Stal nierdzewna 309S:-odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze i wysoka zawartość chromu-niklu

309S to austenityczna stal nierdzewna o wysokiej zawartości chromu-niklu (Cr=22%-24%, Ni=12%-15%). Zwiększając zawartość chromu-niklu, zwiększa-odporność na utlenianie w wysokich temperaturach i wytrzymałość-w wysokich temperaturach, a także może być używany-do długotrwałej pracy w temperaturze 900–1100 stopni. Jest to kluczowy materiał dla środowisk utleniania w średnich i wysokich temperaturach, przy niższym koszcie niż 310S o wyższej specyfikacji.

Podstawowe parametry

Skład chemiczny (% wag.): C mniejszy lub równy 0,08, Si mniejszy lub równy 1,00, Mn mniejszy lub równy 2,00, P mniejszy lub równy 0,045, S mniejszy lub równy 0,030, Cr=22.00-24.00, Ni=12.00-15.00, Fe=Reszta

Właściwości mechaniczne (wyżarzane): Wytrzymałość na rozciąganie większa lub równa 515 MPa, granica plastyczności większa lub równa 205 MPa, Wydłużenie większe lub równe 40%, Twardość Brinella mniejsza lub równa 217HB

Temperatura pracy: od 900 do 1100 stopni (praca ciągła), do 1200 stopni w przypadku pracy-krótkoterminowej

Gatunki równoważne: SUS309S (JIS), EN 1.4828 (EN), UNS S30908 (ASTM)

Zalety wydajności: 22%-24% chromu tworzy gęstą warstwę tlenku Cr₂O₃ o szybkości utleniania mniejszej lub równej 0,2 mm/rok w temperaturze 1100 stopni; doskonała wytrzymałość w wysokiej temperaturze, przy wydłużeniu wciąż sięgającym 30% przy 1000 stopniach; dobra spawalność, a dopasowany drut spawalniczy ER309L pozwala uniknąć pękania spoin.

Typowe zastosowania: Wykładziny pieców przemysłowych, narzędzia do obróbki cieplnej (kosze na materiały, palety), przenośniki taśmowe-wysokotemperaturowe, komory spalania kotłów, rdzenie elektrod spawalniczych (do spawania elementów-o wysokiej temperaturze).

Praktyczne pytania i odpowiedzi

P1: Dlaczego 309S nie nadaje się do środowisk o niskiej-temperaturze? A1: Wysoka zawartość chromu-niklu stabilizuje strukturę austenityczną, ale w niskich temperaturach (mniejszych lub równych -100 stopni) ciągliwość spada z powodu grubych ziaren, a udarność jest mniejsza lub równa 20J, co powoduje kruche pękanie. 304Do warunków pracy w niskich temperaturach należy wybrać stal L lub 316L.

P2: Jaka jest wydajność 309S w atmosferach redukujących? A2: Nadaje się tylko do atmosfer utleniających. W atmosferach redukujących, takich jak wodór i tlenek węgla, powierzchniowa warstwa tlenku ulegnie rozkładowi, co doprowadzi do nawęglenia lub odwęglenia oraz gwałtownego spadku wytrzymałości i odporności na korozję. Stopy na bazie niklu-(takie jak Inconel 600) są wymagane w środowiskach o wysokiej-obniżonej temperaturze.

P3: Jakie są trudności w obróbce na gorąco 309S? A3: Ma wysoką odporność na odkształcenia w wysokich temperaturach. Temperatura ogrzewania powinna być kontrolowana na poziomie 1150-1250 stopni, aby zapewnić pełną austenityzację; po obróbce wymagane jest powolne chłodzenie do temperatury poniżej 800 stopni, aby uniknąć wytrącania się fazy sigma i późniejszej kruchości; W przypadku grubych blach po obróbce zaleca się wyżarzanie w temperaturze 1050 stopni.

P4: Jakie są różnice w kosztach i wydajności między modelami 309S i 310S? A4: 310S ma wyższą zawartość chromu-niklu (Cr=24%-26%, Ni=19%-22%) i lepszą odporność na utlenianie niż 309S w temperaturze 1200 stopni, ale jego koszt jest o 30% wyższy niż 309S. Wybierz 309S dla warunków pracy utleniania poniżej 1100 stopni i 310S dla warunków pracy powyżej 1100 stopni.

P5: Jak konserwować sprzęt 309S-wysokotemperaturowy? A5: Regularnie usuwaj powierzchniową zgorzelinę tlenkową (za pomocą szczotki drucianej lub piaskowania), aby uniknąć lokalnej korozji spowodowanej opadaniem grubej zgorzeliny tlenkowej; unikać szybkiego chłodzenia (takiego jak natryskiwanie zimną wodą), aby zapobiec pękaniu w wyniku szoku termicznego; co roku przeprowadzać próbę penetracji w celu sprawdzenia uszkodzeń spoin i obszarów koncentracji naprężeń.