Mặt bích SS304 được làm bằng gì?

Mặt bích thép không gỉ 304 (SS304)là thành phần đường ống được sản xuất từ ​​hợp kim thép không gỉ austenit được ký hiệu là UNS S30400 hoặc DIN 1.4301, được đặc trưng bởi thành phần danh nghĩa gồm 18% crom và 8% niken, với phần còn lại chủ yếu là sắt.

Bài viết này giới thiệu thành phần chính xác của mặt bích SS304.

Thành phần hóa học của mặt bích SS304

Theo tiêu chuẩn ASTM A182, thông số kỹ thuật chi phối mặt bích bằng thép không gỉ rèn, thành phần hóa học của SS304 phải tuân theo phạm vi tỷ lệ phần trăm nghiêm ngặt.

Crom (Cr): 18,0%–20,0%

Crom là nguyên tố thiết yếu làm cho thép không gỉ trở thành "không gỉ". Trong mặt bích SS304, hàm lượng crom dao động từ 18,0% đến 20,0% trọng lượng. Crom phản ứng với oxy tạo thành lớp thụ động oxit crom mỏng, bám dính trên bề mặt mặt bích. Lớp này dày khoảng 3 nanomet, có khả năng tự-tự phục hồi trong môi trường oxy hóa và cung cấp cho mặt bích khả năng chống ăn mòn cơ bản. Khi bị hư hỏng, crom trong hợp kim sẽ nhanh chóng cải tạo lớp màng bảo vệ này với điều kiện có mặt oxy. Hàm lượng crom tối thiểu 18% trong SS304 đảm bảo sự hình thành lớp thụ động mạnh mẽ trên nhiều môi trường dịch vụ.

Niken (Ni): 8,0%–11,0%

Niken là nguyên tố hợp kim quan trọng thứ hai trong mặt bích SS304, thường chiếm từ 8,0% đến 11,0%. Niken ổn định cấu trúc vi mô austenit ở nhiệt độ phòng, nếu không cấu trúc này sẽ biến đổi thành martensite khi làm mát. Cấu trúc austenit này mang lại độ dẻo dai, độ dẻo và khả năng định hình đặc biệt. Niken cũng tăng cường khả năng chống ăn mòn trong môi trường khử và cải thiện hiệu suất-ở nhiệt độ cao. Hàm lượng niken tối thiểu 8% là yếu tố cho phép mặt bích SS304 duy trì tính không từ tính trong điều kiện ủ và duy trì độ dẻo ở nhiệt độ đông lạnh.

Cacbon (C): Tối đa 0,08%

Hàm lượng carbon trong mặt bích SS304 bị giới hạn ở mức tối đa 0,08%. Mức carbon tương đối thấp này phục vụ chức năng luyện kim quan trọng: nó giảm thiểu sự kết tủa của cacbua crom ở ranh giới hạt trong quá trình hàn hoặc tiếp xúc với nhiệt độ cao. Khi cacbua crom hình thành, chúng làm cạn kiệt các vùng crom lân cận dưới ngưỡng 12% cần thiết cho sự hình thành lớp thụ động, dẫn đến ăn mòn giữa các hạt được gọi là nhạy cảm. Mức tối đa 0,08% thể hiện sự cân bằng giữa yêu cầu về độ bền và khả năng chống nhạy cảm.

Mangan (Mn): Tối đa 2,00%

Mangan phục vụ nhiều chức năng trong mặt bích SS304. Nó hoạt động như một chất khử oxy trong quá trình sản xuất thép, kết hợp với lưu huỳnh để cải thiện khả năng gia công ở nhiệt độ cao và góp phần ổn định austenite. Mặc dù mangan kém hiệu quả hơn niken trong việc hình thành austenit nhưng nó mang lại sự ổn định bổ sung và cải thiện độ bền. Mức tối đa 2,00% đảm bảo những lợi ích này mà không ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn.

Silicon (Si): Tối đa 0,75% – 1,00%

Silicon hiện diện như một chất khử oxy còn sót lại từ quá trình sản xuất thép, thường được giới hạn ở mức tối đa 0,75% trong hầu hết các thông số kỹ thuật. Nó cải thiện khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao và tăng tính lưu động trong quá trình đúc hoặc rèn. Một số thông số kỹ thuật mặt bích SS304 cho phép silicon lên tới 1,00%, mặc dù phạm vi thấp hơn phổ biến hơn đối với dịch vụ ăn mòn nói chung.

