Roostevabast terasest suures peres peetakse 304 terast ja 304L terast sageli "kaksikvennaks". Need näevad välja sarnased ja on igapäevaelus ja tööstuslikus tootmises väga levinud, kuid tegelikult on need keemilise koostise, jõudluse ja rakenduse stsenaariumide osas väga erinevad. Uurime täna erinevust 304 ja 304L terase vahel
Süsinikusisalduse peen erinevus
Keemiline koostis on terase jõudluse määramisel võtmetegur ning kõige ilmsem erinevus 304 terase ja 304L terase vahel keemilises koostises kajastub süsinikusisalduses. Süsinikusisaldus 304 terasest võib ulatuda kuni 0,08%, samas kui 304L terase süsiniku sisaldust kontrollitakse rangelt maksimaalselt 0,03%. Ehkki see on ainult 0,05%erinevus, mõjutab see terase jõudlust sügavalt. Süsinik on nagu kahe teraga mõõk terasest. Õige kogus süsinikut võib parandada terase tugevust ja kõvadust, kuid liiga kõrge süsinikusisaldus vähendab terase korrosioonikindlust teatud tingimustel, eriti keevitamise ajal, mis võib hõlpsalt põhjustada graanulitevahelist korrosiooni . 304 l Steel on madalam süsinikusisaldus ja see on loomulikult vastupidavam granulaarsete korrosioonide suhtes, mis kuulub ka oma erikallile.
Muud elemendid ja funktsioonid
Lisaks süsinikusisalduse erinevusele on 304 terasest ja 304L terasest põhimõtteliselt kooskõlas teiste peamiste legeerivate elementide, näiteks kroomi (CR) ja nikli (NI) sisalduses. Kroom on võtmeelement, mis muudab roostevabast terasest korrosioonikindlaks. See moodustab terase pinnale tiheda kroomiumoksiidi kile, takistades hapnikku ja muu söövitava keskkonnaga terase maatriksiga veelgi kontakti, mängides seeläbi kaitserolli. Mõlemas terases kroomi sisaldus on tavaliselt umbes 18%. Nikkel võib parandada terase sitkust, keevitatavust ja korrosioonikindlust konkreetses keskkonnas. Üldine nikli sisu on umbes 8%. Need elemendid töötavad koos, et anda 304 terasest ja 304L terasest head kõikehõlmavat omadust, muutes need laialdaselt kasutatud roostevabast terasest materjalidest.
Korrosioonikindlus on roostevabast terase jõudluse mõõtmiseks oluline näitaja. Üldiselt on atmosfääri keskkonnas ja tavalisel söövitavatel meediumidel 304 terasel üsna hea korrosioonikindlus tänu oma sulamite koostisele, mis võib vastata enamiku igapäevaste ja tavaliste tööstusstsenaariumide kasutamisvajadustele. Kui keevitusprotsess on seotud, on olukord erinev. Keevitusprotsessi ajal põhjustab kohalik kõrge temperatuur terases kroomiga kroomi karbiidi, mille tulemuseks on kroomisisalduse vähenemine tera piiri lähedal, nõrgendades seeläbi viljapiiri korrosioonikindlust. See on nn graanulaarne korrosiooni nähtus. Alates 304L terasest sisalduva äärmiselt vähese süsinikusisaldusega sisalduse tõttu väheneb pärast keevitamist teravilja piiril moodustatud kroomi karbiidi kogus oluliselt, vähendades märkimisväärselt graanulaarse korrosiooni riski. Seetõttu toimib 304L terasega keevituskonstruktsioonide osade või keevitusseadmete korral, mis peavad olema karmis söövitavates keskkonnas, paremini.
Mehaanilised omadused
304 terase ja 304L terase vahel on mehaaniliste omadustega teatud erinevused. Kuna süsinikuelementidel on tugevdavat mõju terasele, on madala süsinikusisaldusega teras pisut madalam kui 304L terase suundumus ja saagikool.
Üldiselt on 304 terase tõmbetugevus umbes 515MPa ja saagikuse tugevus umbes 205MPa; samas kui tõmbetugevus on 304L terast umbes 485MPa ja saagikuse tugevus on umbes 170MPa. See tähendab, et väliste jõudude allumisel talub 304 terast suuremat pinget ilma deformatsiooni või luumurdudeta. Hoonekonstruktsioonides, kui suurte koormate talumiseks on vaja roostevabast terasest materjale, võib 304 terast olla sobivam valik.
Ehkki 304L terasel on pisut madalam, on sellel parem sitkus. Mõnel korral, kus materjal peab olema hea löögikindlus või külma deformatsiooni töötlemine, saab 304L terast paremini kohaneda ega ole töötlemise ajal pragunemisele altid.
