SUS304H Coneixements d'alt-carboni

SUS304H és una variant d'-alt contingut de carboni de SUS304, amb un contingut de carboni que oscil·la entre el 0,04% i el 0,10% per millorar la resistència a alta-temperatura i la resistència a la fluència. Conserva la resistència general a la corrosió de SUS304, alhora que s'optimitza per al servei a llarg termini en entorns d'alta-temperatura, el que el fa ideal per a components de càrrega-de generació d'energia i indústries petroquímiques.

Composició química (clau, % JIS G4305): C0,04–0,10; Cr18,0–20,0; Ni8,0–10,5; Mn Menor o igual a 2,0; Si Menor o igual a 1,0

Propietats mecàniques (recuit): Resistència a la tracció superior o igual a 515MPa; Resistència de rendiment superior o igual a 205MPa; Elongació superior o igual al 40%; Duresa Inferior o igual a 201HB

Avantatges de rendiment: resistència a alta{0}}temperatura i resistència a la fluència superiors en comparació amb SUS304; bona resistència general a la corrosió; adequat per al servei continu a 800-900 graus; excel·lent estabilitat tèrmica.

Aplicacions: Tubs de sobreescalfador de caldera, components de turbines de vapor, peces de forn industrial, tubs de reactor petroquímic.

Graus equivalents: ASTM 304H, EN 1.4307, DIN X6CrNi18-10

Comparació amb SUS304: SUS304H té un contingut de carboni més alt i una millor -resistència a la fluència a alta temperatura, però és propens a la corrosió intergranular després de la soldadura; SUS304 és més adequat per a aplicacions de baixa-temperatura no-soldades.

Preguntes freqüents

Com millora l'alt contingut de carboni de SUS304H el seu rendiment a alta-temperatura?

L'elevat contingut de carboni (0,04-0,10%) de SUS304H és la clau per millorar la seva resistència a alta -temperatura i resistència a la fluència, que s'aconsegueix afavorint la formació de carburs de crom als límits del gra. A altes temperatures (per sobre dels 600 graus), aquests carburs actuen com a "punts de fixació" per restringir el moviment dels límits del gra, reduint la deformació per fluïdesa de l'acer sota tensió a llarg termini-. Per al SUS304 estàndard, el menor contingut de carboni dóna com a resultat menys carburs, de manera que els seus límits de gra llisquen més fàcilment a altes temperatures, donant lloc a una fallada de fluència més ràpida. El contingut de carboni més elevat de SUS304H garanteix la formació d'un nombre suficient de carburs fins, que milloren significativament la seva estabilitat estructural a 800-900 graus. Aquest avantatge el converteix en el material preferit per als sobreescalfadors de calderes de centrals elèctriques i components de turbines de vapor que funcionen a alta temperatura i pressió durant molt de temps.

 

Què és la resistència a la fluència i per què és important per a les aplicacions SUS304H?

La resistència a la fluència es refereix a la capacitat d'un material de resistir una deformació lenta i permanent sota una tensió constant i una temperatura elevada, que és un indicador de rendiment crític per a components estructurals d'alta-temperatura. Per a components com ara tubs de sobreescalfador de caldera i pales de turbina, estan exposats a altes temperatures i pressió durant molt de temps durant el funcionament. Si el material té poca resistència a la fluïdesa, es deformarà gradualment, provocant una fallada de l'equip i fins i tot accidents de seguretat. L'alt contingut de carboni del SUS304H i la distribució fina del carbur li donen una excel·lent resistència a la fluïdesa, cosa que li permet mantenir la seva forma i integritat estructural sota estrès a -alta-temperatura a llarg termini. En comparació amb el SUS304, el SUS304H té una taxa de fluència molt més baixa a 800 graus, cosa que pot allargar la vida útil dels components d'alta-temperatura des de diversos milers d'hores a desenes de milers d'hores, reduint els costos de manteniment i el temps d'inactivitat.

SUS304H és adequat per a aplicacions de soldadura?

SUS304H no és ideal per a aplicacions de soldadura, perquè el seu alt contingut de carboni fa que sigui propens a la corrosió intergranular a la zona afectada per la calor-després de la soldadura. Quan es solda SUS304H, la zona afectada per la calor-s'escalfa al rang de sensibilització de 425 a 815 graus, la qual cosa afavoreix la precipitació de carburs de crom als límits del gra, esgotant el crom a les zones circumdants i creant zones vulnerables a la corrosió-. A diferència del SUS304L de baix-carboni, el SUS304H no pot evitar aquest problema a causa del baix contingut de carboni, de manera que es requereix un tractament tèrmic post-soldadura (recuit a 1010-1120 graus i extinció d'aigua) per dissoldre els carburs i restaurar la resistència a la corrosió. Tanmateix, per a components soldats grans, com ara tubs de calderes, el tractament tèrmic posterior a la-soldadura sovint no és pràctic a causa de les limitacions de mida. Per tant, per a aplicacions soldades d'alta-temperatura, els graus estabilitzats com SUS321H o SUS347H són opcions més adequades que SUS304H.

 

Com es compara SUS304H amb SUS321H en aplicacions d'-alta temperatura?

SUS304H i SUS321H són graus d'acer inoxidable optimitzats per -alta temperatura, però difereixen significativament pel que fa al mètode d'estabilització, la resistència a la corrosió i l'abast d'aplicació. SUS304H es basa en un alt contingut de carboni per formar carburs de crom per reforçar-los, però és propens a la corrosió intergranular després de la soldadura. SUS321H és un grau -estabilitzat de titani, que utilitza titani per unir carboni i formar carburs de titani, eliminant fonamentalment el risc de corrosió intergranular, de manera que no requereix tractament tèrmic posterior a la-soldadura. Pel que fa al rendiment a alta-temperatura, SUS321H pot funcionar a temperatures de fins a 900 graus , lleugerament superiors als 870 graus de SUS304H , i té una millor resistència a la fluència a temperatures superiors als 800 graus . A més, SUS321H té una millor estabilitat del cicle tèrmic, el que el fa adequat per a components que pateixen escalfament i refredament repetits, com els revestiments de forns industrials. Tanmateix, el SUS304H té un avantatge de costos respecte al SUS321H, de manera que es prefereix per a aplicacions d'alta-temperatura no-soldades on els requisits de resistència a la corrosió no són estrictes.

 

Quins processos de tractament tèrmic es recomanen per a SUS304H?

El procés de tractament tèrmic recomanat per a SUS304H és el recuit en solució, que s'utilitza per optimitzar la seva microestructura i millorar el rendiment a alta-temperatura. El procés específic és escalfar l'acer a 1010-1120 graus, mantenir-lo durant 30-60 minuts per 25 mm de gruix i després refredar-lo ràpidament amb aigua. Aquest procés dissol els carburs de crom existents a la matriu austenítica i el ràpid refredament evita que els carburs es precipitin durant el refredament, assegurant una microestructura uniforme. Després del recuit, el SUS304H té una estructura de gra fi i una distribució uniforme de carbur, que maximitza la seva resistència a alta-temperatura i resistència a la fluència. Cal tenir en compte que SUS304H no s'ha de sotmetre a tractament de temperat, perquè el tremp a baixes temperatures afavorirà la precipitació de carburs als límits del gra, reduint la seva duresa i resistència a la corrosió. Per als components SUS304H soldats, també es requereix un recuit post-soldada per eliminar la corrosió intergranular, però aquest procés només és factible per a components petits a causa de les limitacions de mida.