Dvojitá nerezová ocel 304/304L, 316/316L

/v /podle

Austenitické nerezové oceli jsou nejrozšířenější nerezové oceli, které představují asi 751 TP3T celkové spotřeby nerezové oceli. Rychlý rozvoj chemického průmyslu a petrochemického průmyslu klade vyšší požadavky na korozní odolnost a pevnost nerezové oceli. Například nerezová ocel dvojí jakosti 304/304L znamená, že má nižší obsah uhlíku, to je méně než 0,03%, což odpovídá jakosti 304L, zatímco její mez kluzu a pevnosti v tahu jsou vyšší než spodní limit nerezové oceli 304, nerezová ocel může být definován jako 304/304L nerezová ocel dvojí jakosti, to znamená, že její chemické složení odpovídá složení 304L a mechanické vlastnosti splňují požadavky nerezové oceli 304. Podobně může mít plech z nerezové oceli duální certifikaci 304/304H, protože má dostatečný obsah uhlíku, aby splnil požadavek 304H (minimálně 0,040%) a také splňuje požadavky na velikost zrna a pevnost 304H, existuje 316/316L a další dvojí třídy nerezové oceli.

Nejdůležitější je rozdíl v karbonu a výsledná pevnost. Uhlík je účinný austenitický stabilizační prvek a lze jej považovat za nečistotu nebo legující prvek, který zlepšuje pevnost nerezové oceli, zejména při vysokých teplotách. Obsah uhlíku ve většině austenitických nerezových ocelí je pod 0,02% ~ 0,04%. Aby byla po svařování dobrá odolnost proti korozi, je obsah uhlíku v nerezové oceli s nízkým obsahem uhlíku řízen pod 0,030%. Aby se zlepšila pevnost při vysokých teplotách, vysoký obsah uhlíku nebo uhlíku třídy „H“ je udržován na hodnotě 0,041 TP3T nebo mírně vyšší.

Menší atomy uhlíku v plošně centrované krychlové struktuře jsou v mřížkových mezerách mezi většími atomy Cr, Ni a Mo, které omezují dislokační pohyb, brání deformaci tažnosti a zpevňují nerezovou ocel. Za podmínek zvyšující se teploty, jako je proces svařování, má uhlík silnou tendenci srážet chrom v matrici z nerezové oceli s karbidem bohatým na chrom a druhá fáze má tendenci srážet se na hranici zrn spíše než ve středu zrna, takže karbid chrómu je snadno se tvoří na hranici zrn.

Chrom je nezbytný prvek pro zvýšení odolnosti nerezové oceli proti korozi, ale karbid chrómu je z matrice nerezové oceli odstraněn, takže odolnost proti korozi je zde horší než u zbytku matrice nerezové oceli. Zvýšení obsahu uhlíku může rozšířit teplotní rozsah, takže se zkrátí doba senzibilizace nebo ztráty odolnosti proti korozi, snížení obsahu uhlíku může oddálit nebo úplně zabránit tvorbě karbidu při svařování. Třídy s nízkým obsahem uhlíku, jako je 304L a 316L, obsah uhlíku nižší než 0,030%, obsah uhlíku u většiny vysoce legovaných druhů austenitu, jako je nerezová ocel 6%Mo, je nižší než 0,020%. Pro kompenzaci poklesu pevnosti v důsledku poklesu obsahu uhlíku se někdy přidává další intersticiální prvek dusík pro zpevnění nerezové oceli.

Dvojitá nerezová ocel má jak vysokou pevnost konvenční nerezové oceli, tak odolnost vůči korozi ultra nízkouhlíkové nerezové oceli. Může vyřešit problém slabého výkonu svarového spoje většiny austenitické nerezové oceli, byl široce používán v zařízeních nízkoteplotních přijímacích stanic LNG a potrubí s velkým průměrem. Cena duální nerezové oceli je v zásadě stejná jako u ultranízkouhlíkové nerezové oceli. Nyní několik čínských oceláren může dodávat třídy pro vyspělý trh, jakýkoli zájemce nás prosím kontaktujte.

