304 대 304L 스테인리스 스틸: 탄소, 용접 및 선택

304 및 304L는 같은 기본 크롬-니켈 구성을 공유하고 고열 상태에서 거의 동일한 기계적 특성을 제공하는 두 가지 밀접한 관련이있는 아우스테니틱 스테인리스 스틸 등급입니다..이 둘 사이의 구분은 좁지만 실질적으로 의미 있습니다.탄소 함량304은 최대 0.07%의 탄소를 허용하고 304L는 최대 0.030%까지 탄소를 제한합니다. 이 차이는 정상적인 조건에서 일반적인 부식 저항이나 강도에 무시 할 수있는 영향을 미칩니다.하지만 재료가 용접되고 부식성 환경에 노출되면 결정적인 것이 됩니다..

이 차이를 만드는 실패 모드는산성성 경화 (IGC)- 용접의 열에 영향을 받는 구역의 곡물 경계를 따라 이동하는 지역적 공격입니다. 올바른 등급을 지정하면 완전히 예방할 수 있습니다.그러나 그것은 스테인리스 스틸 장비에서 가장 일반적인 부식 장애 중 하나입니다.이 기사 는 기술자, 제조업체 및 조달 전문가 들 이 표준 304 이 충분 하고 저탄소 304L 이 필요 하는 경우 를 결정 하는 데 도움 이 되는 구조적 비교 를 제공한다.

1. 304 대 304L 스테인리스 스틸: 빠른 비교

이 표 는 304 와 304L 의 화합물 이 탄소 를 제외하고 거의 동일 한 것 임 을 확인 합니다. 실용적 인 결과 는 간단 합니다.등급 선택 결정은 거의 전적으로 재료가 용접 될 것인지 및 용접 구역이 부식성 환경에 노출 될 것인지에 달려 있습니다.용접되지 않은 용도로 두 종류는 기능적으로 상호 교환됩니다. 현대 철강 제조에서 비용 차이는 무시 할 수 있습니다.그래서 열접이 계획될 때 304L보다 표준 304을 선택하는 경제적 주장은 거의 없습니다..

2탄소 함유량 차이: 304L가 존재하는 이유

304은 최대 0.07%의 탄소 함량을 허용하고, 304L는 탄소를 0.030%로 제한합니다. 0.04%의 차이는 화학 분석 시트에 사소한 것으로 보입니다.하지만 그것은 용접 아우스테니트 스테인리스 스틸에서 가장 중요한 단 하나의 실패 메커니즘을 제어:감수성.

감수성 메커니즘

용접 도중, 용접 풀 인접한 열에 영향을받는 구역 (HAZ) 은 약의 결정적인 온도 범위로 가열됩니다.425~870°C이 범위에서 탄소 원자는 이동성이 높아 크롬에 강한 화학적 친밀감을 가지고 있다. 표준 304의 사건 순서는 다음과 같다.

1. 탄소는 원자 구조가 더 열려있는 곡물 경계로 전파됩니다.
2. 탄소는 크롬과 반응하여크롬카바이드 (Cr)₂₃C₆)곡물 경계에서 침착합니다.
3. 이 탄화물에서 소비되는 크롬은 곡물 경계와 바로 인접한 금속에서 얻어집니다.크롬 함량이 패시베이션에 필요한 ~12%의 임계치 이하로 떨어지는 좁은 구역을 만드는 것.
4. 부식성 환경에 노출되면 크롬이 부족한 구역은 우선적으로 부식합니다.공격은 곡물 경계를 따르고 최소한의 가시적인 표면 손상을 가진 재료 두께를 통해 침투 할 수 있습니다산성성 경화 (IGC).

304L의 탄소 함량은 상당한 탄화물 침착에 필요한 동력을 제공하기 위해 너무 낮습니다.곡물 경계 지역은 용접 후 크롬 함유량과 염화 저항성을 유지용접 후 열처리 없이도304L는 특히 용접 후 민감화 문제를 제거하기 위해 존재합니다.용접 후 용액 굽기 유연 304의 부식 저항을 회복하는 다른 방법은 종종 큰 구조물, 현장 용접,오븐 처리 중에 왜곡 될 수 있는 얇은 가이프 부품.

3용접 성능 비교

이 두 종류 모두 모든 표준 도경 용접 과정에 의해 쉽게 용접된다. 차이점은 용접 될 수 있는지 여부에 있는 것이 아니라 용접에 인접한 재료에 무슨 일이 일어난다는 것이다.

