¿El acero inoxidable 304 es magnético?

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Los consumidores comunes tienen algunos malentendidos sobre el acero inoxidable, piensan que el acero inoxidable magnético no es acero inoxidable 304 calificado. Como sabemos, según la estructura a temperatura ambiente, el acero inoxidable se puede dividir en austenita como 201, 304, 321, 316, 310, martensita o férrica como 430, 420, 410. Las austenitas no son magnéticas o son débilmente magnéticas y la martensita o ferrita son magnéticas. 304 es un grado representativo del acero inoxidable austenítico, tiene excelente trabajabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión, representa el 60% del consumo mundial de acero inoxidable, generalmente, no es magnético, pero a veces es magnético o magnetismo débil causado por fundición, fluctuaciones de la composición química o procesamiento, pero no podemos pensar que esto sea falso o deficiente, ¿cuál es la razón?

304 es acero inoxidable metaestable, es una estructura de austenita única después del estado de recocido, sin magnético. La segregación de la composición de fundición o el tratamiento térmico inadecuado producirán una pequeña cantidad de estructura de martensita o ferrita, por lo que con un magnético débil. Además, después de la deformación por procesamiento en frío (como estampación, estiramiento, laminado, etc.), parte de la estructura de austenita también sufrió cambio de fase (mutagénesis general a martensita) y con magnética.

Por ejemplo, en el mismo lote de tiras de acero, el diámetro exterior de la tubería de acero de 76 mm no tiene un magnético obvio, mientras que el diámetro exterior de la tubería de acero de 9.5 mm tiene un magnético obvio. Las propiedades magnéticas del tubo rectangular cuadrado son más obvias porque la deformación por flexión en frío es mayor que la del tubo redondo, especialmente en la parte de flexión.

La mayor parte del fregadero de agua está hecho de acero inoxidable 304. Muchos consumidores juzgan que está hecho de acero inoxidable de grado 304 según si el tanque de agua es magnético o no. En la actualidad, existen muchos tipos de tecnología de procesamiento para el fregadero, como la formación de soldadura, la formación de tracción integral, etc., si se utiliza la formación de soldadura de material 304, generalmente se recoce después del procesamiento de la placa, no será magnética o débilmente magnética (porque del tratamiento superficial del fregadero); Una de las molduras de dibujo del tanque de agua debe pasar por varios estiramientos, recocido general y luego estiramiento (el recocido aumenta el costo y no es necesario recocer 304 nuevamente), será magnético, que es un fenómeno muy normal.

Cuando se utilizan fuelles de acero inoxidable en el intercambiador de calor de carcasa

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El intercambiador de calor de tubo de fuelle es una actualización basada en un intercambiador de calor de tubo recto (brillante). El diseño de la cresta y la vaguada de la ola hereda las ventajas del intercambiador de calor tubular como la durabilidad y la seguridad, y al mismo tiempo supera los defectos como la escasa capacidad de transferencia de calor y la facilidad de escalado. El principio es mejorar el coeficiente de transferencia de calor total para reducir el área de transferencia de calor requerida, lo que puede ahorrar materiales y reducir el peso bajo el mismo efecto de transferencia de calor.

Debido a que el cuerpo del fuelle se procesa presionando en frío tubo brillante tocho, generalmente se cree que el cuerpo del fuelle se puede fortalecer después de la formación. El experimento de estabilidad de la presión externa muestra que la inestabilidad del tubo de intercambio de calor corrugado bajo presión externa ocurre primero en la sección de tubería recta, y el tubo corrugado será inestable solo si la presión externa continúa aumentando. Esto indica que la estabilidad de la sección ondulada es mejor que la de la sección recta y que la presión crítica de la sección ondulada es mayor que la de la sección recta.

Los experimentos muestran que la ondulación de la deformación por pandeo se produjo en el canal de la onda, especialmente en el canal de onda única local, generalmente no más de dos valles inestabilidad al mismo tiempo, muestra que la estabilidad de la cresta de la ola es mejor que el valle pero a veces también puede aparecer lo contrario, en el proceso de marca de prensado en frío, tanto el espesor de la artesa como de la pared de la sección recta es constante, frío después de que el tubo es realmente más corto.

