Se você precisa de aço inoxidável que prospera em calor extremo - pense em tubos de caldeira, fornos de refinaria, ou tubulação de usina -AISI 304H AÇO INONTIDO é a solução. O "H" significa "alto carbono,”Um ajuste importante que lhe dá muito melhor força de alta temperatura do que o padrão 304 ou 304L de baixo carbono. Este guia quebra tudo o que você precisa saber para selecionar, fabricar, e fonte AISI 304H para seus projetos de alto calor.
1. AISI 304H AÇO INONTIDO: Visão geral do material & Especificações
A capacidade da AISI 304H de lidar com altas temperaturas começa com sua química e adesão precisas a padrões estritos da indústria. Vamos mergulhar em seus detalhes principais:
Principal composição química
| Elemento | Intervalo de conteúdo | Papel na AISI 304H |
|---|---|---|
| Cromo (Cr) | 18.0–20,0% | Forma uma camada de óxido protetor (resiste a oxidação de alta temperatura) |
| Níquel (Em) | 8.0–12,0% | Estabiliza a estrutura austenítica (impede fases quebradiças em calor alto) |
| Carbono (C) | 0.04–0.10% | A vantagem "H" - forcens limites de grãos para resistência à fluência (crítico para uso de alto calor a longo prazo) |
| Manganês (Mn) | ≤2,0% | Aumenta a formabilidade e evita a rachadura durante o trabalho quente |
| Silício (E) | ≤1,0% | Aumenta a resistência a oxidação em temperaturas acima de 800 ° C |
Especificações críticas & Características físicas/mecânicas
| Especificação/propriedade | Valor | Por que isso importa para uso em alto calor |
|---|---|---|
| Designação dos EUA | S30409 | Identificador global para o fornecimento de alto carbono 304 |
| Padrões ASTM/ASME | ASTM A240 (folhas/pratos), ASME SA-240 | Garante qualidade para vasos de pressão e equipamentos de alta temperatura |
| Densidade | 7.93 g/cm³ | Consistente com outros 304 notas - fácil de calcular o peso para projetos estruturais |
| Ponto de fusão | 1,400–1.450 ° C. (2,550–2.650 ° F.) | Suporta calor extremo (Por exemplo, Interiores do forno) |
| Resistência à tracção (Temperatura da sala) | 515 MPA (74,700 psi) | Forte o suficiente para peças estruturais de alto calor (Por exemplo, cabeçalhos) |
| Força de escoamento (Temperatura da sala) | 170 MPA (24,700 psi) | Resiste à deformação sob estresse térmico inicial |
| Dureza | 95 Hrb (Rockwell b) / 210 Bnn | Difícil o suficiente para desgaste, Mas Machinable com ferramentas adequadas |
Exemplo: Uma usina usa placas ASME SA-240 304H para cabeçalhos de caldeira-medindo especificações de resistência à tração garantem que as peças não falhem a 900 ° C.
2. AISI 304H AÇO INONTIDO: Propriedades de alta temperatura & Resistência à fluência
A maior força da AISI 304H é seu desempenho em temperaturas extremas - especialmente sua resistência arastejar (deformação lenta sob calor e pressão a longo prazo). Aqui está como isso se compara:
Rompe de desempenho de alta temperatura
| Temperatura | Propriedade -chave | Valor | Relevância no mundo real |
|---|---|---|---|
| 550° c (1,020° f) | Força de tração de curto período de tempo | 310 MPA (45,000 psi) | Mantém força para tubos de reformador de refinaria |
| 700° c (1,290° f) | 100,000-Força de fluência de hora | 20 MPA (2,900 psi) | Resiste a deformação lenta em caldeiras de longa duração |
| 870° c (1,600° f) | Resistência a oxidação | Sem escala (até 1.000 ° C.) | Seguro para componentes de forno e pilhas de flare |
| 900° c (1,650° f) | Limite de temperatura de serviço | Temp de uso contínuo máximo | Evita a fragilização da fase sigma (Artigo de alterações de fase de alta aquecimento) |
Vantagens críticas de alto calor (vs.. 304L)
| Característica | AISI 304H | AISI 304L | Por que isso importa |
|---|---|---|---|
| Resistência à fluência (700° c) | 20 MPA (100,000 horas) | 12 MPA (100,000 horas) | 304H dura 2x mais tempo em caldeiras de alta pressão |
| Resistência a oxidação | Até 1.000 ° C. | Até 870 ° C. | 304H funciona em ambientes de forno quente |
| Risco de sensibilização | Baixo (Tamanho do grão controlado) | Muito baixo (baixo carbono) | 304H evita a decaimento da soldae lida com calor alto |
Estudo de caso: Uma refinaria substituiu os tubos de reformador 304L por 304h. Os tubos 304L falharam depois 2 anos (deformação de fluência), Enquanto 304h tubos duraram 5 anos - salvando $300,000 em custos de substituição.