Terase töötlemise jõudlus on selle rakendamisel tegelikus tootmises ülioluline. Kuuma töötlemise osas on kuum töötlemistemperatuur 304 terasest ja 304L terasest sarnane, kuid 304L terase madalama tugevuse tõttu on vajalik töötlemisjõud kuuma töötlemise ajal suhteliselt väike ning kuumade töötlemisprotsesside teostamine, näiteks sepistamine ja kuum veeremine, on lihtsam teostada. Külma töötlemise protsessis on oma kõrgema tugevuse ja kõvaduse tõttu aga 304 terast suhteliselt keeruline töödelda külma töötlemise toimingutes, näiteks külm veeremine ja külm joonistamine, kuid mõõtmete täpsus ja pinna kvaliteet pärast moodustamist on lihtsam kontrollida ning suuremat tugevust külma töötlemise tooteid on võimalik saada. Kuigi 304L terast on külma töötlemise ajal lihtne töödelda, ei ole materjali tugevuse paranemine pärast külma töötlemist nii ilmne kui 304 terase oma. Seetõttu on 304 terasel rohkem eeliseid, kui toote tugevusnõuded pärast külma töötlemist on kõrged.
Lisaks, nagu varem mainitud, on keevitus töötlemise ajal vähe süsinikusisaldusega teras, vähene kalduvus keevitamise ajal graanulitevahelise korrosiooni tekitamiseks, parema keevitusega ja see sobib paremini mitmesuguste keevitusprotsesside jaoks. See on üks põhjusi, miks seda kasutatakse laialdaselt mõne suuremahulise keevitatud konstruktsiooni tootmisel.
Lai kasutamine 304 terasest
Hea põhjaliku jõudluse põhjal kasutatakse laialdaselt 304 terast. Arhitektuurilise kaunistamise valdkonnas, olgu see siis kõrghoonete fassaadide kaunistamine või siseruumide treppide käsipuude ja reelingute, on 304 terasest muutunud oma kauni välimuse, hea korrosioonikindluse ja teatud tugevuse tõttu tavaliselt kasutatavaks materjaliks. Toiduainetööstuses vastab 304 terast toiduhügieeni standarditele, ei saa toitu ja sellel on hea korrosioonikindlus. See võib toidutöötlemise ajal kohaneda happe- ja leelisekeskkonnaga, nii et seda kasutatakse laialdaselt toidutöötlemisseadmetes, hoiumahutites jne. Meditsiiniseadmete valdkonnas töötab 304 terast ka hästi, näiteks kirurgilised instrumendid ja õendusseadmed haiglates. See mitte ainult ei vasta hügieeni ja puhtuse nõuetele, vaid sellel on ka piisav jõu- ja korrosioonikindlus, et tagada seadmete pikaajaline ja stabiilne kasutamine.
304L Steel mängib mõnes konkreetses valdkonnas asendamatut rolli, millel on ainulaadsed omadused. Keemiatööstuses kaasneb paljude keemiliste reaktsiooniprotsessidega tugeva söövitava keskkonna olemasolu. 304L terase suurepärane korrosioonikindlus, eriti vastupidavus graanulaarsele korrosioonile, muudab selle ideaalseks materjaliks keemiliste reaktorite, torujuhtmete ja muude seadmete jaoks, mis tagab seadmete ohutu kasutamise pikaajalises karmides korrosioonikongides. Meretehnoloogia valdkonnas nõuab merevee ja keeruka korrosioonikontakti kõrge soolasisaldus materjalide . 304 L terase äärmiselt kõrget korrosioonikindlust, merevee korrosioonile ja seda kasutatakse sageli avamereplatvormide konstruktsioonikomponentide, merevee mageldamise seadmete jms valmistamiseks.
Lisaks on kosmose valdkonnas materjalide jõudlusnõuded äärmiselt ranged. 304L terase madala süsinikusisaldusega sisaldus võimaldab tal säilitada keevitus- ja kõrgete temperatuuride keskkonnas head jõudlust. Seetõttu kasutatakse seda ka mõne kosmoseosa tootmisel.
Kuidas ma peaksin valima?
Peamised kaalutlused
Kuidas peaksime praktilistes rakendustes valima 304 terase ja 304L terase vahel?
Esiteks kaaluge kulutegurit. Üldiselt on 304L terasel kõrgemad tootmisprotsessi nõuded ja selle maksumus on pisut suurem kui 304 terasest. Kui kasutusstsenaarium on kulude suhtes tundlik ja korrosioonikindluse nõuded pole eriti nõudlikud, võib 304 terast olla ökonoomsem valik.
Seejärel on võtmeks jõudlusnõuded. Kui toode peab taluma suuri väliseid jõude ja sellel on kõrge tugevusega nõuded, on sobivam 304 terast; Kui toode tuleb töötlemise ajal keevitada või on pikka aega tugevas söövitavas keskkonnas, eriti keskkonnas, kus võib esineda graanulaarset korrosiooni, on parem valik 304L terast.
Lõpuks pöörake tähelepanu selle kasutamiskeskkonnale. Tavalises atmosfääri keskkonnas ja üldises tööstuskeskkonnas piisab 304 terasest; Kuid spetsiaalses söövitavates keskkondades, näiteks keemiliste ja merekeskkondade, tõstetakse esile 304L terase eelised.
Järeldus:
Ehkki 304 terast ja 304L terast on välimuselt sarnased, on keemilises koostises, jõudlus- ja rakendusstsenaariumis ilmselged erinevused. Nende erinevuste mõistmine on meie jaoks ülioluline, et teras õigesti valida ja kasutada tegelikus tootmises ja elus. Ainult sobivate terasmaterjalide täpse valimisega vastavalt konkreetsetele vajadustele saame anda täieliku mängu nende eelistele ja saavutada majanduslike ja sotsiaalsete eeliste "topeltsaak"!
