 700 °C. V současné době také německá společnost Shasqida Mannesmann (dříve DMV Company) vyrábí podobné ocelové trubice se stupněm tvrdosti DMV 304HCU.

Ocel Super304H je ocel se sníženým obsahem Mn, Si, Cr a Ni na základě oceli TP304H, přičemž přidáním 2,5% ~ 3,5% Cu a 0,30% ~ 0,60% Nb a 0,05 %~ 0,12% N dochází k výrobě difuzní precipitativní fáze a bohaté na měď fázové zpevnění v provozu, dochází k zesílení vápníkovitých zpevňujících fází v provozu, a to pomocí NbC(N), NbCrN a M23C6, což výrazně zvyšuje přípustné napětí při provozní teplotě a přípustné napětí při teplotě 600 ~ 650 °C je o 30% vyšší než u oceli TP347H. Obojnost páry při oxidačním procesu je u tohoto materiálu srovnatelná s materiálem TP347HFG a výrazně lepší než u materiálu TP321H. Je uvedena v ASME Code Case 2328-1, standardu ASTM A-213 a má číslo S30432.

 

Chemička kompozice materiálu Super 304H

C Si Mn P S Cr Ni N Al B Nb Cu V Mo
0.08 0.21 0.79 0.03 0.001 18.42 8.66 0.11 0.007 0.004 0.5 2.77 0.04 0.35

 

Mechanické vlastnosti materiálu Super 304H

Síla v tahu, MPa Uzávěrnost, Mpa Prodloužení, %
360/350 640/645 58/60

 

Vzhledem k vysokým parametrům páry v ultra-superkritických jednotkách se stává odolnost oceli používané v tlakových zařízeních s vysokou teplotou vůči oxidaci velmi důležitou. Obecně platí, že vnitřní stěna ocelové trubky typu super 304H je předprašována, aby se zlepšila odolnost proti oxidaci párou. Na vnitřní straně ocelové trubky byla vytvořena vrstva s tloušťkou střelby 30 μm a její mikrostruktura byla v porovnání s mikrostrukturou ocelové trubky bez prašného leštění zdokonalena. Po zkoušce oxidace párou při teplotě 650 °C a době trvání 600 hodin byla tloušťka oxidové vrstvy oceli, která byla ošetřena prašným leštěním, menší a hustší a odolnost oceli proti oxidaci párou byla zvýšena. V současné době několik předních oceláren v Číně vyrobilo podobnou třídu 10CrL8Ni9NbCu3Bn specifikovanou v GB 5310-2008, která je v současné době používána v několika projektech ultra-superkritických jednotek v Číně.