3. AISI 304H AÇO INONTIDO: Tratamento térmico & Processamento
O tratamento térmico adequado é fundamental para desbloquear o potencial de alta temperatura da AISI 304H. Aqui está o que você precisa saber:
Principais processos de tratamento térmico
- Recozimento da solução: Aquecer para 1,040–1.100 ° C. (1,900–2.010 ° F.), Segure por 30 a 60 minutos, Em seguida, apique na água. Esse:
- Dissolve excesso de carbonetos (impede a sensibilização).
- Controls grain size to ASTM 7 ou mais grossa (grãos grossos melhoram a resistência da fluência - os grãos de fino enfraquecem em calor alto).
- Suaviza o metal para a formação subsequente.
- Estabilizar o recozimento (Opcional): Para peças grossas (>25mm), Aqueça a 850-900 ° C. (1,560–1.650 ° F.) Após o recozimento da solução. Isso reduz o estresse residual sem sacrificar a força de fluência.
- Alívio do estresse residual: Para peças soldadas, Aqueça a 800-850 ° C. (1,470–1.560 ° F.) para aliviar o estresse - crítico para vasos de pressão.
Diretrizes de processamento
- Trabalho quente: Use temperatures of 1,100–1.260 ° C. (2,010–2.300 ° F.) for forging, rolando, ou dobrando. Evite trabalhar abaixo de 900 ° C - isso causa fragilidade.
- Trabalho frio: Limitar o trabalho frio a 20 a 30% (Por exemplo, flexão ou carimbo). Excesso de trabalho frio aumenta o endurecimento da tensão, o que reduz a resistência à fluência. Reconectar depois de trabalhar a frio para redefinir as propriedades.
- Controle de tamanho de grão: Nunca use 304h de grãos finos (ASTM 8 ou mais fino). Grãos grossos (ASTM 7 ou mais grossa) são obrigatórios para aplicações de alto calor-elas resistem melhor.
Para a ponta: Um fabricante uma vez que a solução-304h, a 980 ° C (Muito baixo)- O tamanho do grão era ASTM 9 (multar), e as peças falharam em uma caldeira depois 6 meses. Renatividade a 1.050 ° C fixou o tamanho e o desempenho do grão.
4. AISI 304H AÇO INONTIDO: Soldagem, Fabricação & Diretrizes de usinagem
A soldagem AISI 304H requer cuidados para manter sua força de alta temperatura-usar os consumíveis e técnicas certos é fundamental.
Soldagem práticas recomendadas
| Aspecto | Recomendação | Por que funciona para uso em alto calor |
|---|---|---|
| Metal de enchimento | ER308H (Tig/me) ou e308h (Soldagem) | Combina o teor de carbono de 304H - prefere a solda metal tem a mesma resistência à fluência que o metal base |
| Requisitos de pré -aquecimento | 150–200 ° C. (300–390 ° F.) para peças >25mm de espessura | Evita rachaduras frias e reduz o HAZ (Zona afetada pelo calor) estresse |
| Tratamento térmico pós-solda (Pwht) | 800–850 ° C. (1,470–1.560 ° F.), segurar 1 hora por espessura de 25 mm | Alivia o estresse haz e estabiliza os carbonetos - críticos para resistência à fluência |
| Mitigação de sensibilização de Haz | Use soldagem de entrada de baixo calor (Tig > MEU) | Minimiza o tempo gasto na faixa de sensibilização (450–850 ° C.), Evitando a decaimento da solda |
Usinagem & Formando dicas
- Velocidade/alimentação de usinagem: Use ferramentas de carboneto (Revestido de Tialn) para lidar com a dureza 304H:
- Virando: 80–120 m/min de velocidade, 0.1–0.15 mm/rel feed.
- Moagem: 60–100 m/min de velocidade, 0.05–0,1 mm/alimentação dentária.
- Fluido de corte: Use óleo solúvel de serviço pesado para reduzir o atrito-o alto carbono de 304H pode causar desgaste da ferramenta se não for lubrificado.
- Formabilidade: Para peças de alto calor (Por exemplo, tubos), Use formação a quente (1,100–1.200 ° C.) Em vez de se formar frio. A formação a quente mantém o tamanho dos grãos e a resistência da fluência.
Exemplo: Um fabricante de caldeiras usa soldagem TIG com ER308H para tubos de 304h. PWHT a 820 ° C garante que as soldas resistam a fluência - suas caldeiras funcionam continuamente a 850 ° C sem problemas.
5. AISI 304H AÇO INONTIDO: Formulários de produto, Tamanhos & Cadeia de mantimentos
AISI 304H está disponível em formas adaptadas a aplicações de alto calor. Veja como obtê -lo:
Formulários comuns do produto & Tamanhos
| Forma | Tamanhos típicos | Principais usos de alto teto |
|---|---|---|
| Pratos | 6–100 mm de espessura; 1x2m a 3x6m | Cabeçalhos de caldeira, Cascas de vasos de pressão |
| Tubos/tubos sem costura | 10–300mm de; 1–10mm espessura da parede | Tubos de superaquecedor, Tubos de reformador de refinaria |
| Barras redondas | 10–200mm diâmetro; 1–6m Comprimento | Acessórios forjados, parafusos do forno |
| Acessórios forjados | 1/2″–24″ tamanhos (cotovelos, tees) | Conexões de tubulação a vapor de alta pressão |
| Estoque de bobinas | 1–5 mm de espessura; 1219mm de largura | Dura de alta temperatura para fornos |
Dicas da cadeia de suprimentos
- Preço: 304H custa US $ 4,00 a US $ 5,00 por kg (2024 estimativas)—Sohamente mais do que 304 ($3.00- $ 4,00/kg) mas vale a pena para durabilidade de alta aquecimento.
