스테인레스 스틸 등급 304H 란 무엇입니까? 고온-온도 특성 및 용도

SS304H 재질이란 무엇입니까?

304H 등급 스테인리스강(UNS S30409, EN 1.4948 / X6CrNi18-10)은 널리 사용되는 304 오스테나이트 스테인리스강 계열의 고-탄소 변형입니다. 탄소 함량은 0.04% ~ 0.10% 범위 내에서 특별히 제어됩니다(최대 탄소 제한이 0.08%인 표준 304와 대조). 이는 표준 304가 부드러워지고 304L이 구조적 완전성을 상실하는 고온 환경에서 재료의 크리프{14}}파단 강도를 향상시키도록 설계되었습니다.

 

고온 응용 분야에서 304H의 "H"가 왜 중요한가요?-

"H"는 "하이 카본(High Carbon)"을 의미합니다. 탄소 함량이 높을수록 다음 온도를 초과하는 온도에서 더 큰 인장 강도와 항복 강도를 제공합니다.
525도(975도 F). 극심한 열에서 구조적 무결성을 잃는 304L과 달리 304H는 기계적 특성과 크리프 저항성을 유지합니다.

 

304H 등급 스텐레스강 등가물

표준/지역	지정	참고 사항
UNS	S30409	304H의 범용 식별자
KO	1.4948 / X6CrNi18-10	EN 10088-1 및 EN 10028-7에 따라. 1.4307 아님(1.4307=X2CrNi18-9=304L)
JIS	SUS304H	JIS G 4303(바), JIS G 4304(플레이트), JIS G 3459(파이프)에 따름
GB	0Cr18Ni9H	레거시 지정; 오래된 조달 문서에서 여전히 발견됨
GB	07Cr19Ni10	GB/T 20878-2007 및 GB/T 1220-2007 기준
고스트	08X18H10	GOST 5632-2014에 따라

 

304 대. 304L 대. 304H:화학 성분

요소	304H(UNS S30409)	304 (UNS S30400)	304L(UNS S30403)
탄소(C)	0.04–0.10	0.08 이하	0.03 이하
크롬(Cr)	18.0–20.0	18.0–20.0	18.0–20.0
니켈(Ni)	8.0–10.5	8.0–10.5	8.0–12.0
망간(Mn)	2.00 이하	2.00 이하	2.00 이하
실리콘(Si)	0.75 이하(a)	0.75 이하	0.75 이하
인(P)	0.045 이하	0.045 이하	0.045 이하
유황(S)	0.030 이하	0.030 이하	0.030 이하

304 대. 304L 대. 304H: 실온에서의 기계적 특성

재산	304H (S30409)	304 (S30400)	304L (S30403)	테스트 방법
인장강도(최소)	515MPa	515MPa	485MPa	ASTM A370 / ISO 6892-1
항복 강도 0.2% 오프셋(최소)	205MPa	205MPa	170MPa	ASTM A370 / ISO 6892-1
50mm 단위의 신장(최소)	40%	40%	40%	ASTM A370
경도(최대)	201 HBW / 92 HRB	201 HBW / 92 HRB	201 HBW / 92 HRB	ASTM E18 / ISO 6506
탄성률(일반)	193GPa	193GPa	193GPa	-

 

304 대. 304H: 크리프 강도의 장점

표준 304와 비교하여 304H의 주요 장점은 540~870도 온도 범위 내에서 크리프{2}}파단 강도에 있습니다. 고온에서 일정한 응력 하에서 시간이 지남에 따라 발생하는 소성 변형으로 정의되는 크리프는 고온-압력 장비의 주요 고장 메커니즘입니다. ASME BPVC의 섹션 II, 파트 D의 표 1A에 있는 허용 응력 강도 값에 따르면, 304H의 허용 응력은 600도 온도와 100,000시간의 설계 수명에서 304보다 약 15%~25% 더 높습니다. 이는 주어진 설계 압력에 대해 벽 두께를 줄이거나(따라서 재료 비용 절감) 서비스 수명을 연장할 수 있음을 의미합니다.

 

 

304H 스테인레스 스틸: 산화 저항

304H 스테인리스 강판에는 18%~20%의 크롬 함량이 포함되어 있어 노출된 표면에 지속적이고 잘 접착된{3}}산화 크롬(Cr2O₃) 스케일이 형성될 수 있습니다. 최대 약 870도 온도의 산화 대기에서 이 산화물 층은 열역학적으로 안정적이며 자가 치유 능력을 갖고 있습니다.- 주기적인 작동 조건(가열 및 냉각 반복)에서 이 산화물 층은 산화물 층과 모재 금속 사이의 열팽창 불일치로 인해 스케일 박리가 발생하지 않는 한 계속해서 보호 기능을 제공합니다.