304 용접

304은 TIG (GTAW), MIG (GMAW), SMAW (MMA), SAW 및 궤도 용접에 의해 용접된다. 용접 구역이 부식 매체에 노출되지 않는 일반 제조에 대해서는 304이 잘 작동하고 널리 사용됩니다.하지만, 용접 된 부품이 부식 용도에 들어갈 때 민감화된 HAZ는 취약점이됩니다.120°C 후 급속한 냉각은 크롬 탄화물을 재해소하고 부식 저항성을 회복 할 수 있습니다., 그러나 이 치료는 부품 크기, 왜곡 위험 또는 현장 용접 조건으로 인해 종종 실용적이지 않습니다.

304L 용접

304L는 부식성 노출을 포함하는 모든 용접 응용 프로그램에 표준 선택입니다. 낮은 탄소 함량은 HAZ에서 탄화물 침착을 극적으로 억제합니다.대부분의 응용 프로그램에서 용액 굽기 후 용액 굽기 필요성을 제거합니다.. 304L는 ASME 섹션 VIII에 따라 용접 된 공정 탱크, 화학 파이프, 압력 용기, 의약품 장비,그리고 용역 환경이 부식 발생을 일으킬 수 있는 모든 용접된 부품.

필러 금속 선택

• ER308:304 기본 금속의 표준 일치 필러. 대략 20% Cr와 10% Ni를 포함합니다.
• ER308L:저탄소 변형은 304L 기본 금속에 선호됩니다.또한 용접 매장에서의 탄소 채취를 줄이기 위해 표준 304 기본 금속과 함께 일반적으로 사용됩니다. 많은 제조업체는 충전자 재고를 단순화하기 위해 모든 304/304L 용접에 ER308L를 표준화합니다..
• 이중 인증을 받은 304/304L 기본 금속의 경우, ER308L가 적합하며 두 가지 등급 지정도 만족합니다.

4부식 저항성: 304L는 부식 저항성을 더 잘합니까?

공급업에서 계속되는 오해는 304L가 우수한 일반적인 부식 저항을 제공한다는 것입니다.이것은 잘못된 것입니다. 304과 304L의 염화 저항은 가열된 물질에서 본질적으로 동일합니다.두 종류 모두 동일한 크롬 (18~20%) 및 니켈 (8~10.5% 304, 8~12% 304L) 범위를 가지고 있으며 동일한 수동 크롬 산화물 필름을 형성합니다.L급 장점은 용접이 포함 될 때만 나타납니다..

그 차이점은 구체적입니다.304L는 용접 후에도 관화 저항성을 유지하지만 304은 그렇지 않을 수 있습니다.결코 용접되지 않는 응용 프로그램에서는 이 구별은 중요하지 않습니다. 부식 용역의 용접 응용 프로그램에서는수십 년 동안 문제 없이 작동하는 것과 비용이 많이 드는 교체가 필요한 조기 고장 사이의 차이점이 될 수 있습니다..

5기계적 특성 비교

아스TM A240에 따른 최소 기계적 특성: 연금 상태의 판, 판 및 스트립:

The difference in minimum mechanical properties is approximately 30 MPa in tensile strength and 35 MPa in yield strength — a small gap that results from the modest solid-solution strengthening effect of the higher carbon content in 304실제로, 두 등급은 매우 유사한 기계적 행동을 나타냅니다.강도는 고급 선택에 결정적인 요소가 거의 없습니다.이 두 종류 모두 냉면 작업에 의해 강화 될 수 있지만 열 처리로 단단해질 수는 없습니다.강도 ≥ 450 MPa) 또는 침수 경화 (17-4 PH) 등급은 평가되어야 합니다. 304L에서 304로 전환하면 의미 있는 개선이 이루어지지 않습니다..

6. 304 대 304L 응용 프로그램

선택 패턴은 일관성입니다. 용접이 계획되고 서비스 환경은 건조한 실내 대기 노출을 넘어 다른 모든 것을 포함하면,304L는 더 안전한 사양입니다.용접이 없거나 환경이 부식적이지 않은 것으로 확인되면 304이 충분합니다.

7이중 인증 304/304L 스테인리스 스틸

현대 스테인레스 스틸 생산에서 재료가이중 인증 304/304L이것은 하나의 열이 동시에 두 가지 사양을 만족한다는 것을 의미합니다.탄소 ≤ 0.030%(더 엄격한 304L 탄소 제한을 충족) 및튼튼성 ≥ 515 MPa, 성능 ≥ 205 MPa(더 높은 304 기계적 요구 사항을 충족합니다.) 이것은 감소 된 탄소로 인한 강도 손실을 보상하기 위해 소량의 질소 첨가와 결합된 제어 된 녹화 화학을 통해 달성됩니다.

