Oțel inoxidabil 310S: material de top-nivel pentru temperaturi extrem de ridicate

310S este gradul de „top-nivel” al oțelului inoxidabil austenitic cu crom-nichel (Cr=24%-26%, Ni{=19%{-22%), având rezistență la oxidare la temperatură-extremă și rezistență la fluaj. Poate fi folosit pentru servicii pe termen lung la 1000-1200 de grade , servind drept material de „ultimă linie de apărare” în medii industriale cu temperaturi ultra-înalte.

Parametrii de bază

Compoziție chimică (% în greutate): C mai mic sau egal cu 0,08, Si mai mic sau egal cu 1,50, Mn mai mic sau egal cu 2,00, P mai mic sau egal cu 0,045, S mai mic sau egal cu 0,030, Cr=24.00-26.00, Ni=19.00-22.00 B Feance

Proprietăți mecanice (recoace): rezistență la tracțiune mai mare sau egală cu 515 MPa, rezistență la curgere mai mare sau egală cu 205 MPa, alungire mai mare sau egală cu 40%, duritate Brinell mai mică sau egală cu 217 HB

Temperatura de serviciu: 1000 grade până la 1200 grade (serviciu continuu), până la 1300 grade pentru serviciu pe termen scurt-

Grade echivalente: SUS310S (JIS), EN 1.4845 (EN), UNS S31008 (ASTM)

Avantaje de performanță: Filmul de oxid compozit Cr₂O₃-NiO rămâne stabil chiar și la 1200 de grade, cu o viteză de oxidare mai mică sau egală cu 0,1 mm/an; timpul de rupere prin fluaj la 1100 de grade este de 3 ori mai mare decât cel al 309S; rezistență excelentă la coroziune la-sulfuri și cloruri la temperatură ridicată; rezistență bună la temperatură înaltă-, cu rezistență la impact Mai mare sau egală cu 50J la 1000 de grade .

Aplicații tipice: tuburi de miez ale cuptoarelor industriale, componente de evacuare a motoarelor cu reacție, căptușeli ale secțiunii de-temperatură înaltă a incineratoarelor de deșeuri, schimbătoare de căldură-înalte din centralele nucleare, rezervoare de stocare de sare topită-înaltă.

Întrebări și răspunsuri practice

Î1: Poate 310S să reziste pe termen scurt-la temperaturi ultra-înalte de 1300 de grade? R1: Da, dar timpul de ședere trebuie să fie mai mic sau egal cu 10 ore. La 1300 de grade, oțelul se va înmuia ușor, cu rezistența redusă cu 50%, iar rata de oxidare va accelera la 0,5 mm/an. Serviciul-de lungă durată va duce la subțierea și eșecul materialului.

Î2: Care este cea mai mare dificultate în sudarea 310S? A2: Conținutul ridicat de nichel crește vâscozitatea bazinului de sudură, făcând predispuse să apară defecte de fuziune incomplete. Este necesar să folosiți un curent mare (150-200A pentru sudarea TIG) și o viteză mică de sudare pentru a asigura pătrunderea completă; selectați sârmă de sudură ER310 și efectuați recoacerea la 1050-1100 de grade după sudare pentru a elimina solicitarea de sudare.

Î3: Care sunt avantajele 310S în comparație cu aliajul pe bază de nichel-Inconel 600? A3: Costul său este de numai 1/3 din Inconel 600, iar performanța sa de oxidare este echivalentă sub 1200 de grade; are o sudabilitate mai bună decât Inconel 600, fără a fi nevoie de preîncălzire și post-tratament complex. Inconel 600 are performanțe mai bune peste 1200 de grade sau în atmosfere reducătoare puternice.

Î4: Va suferi 310S de fragilizare în fază sigma? A4: Faza Sigma va precipita când rămâne la 800-1000 de grade pentru o perioadă lungă de timp (mai mare sau egală cu 100 de ore), reducând rezistența la impact la Mai puțin sau egală cu 10J. Este necesar să se controleze cu strictețe viteza de încălzire/răcire și să se evite conservarea pe termen lung a căldurii în acest interval de temperatură; dacă faza sigma a precipitat, aceasta poate fi eliminată prin recoacere la 1100 de grade și răcire rapidă.

Î5: Este 310S potrivit pentru echipamente cu-presiune ultra-înaltă-temperatură? A5: Da, dar presiunea trebuie controlată. Presiunea de lucru admisă este mai mică sau egală cu 10 MPa la 1000 de grade și mai mică sau egală cu 2 MPa la 1200 de grade. În proiectare ar trebui să se adopte pereți de țeavă îngroșați sau structuri compozite și trebuie efectuate teste stricte ne-distructive (cum ar fi teste cu ultrasunete + radiografie) pentru a se asigura că nu există defecte interne.