Co to jest stal nierdzewna 309S? Skład, właściwości i-stosowanie w wysokich temperaturach

Co to jest stal nierdzewna 309S?

309S to austenityczna stal nierdzewna o wysokiej zawartości chromu wynoszącej 22,0-24,0% i zawartości niklu wynoszącej 12,0-15,0%, znormalizowana jako UNS S30908 zgodnie z ASTM A240 (płyta, arkusz i taśma). Wysoka zawartość chromu zapewnia mu znacznie lepszą odporność na utlenianie w podwyższonej temperaturze niż gatunki 18-8, podczas gdy nikiel utrzymuje strukturę austenityczną, dzięki czemu materiał pozostaje wytrzymały, odkształcalny i spawalny. Sufiks S oznacza niskoemisyjny gatunek (maksymalnie 0,08%), modyfikację pierwotnego gatunku 309, która minimalizuje wytrącanie węglików i poprawia spawalność. 309S zajmuje środek rodziny austenitów wysokotemperaturowych: jest bardziej odporny na ciepło niż 304, ale zawiera mniej chromu i niklu niż 310S (UNS S31008, 24-26% Cr, 19-22% Ni).

Skład chemiczny i właściwości mechaniczne

Skład chemiczny zgodnie z ASTM A240 (procent wagowy)

Element	309S (UNS S30908)
Węgiel (C)	Mniejsza lub równa 0,08
Mangan (Mn)	Mniejsza lub równa 2,00
Fosfor (P)	Mniejsza lub równa 0,045
Siarka (S)	Mniejsza lub równa 0,030
Krzem (Si)	Mniejsza lub równa 0,75
Chrom (Cr)	22.0 - 24.0
Nikiel (Ni)	12.0 - 15.0

Właściwości mechaniczne w stanie wyżarzonym

Nieruchomość	Wartość
Wytrzymałość na rozciąganie, min (MPa)	515
Granica plastyczności 0,2%, min (MPa)	205
Wydłużenie, min (%)	40

Zachowanie i zastosowania w podwyższonej-temperaturze

Powodem wyboru 309S jest temperatura. W procesie utleniania ciągłego 22-24% chromu tworzy stabilną, przylegającą zgorzelinę tlenkową, która chroni metal w temperaturach, w których 304 (18% Cr) ulega szybkiemu zgonieniu i utracie przekroju.. 309S jest zatem używany do części pieców, rur promiennikowych, elementów palników,- elementów wewnętrznych wymienników ciepła, skrzyń do wyżarzania, mebli pieców i podobnych zastosowań w przemyśle petrochemicznym, energetycznym i-obróbce cieplnej roślina. Wersja S o niskiej zawartości węgla- jest odporna na uczulenie lepiej niż standardowy 309, co ma znaczenie w przypadku-spawanych konstrukcji serwisowych. W przypadku najcięższych prac-wysokotemperaturowych, zwłaszcza cyklicznego ogrzewania i chłodzenia, - 310S (UNS S31008) jest zwykle eskalacją ze względu na wyższą zawartość chromu i niklu oraz lepszą przyczepność kamienia.

309 kontra 309S

Różnica polega na węglu. Norma 309 (UNS S30900) dopuszcza zawartość węgla do 0,20%, co zwiększa wytrzymałość na gorąco, ale sprawia, że ​​gatunek jest podatny na wytrącanie węglika chromu podczas spawania, a w zakresie pracy 400-850 stopni. 309S ogranicza węgiel do maksymalnie 0,08%, co minimalizuje wytrącanie węglika i znacznie poprawia spawalność i odporność na korozję międzykrystaliczną w spawanych zespołach. W przypadku większości produkowanego-sprzętu do serwisowania na gorąco preferowany jest 309S; 309 jest obecnie rzadko określany, z wyjątkiem przypadków, gdy wymagana jest maksymalna wytrzymałość w wysokiej temperaturze i nie jest wymagane spawanie.

Odporność na korozję, magnetyzm i ograniczenia

W temperaturze pokojowej 309S zapewnia również dobrą ogólną odporność na korozję ze względu na wysoką zawartość chromu i jest odporny na wiele mediów utleniających. Należy zrozumieć jego ograniczenia: podobnie jak wszystkie gatunki z rodziny 18-8 i 25-12 niezawierające molibdenu, ma on ograniczoną odporność na wżery chlorkowe i nie nadaje się do pracy z wodą morską ani silnym chlorkiem. - do tych zastosowań właściwym wyborem jest gatunek zawierający molibden-, taki jak 316L lub gatunek duplex. W przypadku pracy w wysokiej-temperaturze 309S jest w wielu przypadkach dość dobrze odporny na atmosferę-zawierającą siarkę, należy jednak unikać atmosfer nawęglanych, ponieważ węgliki chromu mogą tworzyć i powodować degradację stopu. Czy 309S jest magnetyczny? Nie. Jest austenityczny i zasadniczo niemagnetyczny w stanie wyżarzonym; podobnie jak inne gatunki austenitu, po obróbce na zimno może rozwinąć się lekki magnetyzm, ponieważ odkształcenie może przekształcić część konstrukcji. Jest to normalne i nie oznacza problemu z jakością. Jeśli istnieją wymagania dotyczące wyłącznie właściwości niemagnetycznych, element należy sprawdzić w stanie wyżarzonym oraz za pomocą badania przenikalności magnetycznej.

Często zadawane pytania

Jaka jest różnica między 309 a 309S?

Zawartość węgla. 309 dopuszcza do 0,20% węgla; 309S ogranicza go do 0,08%. 309S ma lepszą spawalność i odporność na wytrącanie węglików i jest obecnie powszechnie zalecaną wersją.

Jaka jest maksymalna temperatura pracy 309S?

309S stosuje się w ciągłym utlenianiu w temperaturach, w których nie można zastosować 304; w praktyce jest on regularnie stosowany w temperaturze około 1000 stopni w atmosferach utleniających, przy czym dokładny limit zależy od obciążenia, atmosfery i przepisów projektowych. Do najcięższych obciążeń cyklicznych zaleca się 310S.

Czy 309S można spawać?

Tak. Spawany jest wypełniaczem austenitycznym typu 309 lub 310, metodą TIG, MIG lub MMA. Podgrzewanie wstępne nie jest wymagane; niska zawartość węgla w 309S sprawia, że ​​strefa-narażona na ciepło spoiny jest wolna od znacznych wydzieleń węglika.

Czy 309S nadaje się do wody morskiej?

Nie. Bez molibdenu, 309S ma ograniczoną odporność na wżery chlorkowe i nie nadaje się do pracy w wodzie morskiej ani w środowisku obciążonym-chlorkami. W takich środowiskach należy używać gatunku 316L lub gatunku duplex.

Czy 309S to to samo co 310S?

Nr. 310S (UNS S31008) zawiera więcej chromu (24-26%) i niklu (19-22%), co zapewnia lepszą odporność na utlenianie i przyleganie zgorzelin w najwyższych temperaturach pracy.. 309S to niskostopowy i tańszy członek tej pary.

Jakie są odpowiedniki 309S?

309S odpowiada UNS S30908 zgodnie z ASTM A240; odpowiednik EN 10088 to 1,4833, a japońskie oznaczenie to SUS309S zgodnie z JIS G4304/G4305.