이중 인증은 중요한 조달 장점을 제공합니다.

• 재고 효율성:단일 재고 항목은 304 및 304L 구매 주문을 모두 포함하며 SKU의 수와 선택 오류의 위험을 줄입니다.
• 안전성 규격:만약 PO가 304을 요구하지만 부품이 용접될 경우이중 인증을 받은 재료는 자동으로 L급 탄소 조절을 제공하며, 사양 변경이 필요없이 민감화 위험을 제거합니다.
• 폭넓은 수용:이중 인증 304/304L는 ASME 보일러 및 압력 용기 코드, ASTM 재료 표준 및 대부분의 산업 최종 사용자 사양에 의해 허용됩니다.

MTC 검증은 필수입니다:밀링 테스트 인증서에서 탄소가 ≤ 0.03%이며, 튼튼성 및 양력 특성이 최소 304을 충족하는지 확인합니다. 문서화된 증거 없이는 이중 인증을 가정하지 마십시오.

8. 일반적인 선택 오류

실수 1 304L 를 선택 하는 것 이 더 좋은 부식 저항력 을 가지고 있다고 가정 하기 때문 이다:굽힌 상태에서, 용접되지 않은 상태에서, 304 및 304L는 동일하게 부식 저항력을 가지고 있습니다. 용접되지 않은 구성 요소에 대한 304L를 지정하는 것은 부식 이점을 제공하지 않습니다.L등급의 이점은 용접 후만 존재합니다..

실수 2 용접식성 부식 용품에 대한 표준 304을 사용하는 것:용접된 304의 HAZ는 민감해질 것입니다. 산, 염화물, 청소 화학물질,곡물 간 부식 (intergranular corrosion) 이 시작되고 빠르게 진행될 수 있습니다.이 장애 모드는 304L를 지정함으로써 완전히 예방할 수 있습니다.

실수 제 3 점: 물질 가격 에만 근거 하여 선택 하는 것:304과 304L 사이의 비용 차이는 현대 생산에서 무시할 수 있습니다 (다리히 이중 인증 재료에 대해 0).소재 비용에 한정적인 금액을 절약하기 위해 용접 후 경화 위험을 증가시키는 것을 받아들이는 것은 잘못된 조달 결정입니다..

실수 4 RFQ 단계에서 용접 요구 사항을 전달하지 않는 것:소재가 부식기 용 용접 될 것이라고 명시하지 않고 주문되면 공급자는 합법적으로 표준 304을 제공할 수 있습니다.용접 및 서비스 조건은 조달 도중 알려져야 합니다., 출산 후 발견되지 않았습니다.

실수 5 MTC에 탄소 함량을 확인하지 않는 것:304L가 지정되면 MTC는 탄소를 ≤ 0.03% 표시해야합니다. "304L"로 표시되어 있지만 MTC에서 0.04% 또는 0.05%의 탄소를 표시하는 물질은 사양을 충족하지 않습니다.MTC에서 탄소 검증은 L급 상태를 확인하는 유일한 신뢰할 수있는 방법입니다..

9304과 304L 사이를 선택하는 방법

이 결정 순서를 사용하여 지원에 적합한 등급을 결정합니다.

질문 1: 부품은 용접 될 것인가?
→ 아니:304은 일반적으로 충분합니다.용접 없이 민감화 위험은 없으며 두 등급은 기능적으로 동등합니다. 표준 304은 용접되지 않은 부품에 대한 더 일반적인 사양입니다.
→ 예: 질문 2 에 계속 하십시오.

질문 2: 용접 부위가 부식성 환경과 접촉 할 수 있습니까?
→ 네 (산, 염화물, 청소 화학물질, 공정 액체, 야외 노출):304L를 선택하세요.저탄소 가스는 가열 후 열처리를 필요로 하지 않고, 산성성 부식으로부터 HAZ를 보호합니다.
→ 아니오 (건조한 실내, 부식성 없는 대기): 304은 허용될 수 있습니다. 미래의 부식 위험이 304L를 정당화하는지 평가하십시오.

질문 3: 용접 후 용액 응열이 이 부품에 실용적 인가요?
→ 네 (작은 부품, 오븐 접근, 왜곡 위험 없음): 304 PWHT는 기술적으로 실행 가능하지만 PWHT 없이 304L는 더 간단하고 일반적으로 더 경제적입니다.
→ 번호 (대 구조, 현장 용접, 얇은 구간, 왜곡 민감):304L를 사용하세요.PWHT는 실용적이지 않습니다.