- Tempo de espera: 3–4 semanas para tamanhos de estoque (Por exemplo, 20MM TUBOS OD); 6–8 semanas para tamanhos personalizados (Por exemplo, Placas de vaso de pressão espessa).
- Fornecedores: Escolha Fornecedores Certificados ISO 9001 que fornecem relatórios de teste de fábrica (Mtrs) confirmando:
- Teor de carbono (0.04–0.10%).
- Tamanho de grão (ASTM 7 ou mais grossa).
- Dados de teste de fluência (Para aplicações críticas como caldeiras).
Para a ponta: Uma usina de energia ordenou tubos de superaquecedor 304h de um fornecedor com certificação ASME SA-240-isso garantiu que os tubos atendessem aos requisitos do código de pressão do vaso de pressão.
6. AISI 304H AÇO INONTIDO: Aplicações do setor & Estudos de caso
O AISI 304H é a nota preferida para as indústrias onde o desempenho a longo prazo é não negociável. Aqui estão seus principais usos:
1. Geração de energia
- Tubos de caldeira & Cabeçalhos de superaquecedores: Carrega vapor de alta pressão (800–900 ° C.) em carvão, gás, ou usinas nucleares. Uma usina de 500 MW usa tubos de 304h - eles operaram para 8 anos sem deformação de fluência.
- Coletores de distribuição a vapor: Distribui o vapor de alta temperatura para as turbinas-a resistência da oxidação de 304H impede o acúmulo de ferrugem.
2. Óleo & Refino a gás
- Tubos de reformador de hidrogênio: Converte o gás natural em hidrogênio (900–950 ° C.)—304h A resistência à fluência evita a falha do tubo. Uma refinaria relatada com 304h tubos duram 3x a mais de 304L neste aplicativo.
- Dicas de pilha de flare: Queima o excesso de gás a 1.000 ° C - 304H resiste a escalar e corrosão dos subprodutos de combustível.
3. Químico & Petroquímico
- Bobinas de rachaduras de etileno: Quebra hidrocarbonetos em etileno (850–950 ° C.)—304h A força de alta temperatura mantém a forma de bobina.
- Componentes do forno: Forros, portas, e duto para fornos químicos - 304h suporta calor contínuo sem a fragilidade.
4. Indústria pesada
- Conchas do trocador de calor: Lida com fluidos de alta temperatura (Por exemplo, sais fundidos)—304h A resistência à pressão evita vazamentos.
- DUCTING de alta temperatura: Move gases quentes em siderúrgicas - 304h resiste ao desgaste de poeira e calor.
Perspectiva da tecnologia YIGU
Na tecnologia Yigu, AISI 304H é a nossa especialidade para o poder, refinaria, e clientes químicos que precisam de confiabilidade de alta calor. Fornecemos placas 304h, tubos sem costura, e bares (US S30409, ASTM A240/ASME SA-240) com MTRS confirmando o teor de carbono (0.04–0.10%) e tamanho de grão (ASTM 7+). Para um projeto de refinaria, Fornecemos tubos de reformador 304H personalizados - nosso PWHT rigoroso (820° c) As soldas garantidas correspondiam à força de fluência de metal base, e os tubos foram executados para 4 anos sem problemas. Também oferecemos suporte técnico, Compartilhando dicas de tratamento térmico e soldagem para maximizar a vida útil. Enquanto 304h custa mais, Sua vida útil longa entrega ao ROI cortando o tempo de inatividade e substituições.
Perguntas frequentes
- Aisi 304h pode ser usado em ambientes marítimos?
Não - o alto carbono de 304H não melhora a resistência ao cloreto. Ele enferrujará em água salgada dentro de 1 a 2 anos. Use 316h (adiciona molibdênio para resistência ao cloreto) Para aplicações marinhas de alto calor (Por exemplo, Caldeiras a bordo). - Qual é a diferença entre AISI 304H e 304L para uso em alta calor?
304H (0.04–0.10% de carbono) tem muito melhor resistência à fluência (dura mais tempo em calor alto) e uma temperatura mais alta de serviço (1,000° C vs.. 304L's 870 ° C.). 304L (≤0,03% de carbono) é melhor para áreas propensas a corrosão com baixo teto (Por exemplo, processamento de alimentos) mas falha rapidamente em equipamentos de alto calor. - Eu preciso controlar o tamanho do grão para aisi 304h?
Sim - o tamanho do escape é fundamental. AISI 304H deve ter um tamanho de grão grosso (ASTM 7 ou mais grossa) para resistir a fluência. Tamanhos de grão fino (ASTM 8+) enfraquecer em altas temperaturas e causar falha prematura em caldeiras ou fornos. Sempre confirme o tamanho do grão via MTR antes do uso.
