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材料·7 分钟阅读·

SS 304 (1.4301): 化学成分与机械性能

快速答案

Quick Answer

SS 304(EN 1.4301)是产量最大的奥氏体不锈钢牌号,因其标称含量18%铬和8%镍而通常被称为18-8。它在大气和温和化学环境中具有良好的耐腐蚀性、优异的成形性和通过ASTM A240、ASME SA-240和EN 10088的广泛可用性。

概述

304牌号约占全球不锈钢产量的50%。良好的耐腐蚀性、优异的可加工性、可焊性和具竞争力的成本组合使其成为各行业的默认选择——从厨房设备和建筑防护到在无氯环境中运行的储存罐和热交换器。

欧洲等效牌号是根据EN 10088的1.4301。在ASME压力容器应用中,该材料被指定为SA-240 Type 304。非正式的"18-8"标签反映了标称成分,但不应在MTC或采购订单中使用,在这些情况下需要特定的牌号指定。


化学成分——SS 304 / 1.4301

元素ASTM A240 Type 304EN 1.4301
Carbon (C)≤ 0.08≤ 0.07
Manganese (Mn)≤ 2.00≤ 2.00
Silicon (Si)≤ 0.75≤ 1.00
Phosphorus (P)≤ 0.045≤ 0.045
Sulfur (S)≤ 0.030≤ 0.015
Chromium (Cr)18.0 – 20.017.5 – 19.5
Nickel (Ni)8.0 – 10.58.0 – 10.5
Nitrogen (N)≤ 0.10≤ 0.11

注意没有钼元素——这是与316/316L的关键成分差异。304中较高的铬范围(18–20%)与316(16–18%)相比部分补偿,但无法复制钼提供的抗点蚀性能。


机械性能——SS 304(退火板)

根据ASTM A240对退火平轧产品的最小值:

性能ASTM A240 Type 304EN 1.4301 (+A)
Ultimate Tensile Strength (UTS)515 MPa (75 ksi)500 – 700 MPa
0.2 % Proof Strength (YS)205 MPa (30 ksi)210 MPa
Elongation in 50 mm40 %45 %
Hardness (max)217 HBW / 95 HRB215 HBW

物理性能

性能典型值
密度7.93 g/cm³
热导率(20 °C)16.2 W/(m·K)
热膨胀系数(20–100 °C)17.2 × 10⁻⁶ /°C
弹性模量193 GPa
磁导率(退火)≤ 1.02

标准覆盖范围

标准产品形式指定
ASTM A240板材、薄板、带材Type 304
ASTM A276棒材和型材Type 304
ASTM A312无缝和焊接管TP304
ASTM A182锻件和接头F304
ASME SA-240压力容器板Type 304
EN 10088-2平板产品1.4301
EN 10088-3长产品1.4301
JIS G4304热轧板SUS304

应用

304牌号的多功能性意味着它几乎出现在每个行业:

  • 食品和饮料 — 酿造容器、乳制品管道、食品准备设备;易于清洁且耐有机酸。
  • 建筑和结构 — 在内陆或低盐度环境中的扶手、外墙和屋顶。
  • 厨房设备 — 水槽、台面、餐饮设备。
  • 化学储存 — 用于稀酸、碱和溶剂的储罐,其中氯化物浓度很低。
  • 热交换器 — 处理无氯工艺流的壳管式机组。
  • 低温容器 — 液氮和液氧储存(在低温下保持韧性)。

避免使用304,其中: 氯化物浓度超过几百ppm,尤其是在高温下。点蚀和应力腐蚀开裂成为重大风险;316、316L或双相钢牌号更合适。


耐腐蚀性

环境304性能建议
淡水/大气优异适用
稀有机酸良好适用
稀硫酸(冷)中等检查浓度限制
海水/海洋喷雾较差(点蚀风险)使用316L或双相钢
氯化物溶液(热)较差(应力腐蚀开裂风险)使用双相钢
氧化酸(硝酸)优异首选牌号

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常见问题

为什么304被称为18-8不锈钢?

"18-8"标签来自标称成分:大约18%铬和8%镍。虽然方便,但不精确——根据ASTM A240,实际范围是18–20% Cr和8–10.5% Ni。某些18-8参考资料也可能包括302和305,它们具有类似的标称成分。在正式文件中始终使用具体的牌号指定(Type 304、1.4301)。

SS 304的最高使用温度是多少?

SS 304在非敏化临界应用中可连续使用至870 °C(1600 °F)。对于在425–860 °C范围内在腐蚀性环境中的循环使用,使用304L以降低敏化风险。超过870 °C,考虑使用309、310或其他高温牌号。

SS 304是食品安全的吗?

是的。SS 304符合食品接触法规的材料要求,包括EU Regulation 10/2011、FDA要求和3-A Sanitary Standards。其光滑的表面光洁度和被动铬氧化层使其耐细菌粘附。对于需要更严格表面粗糙度(Ra ≤ 0.8 µm)的制药和生物技术应用,通常改为指定低硫316L。

MTC上304和304L之间有什么区别?

唯一的预期差异是碳含量:304允许≤0.08% C,而304L限制为≤0.030% C。许多钢厂生产双认证304/304L材料,同时满足两个限制。在MTC上,检查牌号指定、报告的碳值,并确认它在所订购牌号的适用限制内。