질문 4: 프로젝트 사양이나 코드는 명시적으로 304L를 요구합니까?
→ 예: 사양을 따르십시오. 문서화된 엔지니어링 승인 없이는 표준 304을 대체하지 마십시오.
→ 아니요: 용접 및 서비스 조건에 기초한 위의 결정 논리를 사용하십시오.

질문 5: 이중 인증을 받은 304/304L 재료는 허용될 수 있습니까?
→ 대부분의 산업용 용도에서 그렇습니다. 이중 인증 된 재료는 두 가지 사양을 동시에 충족시키고 널리 인정됩니다. 프로젝트 수용을 확인하고 탄소 ≤ 0을 확인합니다.03% 및 MTC에 대한 기계적 특성, 추가 요구 사항 (예: ASTM A262 IGC 테스트) 이 충족되었는지 확인합니다.

10. 조달 지침

명확한 구매 사양은 304과 304L 사이의 모호함을 제거합니다. 모든 구매 주문에 다음 요소가 표시되어야합니다.

예를 들어 구매 사양:

소재가 용접성 부식용 용품이 될 때 "304 스테인리스 스틸 플라크"와 같은 모호한 설명을 피하십시오.공급자는 일반적인 설명에서 304과 304L을 구별 할 수 없습니다..항상 L 후자와 UNS 번호를 적탄소가 필요한 경우 포함합니다.

11샴유가 304과 304L 선택에 어떻게 지원하는지

산시 샴요 스테인리스 스틸 (Shaanxi Shangyou Stainless Steel Co., Ltd) 는 304 및 304L를 판, 엽, 코일, 파이프, 튜브, 막대 및 피팅으로 공급합니다. 품질 보장에는 다음이 포함됩니다.

• ASTM 검증ASTM A240, A312, A276에 따라 검증된 재료
• UNS 확인S30400 또는 S30403 주문 요구 사항에 대한 확인
• 탄소 검증탄소 ≤ 0.03%는 각 304L MTC에서 확인되었습니다.
• MTC 검토- 배송 전에 화학 및 기계적 특성을 완전히 검토
• PMI 테스트요청 시 사용할 수 있는 긍정적 인 물질 식별
• 차원 및 표면 검사주문 필요에 따라 확인
• 기술 선택 지원용접 및 서비스 조건에 기초한 304 대 304L 결정에 대한 지원

12자주 묻는 질문

Q1: 304과 304L 스테인레스 스틸의 주요 차이점은 무엇입니까?
탄소 함량. 304은 최대 0.07%의 탄소를 허용하고, 304L는 탄소를 ≤ 0.030%로 제한합니다. 다른 모든 합금 원소는 본질적으로 동일한 범위입니다.이 탄소 차이는 가열 상태에서 일반적인 부식 저항이나 강도에 실질적인 영향을 미치지 않습니다., 그러나 용접 후 결정적이 됩니다: 낮은 탄소는 열에 영향을 받는 영역에서 크롬 탄화물 침착과 관련 된 곡성 간의 부식 위험을 방지합니다.

Q2: 304L가 304 스테인리스 스틸보다 낫나요?
304L는 특히 부식성 환경에 노출된 용접 용도로 더 좋습니다. 용접되지 않은 용도로 두 가지 등급은 기능적으로 동일합니다.304L는 보편적으로 우수한 등급이 아닙니다. 그것은 용접과 관련된 특정 부식 문제를 해결하기 위해 설계된 저탄소 변형입니다.- 304L를 결코 용접되지 않는 부품에 대해 지정하는 것은 표준 304보다 기술적 이점을 제공하지 않습니다.

Q3: 왜 304L가 용접에 선호되는가?
그 낮은 탄소 함유량 (≤ 0.03%) 은 용접 열에 영향을받는 구역에서 크롬 탄화물 형성을 방지합니다. 표준 304은 용접 과정에서 탄화물이 형성되도록 충분한 탄소를 가지고 있습니다.크롬의 곡물 경계 영역을 고갈시키고 곡물 간의 부식에 취약하게 만듭니다..304L은 용접 후 용액 소름을 요구하지 않고이 문제를 제거합니다. 이것은 종종 큰 구조물, 필드 용접 또는 얇은 구간에 실용적이지 않습니다.