 

Co je ocel Super 304H?

/v /podle

S vývojem ultra-superkritických jednotek nebyla vysokoteplotní pevnost tradičních 18-8 austenitických nerezových ocelí (jako je ocel TP304H) schopna uspokojit jejich potřeby s parametry páry 600℃. Z tohoto důvodu společnost Japan Sumitomo Metal Corporation vyvinula nové materiály pro povrchové potrubí topného kotle jednotky, jako je ocel TP347HFG, ocel SUPER304H a ocel HR3C. Ocel Super 304H je novým typem oceli 18-8 ocel, používá se hlavně při výrobě přehříváků a přihříváků ultra-superkritických kotlů, jejichž teplota kovové stěny nepřesahuje 700 ℃. V současnosti vyrábí podobné ocelové trubky jakosti DMV 304HCU také Shasqida Mannesmann (dříve DMV Company) v Německu.

Ocel Super304H je ocel snížením obsahu Mn, Si, Cr a Ni na bázi oceli TP304H, která přidává 2,5% ~ 3,5% Cu a 0,30%~0,60% Nb a 0,05%~0,12% N, takže pro vytvoření difúzní precipitační fáze a zpevněné fáze bohaté na měď v provozu dochází k precipitačnímu zpevnění pomocí NbC(N), NbCrN a M23C6, což značně zvyšuje dovolené napětí při provozní teplotě a povolené napětí při 600 ~ 650 ℃ je o 30% vyšší než ocel TP347H. Odolnost oceli proti oxidaci párou je srovnatelná s odolností oceli TP347HFG a výrazně lepší než u oceli TP321H. Byl uveden v ASME Code Case 2328-1, ASTM A-213 Standard, číslo je S30432.

 

Chemické složení Super 304H

C Si Mn P S Cr Ni N Al B Nb Cu PROTI 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

 

Mechanická vlastnost Super 304H

Mez kluzu, Mpa Pevnost v tahu, Mpa Prodloužení, %
360/350 640/645 58/60

 

Vzhledem k vysokým parametrům páry ultrasuperkritických jednotek nabývá na důležitosti oxidační odolnost oceli používané ve vysokoteplotních tlakových částech elektráren. Obecně je vnitřní stěna ocelové trubky super 304H otryskána brokem, aby se zlepšila účinnost proti oxidaci páry. Na vnitřním povrchu ocelové trubky byla vytvořena tryskaná vrstva o tloušťce 30 μm a její mikrostruktura byla zjemněna ve srovnání s mikrostrukturou nebroušené ocelové trubky. Po testu oxidace párou při 650 °C a 600 h je tloušťka oxidové vrstvy ocelové trubky ošetřené tryskáním tenčí a hustší a odolnost ocelové trubky vůči oxidaci párou je zlepšena. V současné době vyrábí několik předních oceláren v Číně podobnou jakost 10CrL8Ni9NbCu3Bn, specifikovanou v GB 5310-2008, která se v současnosti používá v několika projektech ultrasuperkritických jednotek v Číně.

Je nerezová ocel 304 magnetická?

/v /podle

Běžní spotřebitelé mají o nerezové oceli určité nedorozumění, myslí si, že magnetická nerezová ocel není kvalifikovaná jako nerezová ocel 304. Jak víme, podle struktury při pokojové teplotě lze nerezovou ocel rozdělit na austenit jako 201, 304, 321, 316, 310, martenzit nebo železitý jako 430, 420, 410. Austenity jsou nemagnetické nebo slabě magnetické a martenzit nebo ferit jsou magnetické. 304 je reprezentativní třída austenitické nerezové oceli, má vynikající zpracovatelnost, svařitelnost a odolnost proti korozi, představuje 60% světové spotřeby nerezové oceli, obecně není magnetický, ale někdy je to magnetický nebo slabý magnetismus způsobený tavením kolísání chemického složení nebo zpracování, ale nemůžeme si myslet, že je to falešné nebo nestandardní, jaký je to důvod?

