Acer inoxidable 30403: baix-carboni 304 per a la resistència a la corrosió soldada

30403 és una designació que apareix a les taules de materials xinesos per a la versió de baix-carboni de 304; correspon a UNS S30403, el grau que el món coneix com a 304L. En aquest article s'explica la composició, el motiu pel qual el límit de carboni és tan important, la compensació mecànica-i on s'especifica el grau per al servei de soldadura.

Què significa la designació 30403

30403 mapeja directament a UNS S30403, comunament anomenat 304L, on la L significa baix en carboni. El mateix material es designa SUS304L a JIS G4304/G4305, X2CrNi18-9 (1.4307) a EN 10088 i 022Cr19Ni10 al sistema xinès GB/T 20878 actual (abans 00Cr19Ni10). Es produeix en placa, xapa, tira, barra, canonada i tub, i apareix en estàndards com ASTM A240 (placa/xamina), ASTM A312 (tub) i ASTM A269 (tub).

Composició química segons ASTM A240

Intervals de composició segons ASTM A240, % en pes:

Element	304 / UNS S30400	30403 / 304L / UNS S30403
Carboni, màx	0.08	0.030
Manganès, màx	2.00	2.00
Fòsfor, màx	0.045	0.045
Sofre, màx	0.030	0.030
Silici, màx	0.75	0.75
Crom	18.00-20.00	18.00-20.00
Níquel	8.00-10.50	8.00-12.00
Nitrogen, màx	0.10	0.10

A part del límit de carboni i del rang de níquel una mica més ampli, la química del 304L és la mateixa que la del 304: aproximadament un 18-20% de crom per a la resistència a la corrosió i un 8-12% de níquel per a l'estructura i la duresa austenità.

Propietats mecàniques

Mínims recuits segons ASTM A240:

Propietat	304	304L
Resistència a la tracció, min	515 MPa	485 MPa
Límit de fluència (0,2% de compensació), mín	205 MPa	170 MPa
Elongació en 50 mm, min	40%	40%

La menor resistència del 304L és una conseqüència directa del carboni més baix, que elimina l'enduriment de la solució sòlida-. Per al disseny, s'han de comprovar els mínims de codi aplicables, però la diferència és prou petita perquè 304L sigui l'especificació predeterminada per als equips de procés de soldadura.

Per què el baix carboni protegeix les juntes soldades

Quan el 304 ordinari s'escalfa en el rang d'uns 425-815 graus - que passa a la-zona afectada per la calor d'una soldadura o durant el servei a temperatura moderada - el carboni es pot combinar amb el crom als límits dels gra per formar carburs de crom. El metall immediatament adjacent a aquests carburs s'esgota el crom-i ja no pot formar la seva pel·lícula d'òxid protectora, de manera que es corroeix preferentment al llarg dels límits del gra. Es tracta de corrosió intergranular i és el mode de fallada clàssic del 304 soldat en medis corrosius. Limitar el carboni al 0,03% com a màxim deixa massa poc carboni per formar una xarxa contínua de carburs límit-de gra, de manera que 304L resisteix la sensibilització en condicions-soldades sense cap tractament tèrmic posterior a la soldadura. És per això que les canonades i els vaixells de les indústries químiques i alimentàries gairebé sempre s'especifiquen com a 304L en lloc de 304.

Formabilitat, fabricació i aplicacions

El 304L és altament conformable i adequat per a la flexió, el rodatge i l'embotit profund, i solda amb totes les tècniques estàndard mitjançant farciments de baix-carboni o estabilitzats com el 308L. Substitueix el 304 en estructures soldades on la resistència a la corrosió post-soldada és crítica: dipòsits i sitges soldades, equips de processament-d'aliments, recipients farmacèutics, canonades d'aigua, recipients a pressió i acer inoxidable arquitectònic on les juntes soldades han de resistir la corrosió. Per a les peces no-soldades que necessiten una resistència lleugerament més alta, el valor 304 normal continua sent el millor.

Preguntes freqüents

El 30403 és el mateix que el 304L?

Sí. 30403 és l'abreviatura xinesa d'UNS S30403, que és 304L, el grau de baix-carboni amb un màxim de carboni del 0,03%. El mateix material és SUS304L (JIS), X2CrNi18-9 / 1.4307 (EN) i 022Cr19Ni10 (GB/T 20878).

Quina diferència hi ha entre 304 i 304L?

El límit de carboni: 0,08% màxim per a 304 versus 0,030% màxim per 304L. 304L també té una resistència mínima lleugerament inferior (485 MPa enfront de 515 MPa de tracció), però idèntic 40% d'allargament.

Per què importa el baix contingut de carboni per a la soldadura?

El baix contingut de carboni evita la precipitació de carbur-crom als límits de gra a la zona afectada per la calor de la soldadura-, que d'altra manera esgotaria el crom i provocaria corrosió intergranular en servei. 304L'utilitza per tant on les juntes soldades han de mantenir la seva resistència a la corrosió sense tractament tèrmic posterior a la{{3}soldadura.

El 304L es pot utilitzar en equips-de processament d'aliments?

Sí. 304L és un material estàndard per a equips de processament d'aliments-soldats, dipòsits i canonades perquè la seva resistència a la corrosió-soldada sobreviu als cicles de neteja i desinfecció utilitzats a les plantes alimentàries.

Quina és la resistència a la tracció de l'acer inoxidable 30403?

Segons ASTM A240, la resistència a la tracció mínima és de 485 MPa amb un límit elàstic mínim de 170 MPa i un allargament mínim del 40% en condicions de recuit.

He d'especificar 304 o 304L per a un recipient a pressió?

Per als recipients a pressió soldats, s'especifica generalment 304L perquè les juntes soldades conserven la resistència a la corrosió sense tractament tèrmic posterior a la soldadura; generalment s'accepta la penalització de petita força. Consulteu el codi del recipient de pressió-rector per als valors de tensió de disseny aplicables al grau escollit.