304 nerjaveče jeklo

Kaj je nerjaveče jeklo 304?

304 je najpogostejše avstenitno nerjavno jeklo na svetu. Njegova nazivna sestava 18 odstotkov kroma in 8 odstotkov niklja mu daje popolnoma avstenitno, v bistvu nemagnetno strukturo z dobro kombinacijo odpornosti proti koroziji, duktilnosti, žilavosti in varljivosti. Stopnja je označena z UNS S30400 v ASTM A240/A240M, 1.4301 (ime jekla X5CrNi18-10) v EN 10088 in SUS304 v JIS G4304/G4305. Družinske različice pokrivajo posebne potrebe: 304L (UNS S30403, EN 1.4307) omejuje ogljik na 0,030 odstotka za težke varjene konstrukcije, 304H (UNS S30409) pa vsebuje ogljik med 0,04 in 0,10 odstotka za trdnost pri visokih temperaturah. Dvojno certificirane plošče in cevi se običajno dobavljajo za meje 304 in 304L, tako da lahko proizvajalci varijo, ne da bi pri tem izgubili nizkoogljične prednosti.

Kemična sestava

Omejevalna sestava treh običajnih različic po ASTM A240/A240M.

Element (%)	304 (S30400)	304L (S30403)	304H (S30409)
C	Manjše ali enako 0,08	Manjše ali enako 0,030	0.04-0.10
Mn	Manjše ali enako 2,00	Manjše ali enako 2,00	Manjše ali enako 2,00
Si	Manjše ali enako 0,75	Manjše ali enako 0,75	Manjše ali enako 0,75
P	Manjše ali enako 0,045	Manjše ali enako 0,045	Manjše ali enako 0,045
S	Manjše ali enako 0,030	Manjše ali enako 0,030	Manjše ali enako 0,030
Kr	18.0-20.0	18.0-20.0	18.0-20.0
Ni	8.0-10.5	8.0-12.0	8.0-10.5
N	Manjše ali enako 0,10	Manjše ali enako 0,10	-

Mehanske lastnosti

Minimalne lastnosti žarjene plošče, pločevine in traku pri sobni temperaturi po ASTM A240/A240M.

Lastnina	304	304L	304H
Natezna trdnost	Večji ali enak 515 MPa	Večji ali enak 485 MPa	Večji ali enak 515 MPa
Meja tečenja (0,2%)	Večji ali enak 205 MPa	Večji ali enak 170 MPa	Večji ali enak 205 MPa
Raztezek	Večji ali enak 40 %	Večji ali enak 40 %	Večji ali enak 40 %
Trdota	Manjše ali enako 201 HBW / Manjše ali enako 92 HRB	Manjše ali enako 201 HBW / Manjše ali enako 92 HRB	Manjše ali enako 201 HBW / Manjše ali enako 92 HRB

Odpornost proti koroziji

304 je odporen proti atmosferski koroziji, sveži in pitni vodi, živilom, organskim kislinam in številnim razredčenim anorganskim kemikalijam, zato prevladuje pri predelavi hrane, pijač, pivovarnah, mlekarstvu in arhitekturi. Njegov izračunani ekvivalent odpornosti proti luknjam (PREN) je približno 19, tako da je le malo odporen na kloride: v morski vodi, območjih brizganja, atmosferi bazena ali izpostavljenosti soli za odmrzovanje se lahko luknjiči, nad približno 60 C pa je dovzeten za razpoke zaradi kloridne napetostne korozije. Za takšno uporabo je treba določiti stopnje 316, ki vsebujejo molibden ali višje legirane. V varjenih težkih profilih se 304L ali stabilizirani razredi izogibajo obarjanju kromovega karbida, ki se pojavi v območju občutljivosti 450-850 C.

Toplotna obdelava in izdelava

304 je dobavljen v raztopinsko žarjenem stanju, običajno segret na 1010-1120 C in hitro ohlajen v vodi ali zraku. Ni ga mogoče utrditi s toplotno obdelavo; hladno obdelavo je edini način za povečanje trdnosti, za ceno duktilnosti in rahlega magnetizma. Kvaliteta je izjemna za oblikovanje: zlahka vleče, krivi, valja in vrti ter vari z vsemi običajnimi postopki brez predgretja. Za uporabo v stiku s hrano in arhitekturo dekapiranje in pasiviranje obnovita s kromom bogato pasivno folijo po varjenju in brušenju.