304 je metastabilní nerezová ocel, je to jednoduchá austenitová struktura po žíhání, bez magnetického pole. Segregace tavné směsi nebo nesprávné tepelné zpracování vytvoří malé množství martenzitické nebo feritové struktury, takže se slabým magnetickým polem. Navíc po deformaci zpracováním za studena (jako je lisování, protahování, válcování atd.) prošla část struktury austenitu také fázovou změnou (obecná mutageneze na martenzit) a magnetickou.

Například u stejné šarže ocelových pásů nemá vnější průměr 76mm ocelové trubky žádné zjevné magnetické pole, zatímco vnější průměr 9,5mm ocelové trubky má zjevné magnetické pole. Magnetické vlastnosti čtvercové pravoúhlé trubky jsou patrnější, protože deformace ohybem za studena je větší než u kruhové trubky, zejména v ohýbané části.

Většina dřezu je vyrobena z nerezové oceli 304. Mnoho spotřebitelů soudí, že je vyrobeno z nerezové oceli třídy 304 podle toho, zda je nádrž na vodu magnetická nebo ne. V současné době existuje mnoho druhů zpracovatelských technologií pro dřez, jako je tvarování svařováním, integrální tvarování v tahu atd., pokud se používá tvarování svařováním materiálu 304, je obecně žíháno po zpracování desky, nebude magnetické nebo slabě magnetické (protože povrchové úpravy dřezu); Jedno z tvarování vodní nádrže musí projít několika protahováním, celkovým žíháním a poté protahováním (žíhání zvyšuje náklady a 304 není nutné znovu žíhat), bude to magnetické, to je velmi normální jev.

Při použití vlnovce z nerezové oceli v plášťovém výměníku tepla

/v /podle

Vlnovcový trubkový výměník tepla je upgrade založený na přímém (světlé) trubkovém výměníku tepla. Konstrukce hřebene a žlabu vlny přebírá výhody trubkového výměníku, jako je životnost a bezpečnost, a zároveň překonává nedostatky, jako je špatná schopnost přenosu tepla a snadné vytváření kotelního kamene. Principem je zlepšit celkový součinitel prostupu tepla tak, aby se zmenšila požadovaná plocha přenosu tepla, což může při stejném efektu přenosu tepla ušetřit materiály a snížit hmotnost.

Protože tělo měchu je zpracováno lisováním za studena světlé potrubí sochoru, obecně se má za to, že tělo měchu lze po vytvarování zpevnit. Experiment stability vnějšího tlaku ukazuje, že k nestabilitě vlnité teplosměnné trubky pod vnějším tlakem dochází nejprve v přímém úseku trubky a vlnitá trubka bude nestabilní pouze tehdy, pokud bude vnější tlak nadále stoupat. To ukazuje, že stabilita vlnitého profilu je lepší než stabilita přímého profilu a že kritický tlak vlnitého profilu je vyšší než u přímého profilu.

Experimenty ukazují, že ke zvlnění vzpěrné deformace došlo ve vlnovém žlabu, zejména lokálním jednotlivém žlabu, obecně ne více než dvě žlábky nestabilita současně, ukazuje, že stabilita hřebene vlny je lepší než úžlabí, ale někdy se také může objevit naopak, v procesu lisování za studena je tloušťka žlabu i stěny rovného úseku konstantní, za studena je trubka ve skutečnosti kratší.

Existence vrcholů a prohlubní vln v měchu zvyšuje účinek radiální konvekce výměny tepla v trubkách, jak je znázorněno na obrázku níže:

Radiální konvekce má velký vliv na celkový součinitel prostupu tepla, což je zásadní důvod nízké ceny a nízké hmotnosti dvoutrubkového vlnovcového výměníku. Teplosměnná oblast trubka povrch těla měchu a rovné trubky je velký při stejné délce, ale tato změna je mnohem menší než příspěvek změny hodnoty koeficientu. Je jasně vidět, že rychlost proudění přímé (lehké) trubice je výrazně snížena, když je blízko stěny trubky.

