หน้าแปลน SS304 ทำมาจากอะไร?

หน้าแปลนสแตนเลส 304 (SS304)เป็นส่วนประกอบท่อที่ผลิตจากโลหะผสมสเตนเลสออสเทนนิติกที่กำหนดเป็น UNS S30400 หรือ DIN 1.4301 โดยมีคุณลักษณะเฉพาะคือองค์ประกอบที่กำหนดเป็นโครเมียม 18% และนิกเกิล 8% โดยมีความสมดุลของเหล็กเป็นหลัก

บทความนี้จะแนะนำองค์ประกอบที่แม่นยำของหน้าแปลน SS304

องค์ประกอบทางเคมีของหน้าแปลน SS304

ตามมาตรฐาน ASTM A182 ข้อกำหนดเกี่ยวกับหน้าแปลนเหล็กสเตนเลสปลอม องค์ประกอบทางเคมีของ SS304 จะต้องเป็นไปตามช่วงเปอร์เซ็นต์ที่เข้มงวด

โครเมียม (Cr): 18.0% –20.0%

โครเมียมเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ทำให้สแตนเลส "สแตนเลส" ในหน้าแปลน SS304 ปริมาณโครเมียมมีตั้งแต่ 18.0% ถึง 20.0% โดยน้ำหนัก โครเมียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างชั้นพาสซีฟโครเมียมออกไซด์ที่เกาะติดบางๆ บนพื้นผิวหน้าแปลน ชั้นนี้มีความหนาประมาณ 3 นาโนเมตร สามารถ-ซ่อมแซมตัวเองได้ในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ และช่วยให้หน้าแปลนมีความต้านทานการกัดกร่อนขั้นพื้นฐาน เมื่อได้รับความเสียหาย โครเมียมในโลหะผสมจะเปลี่ยนสภาพฟิล์มป้องกันนี้อย่างรวดเร็วเมื่อมีออกซิเจนอยู่ ปริมาณโครเมียมขั้นต่ำ 18% ใน SS304 ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการก่อตัวของชั้นพาสซีฟที่แข็งแกร่งในสภาพแวดล้อมการบริการที่หลากหลาย

นิกเกิล (Ni): 8.0% –11.0%

นิกเกิลเป็นธาตุผสมที่สำคัญที่สุดเป็นอันดับสองในหน้าแปลน SS304 โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 8.0% ถึง 11.0% นิกเกิลทำให้โครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติกคงที่ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งมิฉะนั้นอาจเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์เมื่อเย็นตัวลง โครงสร้างออสเทนนิติกนี้มีความเหนียว ความเหนียว และความสามารถในการขึ้นรูปเป็นพิเศษ นิกเกิลยังช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่ลดลงและปรับปรุงประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง- ปริมาณนิกเกิลขั้นต่ำ 8% คือสิ่งที่ทำให้หน้าแปลน SS304 ยังคงไม่เป็นแม่เหล็ก-ในสภาวะอบอ่อน และรักษาความเหนียวที่อุณหภูมิเยือกแข็ง

คาร์บอน (C): สูงสุด 0.08%

ปริมาณคาร์บอนในหน้าแปลน SS304 ถูกจำกัดไว้ที่สูงสุด 0.08% ระดับคาร์บอนที่ค่อนข้างต่ำนี้ทำหน้าที่ทางโลหะวิทยาที่สำคัญ โดยลดการตกตะกอนของโครเมียมคาร์ไบด์ที่ขอบเขตของเกรนระหว่างการเชื่อมหรือการสัมผัสอุณหภูมิสูง เมื่อโครเมียมคาร์ไบด์ก่อตัว พวกมันจะทำลายพื้นที่ที่อยู่ติดกันของโครเมียมซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์ 12% ที่จำเป็นสำหรับการสร้างชั้นแบบพาสซีฟ นำไปสู่การกัดกร่อนตามขอบเกรนที่เรียกว่าการแพ้ ค่าสูงสุด 0.08% แสดงถึงความสมดุลระหว่างข้อกำหนดด้านความแข็งแกร่งและการต้านทานต่ออาการแพ้