La existencia de picos y valles de onda en los fuelles aumenta el efecto de la convección de intercambio de calor radial en los tubos, como se muestra en la Fig. Siguiente:

La convección radial tiene una gran influencia en el coeficiente de transferencia de calor total, que es la razón fundamental del bajo precio y el peso ligero del intercambiador de calor de fuelle de placa de doble tubo. El área de intercambio de calor del tubo La superficie del cuerpo de los fuelles y el tubo recto es grande a la misma longitud, pero este cambio es mucho menor que la contribución de cambiar el valor del coeficiente. Puede verse claramente que la velocidad de flujo del tubo recto (ligero) se reduce significativamente cuando está cerca de la pared del tubo.

El intercambiador de calor de carcasa con fuelles puede hacer que la velocidad y la dirección del fluido cambien constantemente para formar turbulencias en comparación con un intercambiador de tubo recto, haciendo que el intercambio de calor con la pared, el efecto límite que afecta la transferencia de calor ya no existirá. El coeficiente de transferencia de calor total se puede aumentar de 2 a 3 veces, y la operación real puede incluso llegar a 5 veces, y el peso es ligero, razón por la cual el precio del intercambiador de calor de fuelle es más bajo que el del tubo recto intercambiador. Según los cálculos y la experiencia práctica, el coeficiente total de transferencia de calor de los fuelles de 1 mm de espesor es un 10% más bajo que el de los fuelles de 0.5 mm de espesor. Los datos de funcionamiento de cientos de intercambiadores de calor de fuelle muestran que el grosor de la pared (casi todos los 0.5 mm) es la razón principal del funcionamiento de 10 a 14 años sin reparaciones o daños importantes.

Además, el intercambiador de calor de fuelle puede resistir eficazmente el impacto de un golpe de ariete. La carcasa del intercambiador de calor de placas de doble tubo está conectada con una junta de expansión. Si sufre el impacto de un golpe de ariete, la junta de expansión se perderá. Esto le sucede tanto a los intercambiadores de calor de fuelle como a los de tubos rectos, y la deformación de la carcasa puede hacer que el tubo se tuerza. Es debido a que los fuelles tienen más margen de expansión, el margen elástico de deformación es grande cuando se deforma, es decir, la capacidad de resistir la inestabilidad es fuerte en este caso. Pero en cualquier caso, en el proceso de instalación para evitar la aparición de golpes de ariete, se puede tomar mediante el uso de una válvula de asiento en ángulo, un interruptor de retardo y otras medidas.

Ventajas del intercambiador de calor de carcasa de fuelle de acero inoxidable

  • Alta eficiencia de transferencia de calor

El diseño especial de cresta y canal de los fuelles hace que el fluido fluya debido a la mutación continua de la sección interior y exterior del tubo para formar una fuerte turbulencia. Incluso en el caso de un caudal muy pequeño, el fluido puede formar una fuerte perturbación dentro y fuera del tubo, lo que mejora en gran medida el coeficiente de transferencia de calor del tubo de intercambio de calor. El coeficiente de transferencia de calor es 2 ~ 3 veces mayor que el del intercambiador de calor de tubo tradicional.

  • Sin escala ni bloqueo

El medio dentro y fuera del fuelle siempre está en un estado muy turbulento, lo que hace que las partículas sólidas en el medio sean difíciles de depositar en la escala; Por otro lado, afectado por la diferencia de temperatura del medio producirá un rastro de deformación por expansión axial, la curvatura cambiará con frecuencia, la suciedad y el tubo de intercambio de calor producirán una gran fuerza de tracción, incluso si hay incrustaciones, la calma se romperá. se apaga automáticamente, de modo que el intercambiador de calor siempre ha mantenido un rendimiento de transferencia de calor mejor y duradero.

  • Compensación automática

La estructura especial y la forma de los fuelles pueden reducir efectivamente el estrés térmico bajo la condición de ser calentado sin agregar juntas de expansión, simplificando así la estructura de los productos y mejorando la confiabilidad de los productos.