Plášťový výměník tepla s vlnovcem může ve srovnání s přímým trubkovým výměníkem neustále měnit rychlost a směr kapaliny za vzniku turbulence, čímž dochází k výměně tepla se stěnou, hraniční efekt, který ovlivňuje přenos tepla, již nebude existovat. Celkový koeficient prostupu tepla lze zvýšit 2 ~ 3krát a skutečný provoz může dosáhnout dokonce 5krát a hmotnost je nízká, což je důvod, proč je cena vlnovcového výměníku tepla nižší než cena tepla z přímých trubek. výměník. Podle výpočtu a praktických zkušeností je celkový součinitel prostupu tepla vlnovce o tloušťce 1 mm o 10% nižší než u vlnovce o tloušťce 0,5 mm. Provozní údaje stovek vlnovcových výměníků ukazují, že tloušťka stěny (téměř všechny 0,5 mm) je hlavním důvodem provozu 10 ~ 14 let bez větší opravy nebo poškození.

Kromě toho může vlnovcový výměník účinně odolat nárazu vodního rázu. Plášť dvoutrubkového deskového výměníku je spojen dilatační spárou. Pokud utrpí nárazy vodního rázu, bude dilatační spára špatně umístěna. To se děje jak u vlnovcových, tak u přímých trubkových výměníků tepla a deformace pláště může způsobit zkroucení trubky. Je to proto, že měch má větší roztažnost, elastická meze napětí je při deformaci velká, to znamená, že schopnost odolávat nestabilitě je v tomto případě silná. Ale v každém případě, v procesu instalace, aby se zabránilo výskytu vodního rázu, lze provést pomocí úhlového sedacího ventilu, zpoždění spínače a dalších opatření.

Výhody vlnovcového výměníku z nerezové oceli

  • Vysoká účinnost přenosu tepla

Speciální konstrukce hřebenu a žlabu měchu umožňuje proudění tekutiny díky nepřetržité mutaci vnitřní a vnější části trubky, aby se vytvořila silná turbulence. Dokonce i v případě velmi malého průtoku může tekutina vytvářet silné rušení uvnitř a vně trubky, což výrazně zlepšuje koeficient přenosu tepla teplosměnné trubky. Koeficient prostupu tepla je 2~3krát vyšší než u tradičního trubkového výměníku tepla.

  • Žádné škálování a blokování

Médium uvnitř a vně měchu je vždy ve vysoce turbulentním stavu, což způsobuje, že se tuhé částice ve středně těžko usazují; Na druhou stranu, ovlivněné teplotním rozdílem média způsobí stopu axiální expanzní deformace, zakřivení se bude často měnit, trubka pro výměnu nečistot a tepla vyvine velkou tažnou sílu, i když je klidný vodní kámen, proto se zlomí se automaticky vypne, takže výměník tepla si vždy udrží trvalý a lepší přenos tepla.

  • Automatická kompenzace

Speciální struktura a tvar vlnovců dokáže účinně snižovat tepelné namáhání za podmínek ohřevu bez přidávání dilatačních spár, čímž se zjednodušuje struktura výrobků a zvyšuje se spolehlivost výrobků.

  • Dlouhá životnost

Je zvýšena schopnost axiální roztažnosti, což účinně snižuje namáhání teplotního rozdílu a může se přizpůsobit velkému teplotnímu rozdílu a změně tlaku, takže nedojde k žádnému úniku způsobenému prasknutím ústí trubky. Spojení mezi přepážkou a vlnovcem prodlužuje životnost výměníku tepla.

 

Nerezová ocel 304 VS 403 nerezová ocel

/v /podle

Třídy 304 a 430 jsou běžně používané nerezové materiály. Nerezová ocel 304 je obecný typ chromniklové austenitické nerezové oceli, hustota 7,93 g/cm3, známá také jako nerezová ocel 18/8, je nerezová ocel řady 300, nejběžněji používaná ocel. Odolá vysoké teplotě 800 ℃, má dobrý zpracovatelský výkon a houževnatost, široce používaný v požadavcích na dobrý komplexní výkon (odolnost proti korozi a lisování) zařízení a dílů. 304L je nízkouhlíková verze 304, která nevyžaduje žíhání po svařování, takže je široce používána pro tlusté díly (cca 5 mm a více). Vyšší obsah uhlíku 304H lze použít při vysokých teplotách. Struktura žíhaného austenitu také dává těmto třídám vynikající houževnatost, a to i při nízkých teplotách pod bodem mrazu.

