309S vs 310S nehrđajući čelik: sastav, svojstva i poređenje primjene

Uvod

309S i 310S su nerđajući čelici sa visokim-hromom i visokim-niklom austenitnim čelikom dizajnirani za rad-otporan na toplotu u oksidirajućim atmosferama. Oni dijele istu metaluršku familiju i karakteristike proizvodnje, ali veći sadržaj hroma i nikla u 310S pomjera njegov korisni temperaturni raspon znatno iznad onog kod 309S. Ispravan odabir ovisi o maksimalnoj kontinuiranoj radnoj temperaturi, termičkom ciklusu, sastavu atmosfere i ciljevima troškova.

Poređenje hemijskog sastava (tež.%)

Element	309S (UNS S30908)	310S (UNS S31008)
Karbon, max	0.08	0.08
Silicijum, max	1.00	1.50
Mangan, max	2.00	2.00
Fosfor, max	0.045	0.045
Sumpor, max	0.030	0.030
Chromium	22.00 - 24.00	24.00 - 26.00
Nikl	12.00 - 15.00	19.00 - 22.00

Ekvivalentne oznake: 309S - JIS SUS309S, EN 1.4828 (X15CrNiSi20-12), UNS S30908; 310S - JIS SUS310S, EN 1.4845 (X8CrNi25-21), UNS S31008.

Mehanička svojstva (žareno, minimalne vrijednosti prema ASTM A240)

Nekretnina	309S	310S
Vlačna čvrstoća, MPa	515	515
Granica tečenja (0,2%), MPa	205	205
Izduženje u 2 in, %	40	40
Tvrdoća, HBW max	217	217

Visoke{0}}performanse

Otpornost na oksidaciju

Oba tipa štite se skalom od krom oksida (Cr2O3). Veći sadržaj hroma u 310S proizvodi stabilniju, sporiju{4}}rastuću skalu, produžavajući kontinuirani rad u zraku do oko 1050 stepeni, sa kratkoročnim-izlaganjem na oko 1100 stepeni . 309S je normalno ograničeno na kontinuirani rad oko 980-1000 stepeni, sa kratkim odmakom od oko 110 stepeni. Iznad ovih granica, raspadanje kamenca i unutrašnja oksidacija brzo se ubrzavaju.

Puzanje i stres rupture

Na povišenoj temperaturi, dizajnom upravljaju svojstva puzanja i naprezanja{0}}razbijanja. Veći sadržaj nikla u 310S pruža mjerljivo bolju otpornost na puzanje, tako da na 1000 stepeni i više, 310S izdržava veća projektna naprezanja i duži vijek trajanja lomljenja od 309S. Za lagano opterećene komponente kao što su obloge peći, razlika možda nije bitna; za članove pod pritiskom ili{7}}noseće to je odlučujuće.

Fabrication

Obje vrste su austenitne i zavarene su sa preko-legiranim dodatnim metalima, tipično AWS ER309 za 309S i ER310 za 310S, kako bi se izbjeglo pucanje od vrućine i da bi se poklapala ili premašila svojstva osnovnog{5}}metala. Ni jedno ni drugo ne zahtijeva prethodno zagrijavanje. Budući da su oba tipa sklona krhkosti u sigma{8}} fazi nakon dužeg izlaganja u rasponu od otprilike 650-900 stepeni, komponente koje će pod opterećenjem biti dovedene do sobne temperature treba da budu dizajnirane s pažnjom na udarnu žilavost.

Tipične primjene

309S: industrijske obloge peći i radijacijske cijevi, korpe i posude za termičku{1}}opremu, komore za sagorijevanje kotlova, zavarivanje prelaznih slojeva između ugljičnog čelika i austenitnog nehrđajućeg čelika. 310S: spalionica otpada-incinerator visoko-etilne keramičke cijevi za isparavanje, furnir etil-cermičke sekcije, komponente peći, visokotemperaturni dimnjaci i kanali, te komponente izduvnih gasova iz svemira.

Smjernice za odabir

Ako je kontinuirana radna temperatura na ili ispod oko 1000 stepeni i komponenta nije jako opterećena, 309S obično pruža jeftinije-rješenje sa sličnim ponašanjem kao 310S. Ako temperatura prelazi 1000 stepeni, ili komponenta nosi trajno opterećenje na visokoj temperaturi, ili je atmosfera agresivnija, potreban je 310S uprkos višoj ceni, što odražava veći sadržaj nikla.

FAQ

P1: Kada treba izabrati 309S umjesto 310S?Kada kontinuirana usluga ostaje na ili ispod oko 1000 stepeni i cijena je prioritet; 309S nudi slično oksidaciono ponašanje u tom opsegu sa manje nikla.

P2: Može li se 310S koristiti na 1300 stepeni?Samo za vrlo kratke ekskurzije u lakim-primjenama, i uz provjeru gubitka skale i izobličenja nakon svakog ciklusa. Kontinuirani servis na 1300 stepeni je izvan praktičnih mogućnosti 310S.

P3: Koji razred ima bolju snagu puzanja?310S. Na temperaturama iznad oko 950 stepeni, njegov veći sadržaj nikla daje veću otpornost na pucanje-puzanja i duži vijek trajanja pod opterećenjem od 309S.

P4: Kako je trošak balansiran sa performansama?Ako je operativni prozor 900-1000 stepeni sa ograničenim budžetom, poželjniji je 309S; iznad 1000 stepeni ili za dug projektni vek pod opterećenjem, 310S treba izabrati uprkos višoj ceni.

P5: Koje mjere opreza se primjenjuju u atmosferama visoke-ugljikotvorene temperature?Obje vrste su otporne na naugljičenje bolje od 304, ali dugo izlaganje vrućim plinovima za naugljičenje može uzrokovati površinsko naugljičenje i krhkost; izbjegavajte lokalno pregrijavanje i povremeno provjeravajte površinsko prikupljanje ugljika.

P6: Da li su 309S i 310S pogodni za servisiranje hlorida?Ne. Oni su otporni na toplinu-, nisu otporni na koroziju{2}}; u mokrom hloridnom servisu, potrebni su modeli nosivosti molibdena- kao što su 316L ili više legure.