แมงกานีส (Mn): สูงสุด 2.00%

แมงกานีสทำหน้าที่หลายอย่างในหน้าแปลน SS304 โดยทำหน้าที่เป็นตัวกำจัดออกซิไดซ์ในระหว่างการผลิตเหล็ก รวมกับซัลเฟอร์เพื่อปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปที่ร้อน และมีส่วนทำให้ออสเทนไนต์มีเสถียรภาพ แม้ว่าแมงกานีสจะมีศักยภาพน้อยกว่านิกเกิลในการสร้างออสเทนไนต์ แต่ก็ให้ความเสถียรเสริมและปรับปรุงความแข็งแรง ค่าสูงสุด 2.00% ช่วยให้มั่นใจถึงประโยชน์เหล่านี้โดยไม่กระทบต่อความต้านทานการกัดกร่อน

ซิลิคอน (Si): สูงสุด 0.75% – 1.00%

ซิลิคอนมีอยู่เป็นสารกำจัดออกซิไดซ์ที่ตกค้างจากการผลิตเหล็ก โดยทั่วไปจะจำกัดไว้ที่ 0.75% สูงสุดในข้อกำหนดเฉพาะส่วนใหญ่ ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง และเพิ่มความลื่นไหลในระหว่างการหล่อหรือการทุบขึ้นรูป ข้อกำหนดหน้าแปลน SS304 บางอย่างอนุญาตให้มีซิลิคอนได้ถึง 1.00% แม้ว่าช่วงที่ต่ำกว่าจะพบได้บ่อยกว่าสำหรับบริการการกัดกร่อนทั่วไป

ฟอสฟอรัส (P): สูงสุด 0.045% และซัลเฟอร์ (S): สูงสุด 0.030%

ฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ในหน้าแปลน SS304 ฟอสฟอรัสสามารถทำให้เกิดความเย็นสั้นและลดความสามารถในการเชื่อม ในขณะที่ซัลเฟอร์ก่อให้เกิดการรวมตัวของซัลไฟด์ซึ่งจะลดความต้านทานการกัดกร่อนและความสามารถในการขึ้นรูปที่ร้อน ค่าสูงสุดที่เข้มงวด 0.045% สำหรับฟอสฟอรัสและ 0.030% สำหรับกำมะถัน ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการขึ้นรูปและประสิทธิภาพการกัดกร่อนที่เหมาะสมที่สุด

เหล็ก (Fe): สมดุล

เหล็กถือเป็นเปอร์เซ็นต์ที่เหลือของโลหะผสม โดยทั่วไปแล้วจะคิดเป็น 66% ถึง 74% ขององค์ประกอบทั้งหมด แม้ว่าเหล็กจะให้เมทริกซ์โลหะที่เป็นฐาน แต่คุณสมบัติของมันจะเปลี่ยนไปโดยสิ้นเชิงเมื่อมีโครเมียมและนิกเกิลรวมกัน สารละลายเหล็ก-โครเมียม-แข็งนิกเกิลสร้างโครงสร้างออสเทนนิติกที่ทำให้หน้าแปลน SS304 มีคุณลักษณะเฉพาะที่ผสมผสานระหว่างความแข็งแกร่ง ความเหนียว และความต้านทานการกัดกร่อน

หน้าแปลน SS304 ทำมาจากอะไร?