Nízkouhlíkový vysoký chrom 430 je jednou z nejběžnějších feritických nerezových ocelí, má dobrou odolnost proti korozi, také známý jako 18/0 nebo 18-0, je jednou z nerezových ocelí řady 400. Může být vyroben mírně zpevněný tvářením za studena, ale houževnatost při nízkých teplotách je špatná a obecně nemůže být vytvrzena tepelným zpracováním. Jeho tepelná vodivost je lepší než austenit, koeficient tepelné roztažnosti je menší než austenit, tepelná odolnost proti únavě, přidání stabilizačního prvku titanu činí svařovací šev součástí mechanických vlastností je dobrý, lze jej použít k dekoraci budov, části hořáku paliva , domácí spotřebiče, díly domácích spotřebičů. 430F je druh oceli s volným řezným výkonem na oceli 430, používá se hlavně pro automatické soustruhy, šrouby a matice atd. 430LX přidává Ti nebo Nb do oceli 430, snižuje obsah C a zlepšuje výkon zpracování a výkon svařování. Používá se především pro zásobníky teplé vody, systémy otopné vody, sanitární spotřebiče, domácí spotřebiče, setrvačníky jízdních kol atd.

 

Podle ASTM A240- Specifikace pro chromové a chromniklové nerezové desky, plechy a pásy pro tlakové nádoby a všeobecné účely musí nerezová ocel 430 obsahovat méně než 0,12% uhlíku, mezi 16-18% chrómu a méně než 0,75% niklu, rozdíl mezi 304 a 430, jak je uvedeno v tabulce níže:

Srovnání chemického složení 

UNS C Mn P S Si Cr Ni Mo
S30400 0.07 2.00 0.045 0.03 0.75 17.5-19.5 8.0-10.5 /
S43000 0.12 1,00 0.04 0.03 1.00 16.0-18.0 0.75 /

 

Porovnání mechanických vlastností

Známky Mez kluzu, Mpa Pevnost v tahu, Mpa Prodloužení ve 2/50 mm, min, % Tvrdost, HBW
304 205 515 40 183
403 205 450 22 201

 

Suma sumárum, liší se hlavně v následujících položkách:

  • Odolnost proti korozi: Odolnost korozivzdorné oceli 304 je lepší než 430. Protože nerezová ocel 430 obsahuje 16,00-18,00% chrom, v zásadě neobsahuje nikl, nerezová ocel 304 obsahuje více chrómu a niklu;
  • Stabilita: Nerezová ocel 430 je feritová, nerezová ocel 304 je austenit, stabilnější než nerezová ocel 430;
  • Houževnatost: Houževnatost 304 je vyšší než u nerezové oceli 430;
  • Tepelná vodivost: Tepelná vodivost feritové nerezové oceli 430 je jako nerezová ocel 304;
  • Mechanické vlastnosti: Nerezová ocel 430 mechanické vlastnosti svaru než nerezová ocel 304 je lepší díky přidání stabilního chemického prvku titan.

Jak dusík ovlivňuje nerezovou ocel 316LN?

/v /podle

316LN je verze s přídavkem dusíku založená na Ocel 316L (0,06% ~ 0,08%), takže má stejné vlastnosti jako 316L, byl použit při výrobě vysokoteplotních konstrukčních součástí v rychlém množivém reaktoru (FBRS). Snížení obsahu uhlíku výrazně snižuje náchylnost k praskání korozí pod napětím v důsledku svařování v následném korozivním prostředí. Tečení, nízkocyklová únava a interakce mezi tečením a únavou jsou nejdůležitějšími faktory pro komponenty FBRS. Pevnost při vysokých teplotách Nerezová ocel 316L lze zlepšit na nerezovou ocel 316 legováním 0,06% ~ 0,08% N. V tomto článku bude diskutován vliv obsahu dusíku vyššího než 0,08% na mechanické vlastnosti nerezové oceli 316L při vysoké teplotě.