서비스 온도	권장등급	이론적 해석
540도 이하	304 또는 304L	304H는 크리프 이점을 제공하지 않습니다. PWHT 없이 용접하는 경우 304L 선호
540~815도	304H(최적 범위)	최대 크리프 강도 이점; 내산화성이 충분히 적당함
815~870도	304H(주의사항에 따라 허용됨)	Creep strength remains adequate; oxidation rate increases; monitor for sigma phase embrittlement after >1,000 h
870~980도	309S (UNS S30908)	향상된 내산화성을 위한 더 높은 Cr(22-24%)
980~1,150도	310S(UNS S31008) 또는 Incoloy 800H/HT	최대 산화 및 침탄 저항성; 304H가 부족함

 

304H 스테인레스 강판의 용접 성능

304H 등급 스테인리스 강판은 표준 공정(예: TIG, MIG, MMA)을 사용하여 상당히{1}}~-좋은 융합 용접 성능을 제공하지만, 탄소 함량이 높기 때문에(0.04~0.10%) 304L과 같은 저탄소 변종에 비해 열 영향 영역에서 탄화물 석출 및 감광이 -증가합니다.-

용접 절차 권장 사항

프로세스: 루트 패스 및 얇은 섹션(6mm 이하)에 선호되는 GTAW(TIG); 두꺼운 부분의 채우기 및 캡 통과를 위한 GMAW(MIG) 또는 SMAW(스틱).
열 입력: 1.0–2.5 kJ/mm를 유지합니다. 과도한 열 입력은 열-영향부(HAZ)에서 입자 성장을 촉진하여 주변 및 고온-온도 인성을 모두 감소시킵니다.
패스간 온도: 민감화 범위에서 탄화물 석출 시간을 최소화하기 위해 최대 150도.
예열: 25mm 이하의 단면에는 필요하지 않습니다. 더 두꺼운 단면의 경우 구속 응력을 줄이기 위해 50~100도로 예열합니다.
Post-weld heat treatment (PWHT): Solution anneal at 1,040–1,120°C followed by water quench or rapid air cool. Recommended for sections >12mm 또는 최대 크리프 특성이 필요한 경우. 중요하지 않은 용도의 얇은 단면의 경우- ER308H 필러를 사용하고 패스간 온도를 제어한 경우-용접 상태가 허용됩니다.
보호 가스(GTAW/GMAW): 용접 풀 유동성 개선을 위한 순수 아르곤(99.995%) 또는 아르곤 + 2–5% 수소. 질소 첨가(3% 이하)는 용접 금속 강도를 증가시킬 수 있습니다.

 

304H 스테인레스 스틸의 응용

304H는 고온 저항성, 내식성 및 고강도를 제공하는 재료가 필요한 산업에서 널리 사용됩니다.{1}} 특정 응용 분야는 다음과 같습니다.
석유화학 산업: 배관 시스템 및 열 교환기.
발전 산업: 보일러의 과열기 및 재열기 튜브.
화학 처리: 압력 용기 및 응축기.
산업용 용광로: 용광로 부품 및 배기 시스템.

 

 

제품 형태 및 적용 표준

304H는 모든 일반적인 스테인레스 스틸 제품 형태에서 생산됩니다. 조달 사양을 작성할 때 제품 양식에 대한 올바른 ASTM/ASME 표준을 참조하십시오.

제품 형태	ASTM 표준	ASME 동등	일반적인 두께/직경 범위
플레이트, 시트, 스트립	A240 / A240M	SA-240	0.3~200mm
원활한 파이프	A312 / A312M TP304H	SA-312	NPS 1/8 – 30(DN 6–750)
원활한 튜브	A213 / A213M TP304H	SA-213	외경 6~127mm
용접 튜브	A249 / A249M TP304H	SA-249	외경 6~127mm
바, 막대, 모양	A276 / A276M	SA-276	6~600mm(바)
단조품	A182 / A182M F304H	SA-182	단조 설계에 따라

FAQ

304H 스테인리스강의 최대 사용 온도는 얼마입니까?
답변: 304H는 간헐적인 사용(최대 870도/1600도) 동안 탁월한 내산화성을 나타내며 연속 사용 시 최대 925도(1700도)의 온도를 견딜 수 있습니다.
그러나 응력과 관련된 구조적 적용에 가장 효과적인 작동 온도 범위는 500도에서 800도 사이입니다.

 

304H는 열에 장기간 노출되면 부서지기 쉽나요?
답변: 304H는 고온 환경용으로 설계되었지만-425도~815도 범위 내에서 장기간 노출되면 탄화물 석출(민감화)이 발생하여 수성 매질의 내식성에 영향을 미칠 수 있습니다.

 

304H의 권장 입자 크기는 얼마입니까?
답변: 고온-크리프 성능을 최대화하기 위해 ASTM A213 및 A312 표준은 일반적으로 304H에 대해 ASTM No. 7 또는 더 거친(즉, 더 큰 입자 크기) 입자 크기를 요구합니다. 입자 크기가 클수록 크리프가 발생할 수 있는 입자 경계의 수가 줄어듭니다.

 

304H는 해양 또는 해양 환경에 적합합니까?
답변: 304H는 우수한 내식성을 제공하지만(304와 비교) 염화물이 함유된 해양 환경에 대한 최적의 선택은 아닙니다.{2}} 이러한 환경에서는 공식 부식에 대한 효과적인 저항을 제공하는 몰리브덴 함량이 높기 때문에 이중 강철 2205 또는 등급 316/316H가 권장됩니다.