หน้าแปลน SS304 ผลิตขึ้นตามมาตรฐานวัสดุที่เข้มงวดซึ่งควบคุมไม่เพียงแต่องค์ประกอบทางเคมี แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติทางกลและข้อกำหนดในการอบชุบด้วยความร้อน ข้อกำหนดหลักสำหรับหน้าแปลน SS304 แบบดัดคือ ASTM A182 / ASME SA-182 ซึ่งครอบคลุมถึงโลหะผสมปลอมแปลงหรือรีดและหน้าแปลนท่อสแตนเลสที่มีไว้สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

ข้อกำหนดนี้กำหนดให้หน้าแปลน SS304 ต้องผ่านการบำบัดความร้อนด้วยสารละลาย หน้าแปลนจะต้องได้รับความร้อนที่อุณหภูมิต่ำสุด 1,900 องศาฟาเรนไฮต์ (1,040 องศา) เพื่อละลายคาร์ไบด์ที่ตกตะกอนและให้แน่ใจว่าออสเทนไนซ์สมบูรณ์ตามด้วยการดับอย่างรวดเร็วในน้ำหรือตัวกลางอื่น ๆ ที่เหมาะสมเพื่อกักเก็บคาร์บอนในสารละลายของแข็ง การอบชุบด้วยความร้อนนี้จะสร้างโครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติกที่มีลักษณะสม่ำเสมอและปรับความต้านทานการกัดกร่อนให้เหมาะสม

ข้อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีใน ASTM A182 สอดคล้องกับขีดจำกัดที่กล่าวถึงข้างต้น แต่อาจแตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างการแก้ไขที่แตกต่างกันหรือข้อกำหนดเพิ่มเติม สำหรับการใช้งานที่สำคัญ ผู้ซื้ออาจระบุการควบคุมเพิ่มเติม เช่น ขีดจำกัดคาร์บอนที่ลดลงเพื่อเพิ่มความสามารถในการเชื่อม หรือช่วงกำมะถันที่แคบลงเพื่อเพิ่มความสามารถในการแปรรูป

การกำหนดที่เท่าเทียมกันสำหรับวัสดุหน้าแปลน SS304 ได้แก่ :

คุณสมบัติทางกลของหน้าแปลน SS304

องค์ประกอบทางเคมีของหน้าแปลน SS304 แปลเป็นคุณสมบัติทางกลที่วัดได้โดยตรงซึ่งกำหนดประสิทธิภาพของส่วนประกอบ ข้อกำหนดขั้นต่ำต่อ ASTM A182 รวมถึง:

• ความต้านแรงดึง: ขั้นต่ำ 515 MPa (75,000 psi)

• ความแข็งแรงของผลผลิต (ออฟเซ็ต 0.2%): ขั้นต่ำ 205 MPa (30,000 psi)

• การยืดตัว: ขั้นต่ำ 30% –40% ใน 50 มม

• ความแข็ง: สูงสุด Rockwell B 92 (สูงสุด Brinell 201)

โครงสร้างออสเตนิติกที่เกิดจากการผสมโครเมียม-นิกเกิลให้ความเหนียวและความเหนียวที่ดีเยี่ยมในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ตั้งแต่การให้บริการแบบไครโอเจนิกไปจนถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้นถึง 800 องศาในการให้บริการอย่างต่อเนื่อง ความหนาแน่นของหน้าแปลน SS304 อยู่ที่ประมาณ 8.0 g/cm³ โดยมีช่วงการหลอมเหลว 1,400 องศา – 1,450 องศา

บทสรุป

หน้าแปลน SS304 ผลิตจากโลหะผสมสเตนเลสออสเทนนิติกที่มีการควบคุมอย่างแม่นยำ ประกอบด้วยโครเมียม 18% - 20%, นิกเกิล 8% - 11%, คาร์บอนสูงสุด 0.08% และเหล็กเป็นความสมดุล

ไม่ว่าจะระบุไว้ในรูปแบบมาตรฐานหรือระบุเป็น-คาร์บอน 304L ต่ำเพื่อเพิ่มความสามารถในการเชื่อม หน้าแปลน SS304 ยังคงเป็นส่วนประกอบที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่การแปรรูปอาหารไปจนถึงการผลิตทางเคมีและการผลิตไฟฟ้า