Phốt pho (P): Tối đa 0,045% và Lưu huỳnh (S): Tối đa 0,030%

Phốt pho và lưu huỳnh là các nguyên tố tạp chất trong mặt bích SS304. Phốt pho có thể gây ra độ cứng lạnh và giảm khả năng hàn, trong khi lưu huỳnh tạo thành các tạp chất sunfua làm giảm khả năng chống ăn mòn và khả năng gia công nóng. Mức tối đa nghiêm ngặt là 0,045% đối với phốt pho và 0,030% đối với lưu huỳnh đảm bảo khả năng chế tạo và hiệu suất ăn mòn tối ưu.

Sắt (Fe): Cân bằng

Sắt chiếm phần trăm còn lại của hợp kim, thường là 66% đến 74% tổng thành phần. Trong khi sắt cung cấp ma trận kim loại cơ bản, các đặc tính của nó bị biến đổi hoàn toàn bởi sự hiện diện kết hợp của crom và niken. Dung dịch rắn sắt-crom-niken tạo thành cấu trúc austenit mang lại cho mặt bích SS304 sự kết hợp đặc trưng giữa độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn.

Mặt bích SS304 được làm bằng gì?

Mặt bích SS304 được sản xuất theo tiêu chuẩn vật liệu nghiêm ngặt không chỉ chi phối thành phần hóa học mà còn cả tính chất cơ học và yêu cầu xử lý nhiệt. Thông số kỹ thuật chính cho mặt bích rèn SS304 là ASTM A182 / ASME SA-182, bao gồm mặt bích ống thép không gỉ và hợp kim rèn hoặc cán dành cho dịch vụ ở nhiệt độ cao.

Thông số kỹ thuật này yêu cầu mặt bích SS304 phải trải qua quá trình xử lý nhiệt ủ dung dịch. Các mặt bích phải được nung nóng đến nhiệt độ tối thiểu 1900 độ F (1040 độ) để hòa tan mọi cacbua kết tủa và đảm bảo quá trình austenit hóa hoàn toàn, sau đó làm nguội nhanh trong nước hoặc môi trường thích hợp khác để giữ cacbon trong dung dịch rắn. Quá trình xử lý nhiệt này tạo ra cấu trúc vi mô austenit đồng nhất đặc trưng và tối ưu hóa khả năng chống ăn mòn.

Các yêu cầu về thành phần hóa học trong ASTM A182 phù hợp với các giới hạn được thảo luận ở trên nhưng có thể thay đổi đôi chút giữa các phiên bản khác nhau hoặc các yêu cầu bổ sung. Đối với các ứng dụng quan trọng, người mua có thể chỉ định các biện pháp kiểm soát bổ sung, chẳng hạn như giới hạn cacbon thấp hơn để cải thiện khả năng hàn hoặc phạm vi lưu huỳnh chặt chẽ hơn để tăng cường khả năng gia công.

Các ký hiệu tương đương cho vật liệu mặt bích SS304 bao gồm:

Tính chất cơ học mặt bích SS304

Thành phần hóa học của mặt bích SS304 chuyển trực tiếp thành các đặc tính cơ học có thể đo lường được để xác định hiệu suất của bộ phận. Yêu cầu tối thiểu theo tiêu chuẩn ASTM A182 bao gồm:

• Độ bền kéo: tối thiểu 515 MPa (75.000 psi)

• Cường độ năng suất (bù 0,2%): tối thiểu 205 MPa (30.000 psi)

• Độ giãn dài: tối thiểu 30%–40% trong 50mm

• Độ cứng: Tối đa Rockwell B 92 (tối đa Brinell 201)

Cấu trúc austenit được tạo ra bởi sự kết hợp crom{0}}niken mang lại độ dẻo và độ bền tuyệt vời trong phạm vi nhiệt độ rộng, từ hoạt động đông lạnh đến nhiệt độ cao gần 800 độ khi hoạt động liên tục. Mật độ của mặt bích SS304 xấp xỉ 8,0 g/cm³, với phạm vi nóng chảy 1400 độ – 1450 độ.

Phần kết luận

Mặt bích SS304 được sản xuất từ ​​​​hợp kim thép không gỉ austenit được kiểm soát chính xác có chứa 18% – 20% crom, 8% – 11% niken, tối đa 0,08% carbon và sắt làm cân bằng.

Cho dù được chỉ định ở dạng tiêu chuẩn hay ở dạng-cacbon 304L thấp để nâng cao khả năng hàn, mặt bích SS304 vẫn là một bộ phận đặc biệt trong các ngành công nghiệp từ chế biến thực phẩm đến sản xuất hóa chất và sản xuất điện.