Q4: 304 스테인레스 스틸은 용접될 수 있습니까?
예. 304은 TIG, MIG, SMAW, SAW 및 궤도 용접에 의해 쉽게 용접됩니다. 문제는 용접성이 아니라 용접 후 경화 저항입니다.용접 304의 HAZ는 탄화물 침착으로 인해 민감화 될 것입니다.. 서비스 환경이 부식적 인 경우, 민감화 된 구역은 곡물 간 부식으로 인해 실패 할 수 있습니다. 부식적이지 않은 서비스에 대해서는 일반적으로 용접 된 304이 허용됩니다. 부식적 인 서비스에 대해서는 304L를 지정하십시오.

Q5: 304L는 304보다 더 좋은 부식 저항력을 가지고 있습니까?
용접 후 만. 용접되지 않은 상태에서 일반적인 부식 저항은 동일합니다. 두 등급 모두 동일한 크롬과 니켈 범위를 가지고 동일한 수동 필름을 형성합니다.304L는 낮은 탄소 감수성을 방지하기 때문에 용접 HAZ에서 진열 저항성을 유지용접되지 않은 애플리케이션에서 304L를 지정하는 것은 부식 장점이 없습니다.

Q6: 304과 304L의 탄소 함량의 차이는 무엇입니까?
304 (UNS S30400): 탄소 ≤ 0.07%에 대한 ASTM A240. 304L (UNS S30403): 탄소 ≤ 0.030%.용접 HAZ에서 크롬 탄화물을 형성 할 수있는 충분한 탄소가 있습니다.0.03%에서, 탄화물 침착에 대한 추진력은 극적으로 감소하고, 용접 후 곡물 간 부식 위험은 대부분의 응용 분야에서 효과적으로 제거됩니다.

Q7: 스테인리스 스틸의 감수성이란 무엇인가요?
감수성은 스테인리스 스틸이 용접 중에 HAZ에서 자연스럽게 발생하는 425°C 870°C 범위까지 열 때 곡물 경계에서 크롬이 풍부한 탄화물의 침착입니다.탄화물 형성에 의해 소비 된 크롬은 주변 금속을 크롬이 부족하게 만듭니다 (~ 12% 이하)이 고갈 된 영역은 곡물 간의 부식에 취약합니다.감수성 에 대한 주요 방어 는 304L 또는 316L 와 같은 저 탄소 L-등급 을 사용 합니다..

Q8: 304L가 304보다 강합니까?
304호는 탄소가 더 많아서 고체 용액 강화가 적기 때문에 최소 팽창 강도 (≥ 515 MPa 대 ≥ 485 MPa) 와 양력 강도 (≥ 205 MPa 대 ≥ 170 MPa) 가 약간 더 높습니다.그 차이는 작고 거의 등급 선택 기준이 아닙니다.상당히 높은 강도를 필요로 하는 애플리케이션에서, 304과 304L 사이를 전환하기보다는 듀플렉스 2205 또는 침수 경화 17-4 PH를 고려해야 한다.

Q9: 이중 인증 304/304L 스테인리스 스틸은 무엇입니까?
두 가지 사양을 동시에 충족시키는 단일 열에서 얻은 재료: 탄소 ≤ 0.03% (304L 화학 요구 사항) 및 당기성 ≥ 515 MPa / 양력 ≥ 205 MPa (304 기계 요구 사항).그것은 304의 보장된 강도와 함께 304L의 용접 안전성을 제공합니다이중 인증 304/304L는 산업에서 널리 받아들여지고 단일 제품으로 두 가지 등급 사양을 모두 포괄함으로써 재고 관리를 단순화합니다.

Q10: 어떤 등급을 선택해야 할까요? 304 또는 304L?
부품이 용접되고 부식성 환경에 노출 될 경우 304L를 선택하십시오. 용접되지 않거나 용접되지만 환경이 건조하고 부식적이지 않으면 304이 적합합니다. Dual certified 304/304L is an excellent default choice when available — it provides 304L carbon control with 304 mechanical properties at effectively the same cost and is suitable for the large majority of industrial applications.

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기술 참조

• ASTM A240 크롬 및 크롬 니켈 스테인리스 스틸 판, 장 및 스트립
• ASTM A312?? 꿰매지 않고, 용접하고, 냉면으로 가공된 아우스테니틱 스테인리스 스틸 파이프
• ASTM A262 오스텐리티스 스테인리스 스틸의 곡물 간 공격에 대한 감수성을 탐지하는
• ASME 보일러 및 압력 용기 코드 섹션 VIII
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