  • Larga autonomía

Se mejora la capacidad de expansión axial, lo que reduce efectivamente la tensión por diferencia de temperatura y puede adaptarse a la gran diferencia de temperatura y al cambio de presión, por lo que no habrá fugas causadas por la ruptura de la boca de la tubería. La conexión entre la placa deflectora y el fuelle prolonga la vida útil del intercambiador de calor.

 

Acero inoxidable 304 VS acero inoxidable 403

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Los grados 304 y 430 son materiales de acero inoxidable de uso común. El acero inoxidable 304 es un tipo general de acero inoxidable austenítico de cromo-níquel, la densidad de 7.93 g / cm3, también conocido como acero inoxidable 18/8, es la serie 300 de acero inoxidable que es el acero más utilizado. Puede soportar altas temperaturas de 800 ℃, tiene un buen rendimiento de procesamiento y dureza, ampliamente utilizado en los requisitos de equipos y piezas de buen rendimiento integral (resistencia a la corrosión y moldeo). 304L es una versión baja en carbono de 304, que no requiere recocido posterior a la soldadura, por lo que se usa ampliamente para piezas de calibre grueso (aproximadamente 5 mm y más). El mayor contenido de carbono del 304H se puede utilizar a altas temperaturas. La estructura de austenita recocida también confiere a estos grados una excelente tenacidad, incluso a bajas temperaturas de congelación.

Bajo en carbono, alto en cromo 430 es uno de los aceros inoxidables ferríticos más comunes, tiene buena resistencia a la corrosión, también conocido como 18/0 o 18-0, es uno de los aceros inoxidables de la serie 400. Puede reforzarse ligeramente mediante trabajo en frío, pero la tenacidad a baja temperatura es pobre y, por lo general, no puede endurecerse mediante tratamiento térmico. Su conductividad térmica es mejor que la austenita, el coeficiente de expansión térmica es más pequeño que la austenita, fatiga por resistencia al calor, la adición del elemento estabilizador de titanio hace que la costura de soldadura sea parte de la propiedad mecánica es buena, se puede utilizar para la decoración de edificios, partes de quemadores de combustible , electrodomésticos, repuestos para electrodomésticos. 430F es un tipo de acero con rendimiento de corte libre sobre acero 430, utilizado principalmente para tornos automáticos, pernos y tuercas, etc. 430LX agrega Ti o Nb en acero 430, reduce el contenido de C y mejora el rendimiento de procesamiento y el rendimiento de soldadura. Se utiliza principalmente para tanques de agua caliente, sistemas de calefacción de agua, aparatos sanitarios, electrodomésticos duraderos, volantes de bicicletas, etc.

 

De acuerdo con ASTM A240- Especificaciones para placas, láminas y tiras de acero inoxidable con cromo y cromo-níquel para recipientes a presión y usos generales, el acero inoxidable 430 debe contener menos de 0.12% de carbono, entre 16-18% de cromo y menos de 0.75% de níquel. , la diferencia entre 304 y 430 como se muestra en la siguiente tabla:

Comparación de composición química 

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 /

 

Comparación de propiedades mecánicas

grados Fuerza de producción, Mpa Resistencia a la tracción, Mpa Alargamiento en 2 / 50mm, min,% Dureza, HBW
304 205 515 40 183
403 205 450 22 201

 

En resumen, se diferencian principalmente en los siguientes elementos:

  • Resistencia a la corrosión: La resistencia a la corrosión del acero inoxidable 304 es mejor que la 430. Debido a que el acero inoxidable 430 contiene 16.00-18.00% de cromo, básicamente no contiene níquel, el acero inoxidable 304 contiene más cromo y níquel;
  • Estabilidad: El acero inoxidable 430 tiene forma de ferrita, el acero inoxidable 304 es austenita, más estable que el acero inoxidable 430;
  • Dureza: La tenacidad del 304 es superior a la del acero inoxidable 430;
  • Conductividad térmica: La conductividad térmica del acero inoxidable ferrita 430 es como el acero inoxidable 304;
  • Las propiedades mecánicas: Las propiedades mecánicas de la costura de soldadura del acero inoxidable 430 que el acero inoxidable 304 son mejores debido a la adición de un elemento químico estable de titanio.

¿Cómo afecta el nitrógeno al acero inoxidable 316LN?

