309S rustfrit stål: høj-temperaturoxidationsmodstand med højt krom-nikkelindhold

309S er et austenitisk rustfrit stål med højt chrom-nikkel (Cr=22%-24%, Ni=12%-15%). Ved at øge indholdet af chrom-nikkel forbedrer det høj-temperaturoxidationsmodstand og høj-temperaturstyrke og kan bruges til lang-service ved 900-1100 grader. Det er et nøglemateriale til medium og høj temperatur oxidationsmiljøer, med lavere omkostninger end den højere spec. 310S.

Kerneparametre

Kemisk sammensætning (vægt%): C Mindre end eller lig med 0,08, Si Mindre end eller lig med 1,00, Mn Mindre end eller lig med 2,00, P Mindre end eller lig med 0,045, S Mindre end eller lig med 0,030, Cr=22.00-24.00, Ni=12.00-15.00, Feal{{7}

Mekaniske egenskaber (udglødet): Trækstyrke større end eller lig med 515 MPa, udbyttestyrke større end eller lig med 205 MPa, forlængelse større end eller lig med 40 %, Brinell hårdhed mindre end eller lig med 217HB

Servicetemperatur: 900 grader til 1100 grader (kontinuerlig service), op til 1200 grader for kort-service

Tilsvarende kvaliteter: SUS309S (JIS), EN 1.4828 (EN), UNS S30908 (ASTM)

Ydeevne fordele: 22 %-24 % chrom danner en tæt Cr₂O₃-oxidfilm med en oxidationshastighed på mindre end eller lig med 0,2 mm/år ved 1100 grader; fremragende sejhed ved høj temperatur, med forlængelse, der stadig når 30% ved 1000 grader; god svejsbarhed, og matchende ER309L svejsetråd kan undgå svejserevner.

Typiske applikationer: Industrielle ovnforinger, varmebehandlingsværktøj (materialekurve, paller), høj-temperaturtransportbånd, kedelforbrændingskamre, svejseelektrodekerner (til svejsning af høj-temperaturkomponenter).

Praktisk spørgsmål og svar

Q1: Hvorfor er 309S ikke egnet til miljøer med lav-temperatur? A1: Det høje indhold af chrom-nikkel stabiliserer den austenitiske struktur, men ved lave temperaturer (mindre end eller lig med -100 grader), falder sejheden på grund af grove korn, med stødsejhed Mindre end eller lig med 20J, hvilket gør, at sprøde brud er tilbøjelige til at vælges ved lave temperaturer for arbejdsbetingelser{{7}.

Q2: Hvad er ydeevnen af ​​309S til at reducere atmosfærer? A2: Det er kun egnet til oxiderende atmosfærer. Ved reducerende atmosfærer som brint og kulilte vil overfladeoxidfilmen nedbrydes, hvilket fører til karburering eller afkulning og et kraftigt fald i styrke og korrosionsbestandighed. Nikkel-baserede legeringer (såsom Inconel 600) er nødvendige til høje-temperaturreducerende miljøer.

Spørgsmål 3: Hvad er vanskelighederne ved varmbearbejdning af 309S? A3: Det har høj deformationsmodstand ved høje temperaturer. Opvarmningstemperaturen bør kontrolleres til 1150-1250 grader for at sikre fuld austenitisering; langsom afkøling til under 800 grader er påkrævet efter behandling for at undgå sigmafaseudfældning og efterfølgende skørhed; udglødning ved 1050 grader anbefales til tykke plader efter forarbejdning.

Q4: Hvad er pris- og ydeevneforskellene mellem 309S og 310S? A4: 310S har højere chrom-nikkelindhold (Cr=24%-26%, Ni=19%-22%), med bedre oxidationsmodstand end 309S ved 1200 grader, men prisen er 30% højere end 309S. Vælg 309S for oxidationsarbejdsforhold under 1100 grader og 310S for dem over 1100 grader.

Q5: Hvordan vedligeholder man 309S høj-udstyr med høj temperatur? A5: Fjern regelmæssigt overfladeoxidbelægninger (ved hjælp af en ståltrådsbørste eller sandblæsning) for at undgå lokal korrosion forårsaget af fald af tyk oxidskala; undgå hurtig afkøling (såsom koldtvandssprøjtning) for at forhindre termisk chok revnedannelse; udføre en gennemtrængningstest hvert år for at kontrollere for defekter i svejsninger og spændingskoncentrationsområder.