Tipične aplikacije

Aplikacije vključujejo kuhinjska korita in opremo za gostinstvo, rezervoarje za predelavo in shranjevanje hrane, posode za pivovarne in mlekarne, farmacevtsko opremo, rezervoarje za shranjevanje kemikalij za razredčene medije, cevi izmenjevalnika toplote, arhitekturne plošče in ograje, kriogene posode (do -196 C) in dele gospodinjskih aparatov.

Pogosto zastavljena vprašanja

V: Kaj pomeni nerjaveče jeklo 18/8?

O: Nanaša se na nominalno sestavo 304: približno 18 odstotkov kroma in 8 odstotkov niklja. Izraz se običajno uporablja kot sinonim za 304 v namiznem in kuhinjskem priboru.

V: Kakšna je razlika med 304 in 304L?

O: 304L omejuje ogljik na največ 0,030 odstotka. Nizka vsebnost ogljika preprečuje obarjanje kromovega karbida v območju toplotnega vpliva med varjenjem, zato je 304L določen za težke varjene dele, ki jih po varjenju ni mogoče žariti.

V: Ali je nerjaveče jeklo 304 magnetno?

O: V žarjenem stanju je 304 v bistvu nemagneten. Hladna obdelava, kot je upogibanje ali vlečenje, lahko tvori martenzit, ki ga povzroči deformacija, zaradi česar je material rahlo magneten.

V: Ali je mogoče 304 utrditi s toplotno obdelavo?

O: Ne. Kot vse avstenitne stopnje je tudi 304 mogoče ojačati samo s hladno obdelavo, ne pa s toplotno obdelavo.

V: Ali je 304 primeren za storitve z morsko vodo?

O: Ni za neprekinjeno potapljanje. 304 ima nizko odpornost na kloridne luknjičaste razpoke in razpoke zaradi napetostne korozije v morski vodi; razredi 316 ali duplex, ki vsebujejo molibden, so standardna izbira za uporabo v pomorstvu.

V: Kakšno temperaturo lahko prenese 304?

O: Za odpornost proti oksidaciji na zraku je 304 ocenjen za neprekinjeno delovanje do približno 800 C in občasno delovanje do približno 870 C. Za nosilno konstrukcijo pri visokih temperaturah ga uporabite znotraj dovoljenih napetosti veljavne kode ali izberite 304H, 321 ali 310S za večjo trdnost.

Pogosto zastavljena vprašanja

Q1. Katere oznake zajemajo nerjavno jeklo razreda 304?
304 je označen z UNS S30400 v ASTM A240/A240M, 1.4301 z imenom jekla X5CrNi18-10 v EN 10088 in SUS304 v JIS G4304/G4305; nizkoogljična različica 304L je UNS S30403 ali EN 1.4307, visokoogljična različica 304H pa UNS S30409.

Q2. Kakšne so omejitve sestave 304?
Po ASTM A240/A240M je ogljik največ 0,08, krom 18,0-20,0, nikelj 8,0-10,5, mangan največ 2,00, silicij največ 0,75, fosfor največ 0,045, žveplo največ 0,030 in dušik največ 0,10; 304L omejuje ogljik na največ 0,030, 304H pa zadržuje ogljik med 0,04 in 0,10 odstotka.

Q3. Kakšne so minimalne mehanske lastnosti žarjenega 304?
Najmanjša natezna trdnost je 515 MPa, 0,2-odstotna meja tečenja je 205 MPa, raztezek je 40 odstotkov in trdota je največ 201 HBW ali 92 HRB; 304L kaže enak raztezek, vendar nižje minimalne vrednosti 485 MPa natezne trdnosti in 170 MPa izkoristka.

Q4. Zakaj je 304 le malo odporen na kloride?
Njegov izračunani ekvivalent odpornosti proti luknjam (PREN) je približno 19, tako da v morski vodi, območjih brizganja, atmosferi bazena ali izpostavljenosti soli za odmrzovanje lahko pride do lukenj, nad približno 60 C pa je dovzeten za razpoke zaradi kloridne napetostne korozije; za takšno storitev je treba določiti razrede 316, ki vsebujejo molibden ali višje legirane.

V5. Kakšne omejitve toplotne obdelave in storitev veljajo za 304?
304 je dobavljen v raztopini, žarjen pri 1010-1120 C s hitrim ohlajanjem, ni ga mogoče utrditi s toplotno obdelavo, pri varjenih težkih odsekih pa se je treba izogibati razponu občutljivosti 450-850 C, zato se tam uporabljajo 304L ali stabilizirani razredi; za odpornost proti oksidaciji na zraku je ocenjena na približno 800 C neprekinjeno in 870 C občasno.