Striscia di taglio a fessura di acciaio inossidabile JIS G4305 SUS304/SUS304L/SUS304H bobine di acciaio inossidabile

Comprendere le sfumature tra le strisce di acciaio inossidabile 304, 304L e 304H è fondamentale per ingegneri, progettisti e specialisti degli approvvigionamenti. Sebbene tutti appartengano all'onnipresente famiglia austenitica 18-8 (18% cromo, 8% nichel), sottili differenze nella composizione, in particolare nel contenuto di carbonio, dettano le loro prestazioni ottimali in vari ambienti. La scelta del grado giusto influisce sulla saldabilità, sulla resistenza alla corrosione, sulla resistenza alle alte temperature, sui costi e sul successo complessivo del progetto.

Similitudini fondamentali: la base 304

Tutti e tre i gradi condividono le caratteristiche fondamentali che rendono l'acciaio inossidabile di tipo 304 il più utilizzato al mondo:

• Base di composizione: principalmente ferro (Fe), cromo (~18%) per la resistenza alla corrosione, nichel (~8%) per la struttura austenitica e la formabilità.

• Eccellente resistenza alla corrosione: forte resistenza a un'ampia gamma di ambienti atmosferici, molti prodotti chimici organici e inorganici e mezzi di trasformazione alimentare. Resiste all'ossidazione fino a ~870°C (1600°F).

• Buona formabilità e fabbricazione: facilmente saldabile (con considerazioni, vedere sotto), formato, trafilato e lavorato rispetto a molte altre leghe.

• Non magnetico (tipicamente): la struttura austenitica è generalmente non magnetica allo stato ricotto. Un leggero magnetismo può verificarsi dopo la lavorazione a freddo.

• Igienico ed estetico: facile da pulire, facilmente lucidabile, che li rende ideali per alimenti e bevande, prodotti farmaceutici, architettura e beni di consumo.

La differenza critica: contenuto di carbonio

Il fattore chiave di differenziazione risiede nei loro livelli di carbonio (C):

1. 304 (Standard): carbonio max ~0,08%. Il grado di base, per uso generale.

2. 304L (Basso tenore di carbonio): carbonio max ~0,030%. Progettato per una saldabilità superiore e per resistere alla "sensibilizzazione".

3. 304H (Alto tenore di carbonio): carbonio min ~0,04% e max ~0,10%, con controlli più rigorosi. Progettato per una maggiore resistenza alle alte temperature.

Caratteristiche grado per grado

1. Striscia di acciaio inossidabile 304 (UNS S30400)

• Il cavallo di battaglia: il grado standard, più comunemente specificato.

• Carbonio: ≤ 0,08%.

• Punti di forza: eccellente resistenza alla corrosione a tutto tondo, buona formabilità e saldabilità per applicazioni generali, facilmente disponibile, conveniente.

• Saldabilità: buona, ma suscettibile alla sensibilizzazione nella zona interessata dal calore (HAZ) attorno alle saldature se raffreddata lentamente attraverso 425-815°C (800-1500°F). Ciò consente la formazione di carburi di cromo ai bordi dei grani, impoverendo il cromo localmente e riducendo la resistenza alla corrosione.

• Ideale per: applicazioni di resistenza alla corrosione generale che non coinvolgono saldature pesanti o temperature elevate sostenute estreme. Esempi: serbatoi, contenitori, attrezzature da cucina, finiture architettoniche, elementi di fissaggio, ferramenta generale, finiture automobilistiche.

2. Striscia di acciaio inossidabile 304L (UNS S30403)

• Lo specialista della saldatura: "L" sta per "Basso tenore di carbonio".

• Carbonio: ≤ 0,030% (significativamente inferiore rispetto allo standard 304).

• Punti di forza: resistenza superiore alla sensibilizzazione durante la saldatura grazie al carbonio minimo disponibile per formare carburi di cromo. Eccellente resistenza alla corrosione nelle strutture saldate, in particolare in ambienti soggetti a corrosione intergranulare. Mantiene una buona formabilità.

• Compromesso: resistenza allo snervamento e alla trazione leggermente inferiori a temperatura ambiente rispetto allo standard 304 (a causa del minor tenore di carbonio). Questa differenza diminuisce a temperature elevate.

• Ideale per: applicazioni che richiedono saldature estese in cui il trattamento termico post-saldatura non è fattibile o desiderato. Ideale per: apparecchiature per la lavorazione chimica (serbatoi, tubazioni), apparecchiature farmaceutiche/biotecnologiche, scambiatori di calore (gusci/tubi in determinati servizi), componenti architettonici saldati esposti ad atmosfere corrosive, apparecchiature per la lavorazione degli alimenti con giunti saldati.

3. Striscia di acciaio inossidabile 304H (UNS S30409)

• Il performer ad alta temperatura: "H" sta per "Alta temperatura".

• Carbonio: 0,04% - 0,10% (il carbonio minimo è specificato e controllato, a differenza dello standard 304).

• Punti di forza: resistenza significativamente maggiore alle alte temperature, in particolare resistenza allo scorrimento e resistenza alla rottura per sollecitazione rispetto a 304/304L. Ciò è dovuto al contenuto di carbonio più elevato controllato e spesso a controlli chimici complessivi più rigorosi. Conforme ai requisiti del codice ASME Boiler and Pressure Vessel per il servizio ad alta temperatura.

• Compromessi: più suscettibile alla sensibilizzazione rispetto a 304L (simile allo standard 304) a causa del carbonio più elevato. Richiede la ricottura di soluzione dopo la saldatura per applicazioni di corrosione critiche. Leggermente meno formabile di 304L.

• Ideale per: applicazioni che coinvolgono l'esposizione prolungata ad alte temperature (tipicamente superiori a ~525°C / 1000°F). Essenziale per: tubi di caldaia, tubi surriscaldatori, tubi e gusci di scambiatori di calore in servizio ad alta temperatura, recipienti a pressione che operano a temperature elevate, parti di forni, componenti di bruciatori, condotti di gas di scarico.

 Tabelle di confronto

Tabella 1: Principali differenze di composizione chimica (intervalli tipici - ASTM A240/A480)

Tabella 2: Principali proprietà meccaniche e prestazionali (condizione ricotta - tipica)

Scegliere il grado giusto: focus sull'applicazione

• Dare la priorità alla saldabilità e alla corrosione nelle saldature? Scegliere 304L. Essenziale per fabbricazioni pesantemente saldate esposte ad ambienti corrosivi senza trattamento termico post-saldatura.

• Scopo generale, saldatura non estrema, conveniente? Scegliere 304. La scelta standard per una vasta gamma di applicazioni senza calore elevato sostenuto o esigenze di saldatura critiche.

• Dare la priorità alla resistenza alle alte temperature (>525°C / 1000°F)? Scegliere 304H. Obbligatorio per la conformità al codice ASME per recipienti a pressione e le prestazioni in applicazioni ad alto calore come caldaie e surriscaldatori. La ricottura post-saldatura è spesso richiesta per la resistenza alla corrosione.