309 (UNS S30900) vs 310S (UNS S31008): selectarea aliajelor rezistente la oxidare la temperatură înaltă-

 

Care sunt compozițiile chimice și proprietățile{0}}cheie la temperaturi ridicate ale 309 și 310S?
Gradul 309 conține de obicei 22-24% crom și 12-15% nichel. Grad 310S, o versiune cu emisii scăzute de carbon a lui 310, conține 24-26% crom și 19-22% nichel. Conținutul mai mare de aliaj de 310S îi conferă un avantaj distinct. Ambele clase formează o scară de oxid de crom stabilă, de protecție. 309, în general potrivită pentru funcționare continuă până la aproximativ 980 de grade (1800 de grade F), în timp ce 310S poate fi utilizat continuu până la aproximativ 1150 de grade (2100 de grade F) în atmosfere oxidante. 310S oferă, de asemenea, o mai bună reciclare la carburare și o mai bună rezistență la carburare.

În ce atmosfere și aplicații specifice cuptorului se preferă în mod clar un singur grad?
Alegeți 309 pentru atmosfere de oxidare moderată până la reducătoare și pentru aplicații precum tuburi radiante, role de cuptor și retorte unde temperaturile sunt ridicate, dar rămân de obicei sub 1050 de grade. Este, de asemenea, o alegere obișnuită pentru benzile de suport la sudare. Specificați 310S pentru cele mai severe condiții de oxidare, cum ar fi interiorul-calcinatorului cu temperatură ridicată, duzele arzătorului și tuburile de arzător radiant, unde temperaturile depășesc 1050 de grade . 310S, este de asemenea preferată acolo unde este necesară rezistența la atmosfere de carburare sau sulfurare, datorită conținutului său mai mare de nichel.

Care sunt diferențele de fabricație dintre aceste două aliaje similare la temperatură înaltă{0}?
Ambele au rate ridicate de întărire-și necesită mai multă putere pentru formare și prelucrare decât clasele standard. Sudarea este simplă utilizând metale de umplutură potrivite sau supraaliate (ER309 sau ER310). Cu toate acestea, conținutul mai mare de aliaj de 310S îl poate face puțin mai dificil de prelucrat. O considerație cheie de fabricație pentru ambele este că sunt adesea folosite în secțiuni subțiri; controlul distorsiunii în timpul sudării și tratamentului termic este crucial. Recoacere după-soluție de sudare este recomandată pentru a restabili rezistența optimă la coroziune și la căldură.

Din punct de vedere al costurilor, când devine obligatorie selectarea celui mai scump 310S?
Selectarea 310S devine obligatorie atunci când temperatura de funcționare continuă depășește limita de siguranță pentru 309 sau când atmosfera se carburează puternic. Dacă o componentă 309 s-a defectat prematur din cauza decalării excesive, oxidării sau carburării, trecerea la 310S este pasul logic. Pentru noile modele bazate pe specificațiile producătorului cuptorului sau pe cele mai bune practici din industrie pentru o anumită temperatură, prima inițială a costului materialului pentru 310S este o investiție necesară pentru a asigura fiabilitatea echipamentului pe termen lung-și pentru a evita timpii de nefuncționare costisitoare pentru înlocuiri.

Ce ghid final ar trebui să urmeze un inginer atunci când documentează o selecție de material între 309 și 310S?
Selecția trebuie să fie legată în mod explicit de temperatura maximă de funcționare definită și de compoziția atmosferei cuptorului. Documentația ar trebui să menționeze: „Gradul 310S este selectat datorită unei temperaturi maxime de funcționare continuă de X grade, care depășește limita recomandată pentru gradul 309”. Consultați întotdeauna specificația completă ASTM/EN (de exemplu, ASTM A240, grad 310S). Pentru componentele critice, poate fi, de asemenea, prudent să se solicite certificarea fabricii care să includă date reale de testare de oxidare la temperatură înaltă-sau o garanție a limitelor compoziției chimice.