 

Chemické složení nerezové oceli 316LN

Pec N C Mn Cr Mo Ni Si S P Fe
Normy 0.06-0.22 0.02-0.03 1.6-2.0 17-18 2.3-2.5 12.0-12.5 ≤0,5 ≤0,01 ≤0,03 –
1 0.07 0.027 1,7 17.53 2.49 12.2 0.22 0.0055 0.013 –
2 0.11 0.033 1.78 17.63 2.51 12.27 0.21 0.0055 0.015 –
3 0.14 0.025 1.74 17.57 2.53 12.15 0.20 0.0041 0.017 –
4 0.22 0.028 1.70 17.57 2.54 12.36 0.20 0.0055 0.018 –

Tyto čtyři šarže nerezové oceli 316LN s obsahem dusíku 0,07%, 0,11%, 0,14% a 0,22% a obsahem uhlíku 0,03% byly testovány za účelem studia účinků dusíku na pevnost v tahu, tečení, nízkocyklovou únavu a tečení. -únavové vlastnosti nerezové oceli 316LN. Cílem tohoto experimentu je nalézt optimální obsah dusíku pro získání nejlepší kombinace vlastností v tahu, tečení a nízkocyklové únavě. Experimentální výsledky ukazují, že dusík může zlepšit pevnost v tahu, tečení a únavovou pevnost austenitických korozivzdorných ocelí. Důvody pro zvýšení pevnosti zahrnují vylepšení roztoku, sníženou energii stohovací chyby (SFE), precipitační zpevnění, tvorbu kompozitů (intersticiální rozpuštěné látky), atomovou segregaci a uspořádané zpevnění. Vzhledem k jejich odlišným vlastnostem výměny elektronů má rozpuštěný dusík v austenitické nerezové oceli větší expanzní objem než uhlík.

Kromě elastické interakce mezi dusíkem a dislokací ovlivňuje pevnost také elektrostatická intersticiální dislokační interakce. Dislokační jádra se vyznačují nedostatkem volných elektronů, což znamená, že mají kladný náboj. Atomy dusíku v austenitických nerezových ocelích jsou záporně nabité kvůli poloze volných elektronů v blízkosti atomů dusíku a elektrostatické interakci mezi dislokacemi a atomy dusíku.

Efektivní vazebná energie mezi atomem dusíku a dislokací se zvyšuje se zvyšováním obsahu dusíku v austenitické oceli, ale u uhlíku není korelace zřejmá. V austenitických ocelích intersticiální dusík interaguje se substitučními prvky a má tendenci vytvářet intersticiální substituční atomové kompozice. Sloučenina se snadno váže na prvky nalevo od Fe v periodické tabulce, jako je Mn, Cr, Ti a V. Existuje silná korelace mezi vlastnostmi meziatomové vazby (tj. orientace versus neorientace) a blízkostí sousedních atomy ve vícesložkovém slitinovém systému. Vazba mezi atomy kovů usnadňuje uspořádání na krátkou vzdálenost, což je vazba atomů různých prvků. Meziatomová polarizace usnadňuje výměnu kovalentních elektronů, vazbu mezi atomy stejného prvku. Uhlík podporuje agregaci substitučních atomů v pevném roztoku na bázi železa, zatímco dusík usnadňuje uspořádání na krátké vzdálenosti.

Obecně platí, že mez kluzu (YS) a mez pevnosti v tahu (UTS). 316L nerezová ocel se výrazně zlepšila legováním dusíku 0,07% ~ 0,22%. Nárůst pevnosti byl pozorován ve všech testech v teplotním rozsahu 300 ~ 1123 K. Dynamické deformační stárnutí bylo pozorováno v omezeném teplotním rozsahu. Teplotní rozsah dynamického deformačního stárnutí (DSA) se s rostoucím obsahem dusíku snižuje.