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316LN es la versión de adición de nitrógeno basada en acero 316L (0.06% ~ 0.08%), por lo que tiene las mismas características que el 316L, se ha utilizado en la fabricación de componentes estructurales de alta temperatura en reactores reproductores rápidos (FBRS). La reducción del contenido de carbono reduce en gran medida la susceptibilidad al agrietamiento por corrosión bajo tensión debido a la soldadura en entornos corrosivos posteriores. La fluencia, la fatiga de ciclo bajo y la interacción fluencia-fatiga son las consideraciones más importantes para los componentes de FBRS. La resistencia a altas temperaturas de acero inoxidable 316L se puede mejorar a acero inoxidable 316 mediante una aleación de 0.06% ~ 0.08% N. La influencia del contenido de nitrógeno superior al 0.08% en las propiedades mecánicas del acero inoxidable 316L a alta temperatura se discutirá en este documento.

 

Composición química del acero inoxidable 316LN

Horno N C Mn Cr Mo Ni Si S P Fe
Estándares 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 –

Estos cuatro lotes de acero inoxidable 316LN con un contenido de nitrógeno de 0.07%, 0.11%, 0.14% y 0.22%, y un contenido de carbono de 0.03%, se probaron para estudiar los efectos del nitrógeno en la tracción, fluencia, fatiga de ciclo bajo y fluencia. -Propiedades de fatiga del acero inoxidable 316LN. El objetivo de este experimento es encontrar el contenido de nitrógeno óptimo para obtener la mejor combinación de propiedades de tracción, fluencia y fatiga de ciclo bajo. Los resultados experimentales muestran que el nitrógeno puede mejorar la resistencia a la tracción, la fluencia y la resistencia a la fatiga de los aceros inoxidables austeníticos. Las razones del aumento de la resistencia incluyen la mejora de la solución, la energía de falla de apilamiento reducida (SFE), el endurecimiento por precipitación, la formación de compuestos (solutos intersticiales), la segregación atómica y el endurecimiento ordenado. Debido a sus diferentes propiedades de intercambio de electrones, el nitrógeno disuelto en el acero inoxidable austenítico tiene un volumen de expansión mayor que el carbono.

Además de la interacción elástica entre el nitrógeno y la dislocación, la interacción de la dislocación intersticial electrostática también influye en la fuerza. Los núcleos de dislocación se caracterizan por la falta de electrones libres, lo que significa que tienen carga positiva. Los átomos de nitrógeno en los aceros inoxidables austeníticos están cargados negativamente debido a la posición de los electrones libres cerca de los átomos de nitrógeno y la interacción electrostática entre las dislocaciones y los átomos de nitrógeno.

La energía de enlace efectiva entre el átomo de nitrógeno y la dislocación aumenta con el aumento del contenido de nitrógeno en el acero austenítico, pero la correlación no es obvia para el carbono. En los aceros austeníticos, el nitrógeno intersticial interactúa con los elementos sustituyentes y tiende a formar composiciones atómicas sustituyentes intersticiales. El compuesto se une fácilmente a los elementos a la izquierda de Fe en la tabla periódica, como Mn, Cr, Ti y V.Existe una fuerte correlación entre las propiedades del enlace interatómico (es decir, la orientación frente a la desorientación) y la proximidad de los enlaces adyacentes. átomos en un sistema de aleación multicomponente. La unión entre átomos de metal facilita el ordenamiento de corto alcance, que es la unión de átomos de diferentes elementos. La polarización interatómica facilita el intercambio de electrones covalentes, el enlace entre átomos de un mismo elemento. El carbono promueve la agregación de átomos de sustitución en la solución sólida a base de hierro, mientras que el nitrógeno facilita la ordenación a corto plazo.

En general, el límite elástico (YS) y el límite máximo de tracción (UTS) de 316L el acero inoxidable se mejora significativamente mediante la aleación de 0.07% ~ 0.22% de nitrógeno. El aumento de resistencia se observó en todas las pruebas en el rango de temperatura de 300 ~ 1123K. Se observó envejecimiento dinámico por deformación dentro de un rango de temperatura limitado. El rango de temperatura de envejecimiento dinámico por deformación (DSA) disminuye con el aumento del contenido de nitrógeno.