
SUS304是日本工业标准(JIS)中的一种奥氏体不锈钢,对应美国ASTM标准的304不锈钢(UNS S30400)和中国国标的06Cr19Ni10。作为不锈钢家族中应用最广泛的材料之一,SUS304以优异的耐腐蚀性、加工性能和性价比著称,广泛应用于建筑、食品加工、医疗器械、化工设备等领域。其名称中“SUS”代表“Steel Use Stainless”,数字“3”表示奥氏体不锈钢类别,而“04”为顺序编号。
2. 化学成分
SUS304的化学成分以低碳、高铬镍为核心,具体范围如下
: 碳(C):≤0.08%
· 铬(Cr):17.00-19.00%
· 镍(Ni):8.00-10.50%
· 锰(Mn):≤2.00%
· 硅(Si):≤1.00%
· 磷(P):≤0.045%
· 硫(S):≤0.030%。
关键元素作用:
· 铬:形成致密氧化铬(Cr₂O₃)保护膜,抵抗氧化和腐蚀。
· 镍:稳定奥氏体结构,提升低温韧性及耐酸碱性。
· 低碳设计:减少晶间腐蚀倾向,优化焊接性能。
3. 物理性能
· 密度:7.93 g/cm³
· 熔点:1398-1454°C
· 热导率:16.3 W/(m·K)(100°C时)
· 热膨胀系数:17.2×10⁻⁶/°C(0-100°C)
· 电阻率:0.73×10⁻⁶Ω·m(20°C)
· 磁性:无磁性(退火态),冷加工后可能产生弱磁性。
4. 机械性能
SUS304在退火状态下具有以下典型机械性能
:
· 抗拉强度(σb):520-1035 MPa
· 屈服强度(σ0.2):≥205 MPa
· 伸长率(δ5):≥40%
· 硬度:≤187 HB(布氏硬度)
· 冲击韧性:优异的低温韧性(-196°C仍保持良好延展性)。
加工硬化特性:冷加工可显著提升强度(如冷轧后硬度可达HRB 92)。
5. 耐腐蚀性能
SUS304在多数环境中表现出色,但需注意以下特点
:
1. 常规环境:
· 耐大气、淡水、蒸汽及弱酸(如硝酸、醋酸)腐蚀。
· 在65%沸腾硝酸中仍保持稳定。
2. 局限性:
· 氯离子敏感:在含Cl⁻环境(如海水、盐雾)中易发生点蚀或应力腐蚀开裂,需选用含钼的316系列替代。
· 晶间腐蚀风险:长期暴露于450-850°C时,碳化铬析出导致贫铬区,需通过固溶处理或添加钛/铌解决。
6. 热处理工艺
1. 固溶处理:
· 温度:1050-1100°C,快速冷却(水淬)以溶解碳化物,恢复耐蚀性。
· 效果:消除冷加工应力,细化晶粒,提升延展性。
2. 退火处理:
· 低温退火:300-350°C,消除残余应力,减少变形风险。
7. 加工特性
1. 焊接性:
· 适用TIG、MIG、电弧焊,焊后无需热处理,但需控制热输入以避免晶间腐蚀。
2. 冷加工:
· 适合冲压、拉伸、弯曲,加工硬化率较高,需分步成型。
3. 切削加工:
· 硬度适中,但韧性高易粘刀,建议使用硬质合金刀具并添加冷却液。
8. 应用领域
SUS304凭借综合性能,在以下领域占据主导地位
:
1. 建筑与装饰:
· 幕墙、扶手、电梯饰板,兼顾美观与耐候性。
2. 食品与医疗:
· 食品加工设备、手术器械、储罐,符合卫生标准(FDA认证)。
3. 化工与能源:
· 管道、换热器、反应釜(非强腐蚀介质环境)。
4. 家电与日用品:
· 厨房水槽、餐具、洗衣机内筒,耐用且易清洁。
5. 交通运输:
· 船舶配件、汽车排气管(需表面处理防盐雾腐蚀)。
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