309 (UNS S30900) naspram 310S (UNS S31008): Odabir legura otpornih na visoke-temperature oksidacije

 

Koji su kemijski sastavi i ključna svojstva 309 i 310S pri visokim-temperaturama?
Klasa 309 obično sadrži 22-24% kroma i 12-15% nikla. Grade 310S, verzija 310 s niskim udjelom ugljika, sadrži 24-26% kroma i 19-22% nikla. Veći sadržaj legure 310S daje mu jasnu prednost. Oba razreda tvore stabilnu, zaštitnu krom oksidnu ljestvicu. 309 općenito je prikladna za kontinuiranu upotrebu do približno 980 stupnjeva (1800 stupnjeva F), dok se 310S može kontinuirano koristiti do oko 1150 stupnjeva (2100 stupnjeva F) u oksidirajućim atmosferama. 310S također nudi bolju otpornost na termičke cikluse i karburizaciju.

U kojim se specifičnim atmosferama peći i primjenama jedan stupanj jasno preferira?
Odaberite 309 za umjereno oksidirajuće do redukcijske atmosfere i za primjene poput radijacijskih cijevi, valjaka za peći i retorta gdje su temperature visoke, ali obično ostaju ispod 1050 stupnjeva. Također je čest izbor za podložne trake u zavarivanju. Specificirajte 310S za najteže oksidacijske uvjete, kao što su visoko{5}}temperaturne unutrašnjosti kalcinatora, mlaznice plamenika i radijacijske cijevi plamenika gdje temperature prelaze 1050 stupnjeva . 310S je također poželjan tamo gdje je potrebna otpornost na pougljičenje ili sulfidizirajuću atmosferu, zahvaljujući većem sadržaju nikla.

Koje su razlike u proizvodnji između ove dvije slične-legure za visoke temperature?
Obje imaju visoke-stope otvrdnjavanja i zahtijevaju više snage za oblikovanje i strojnu obradu od standardnih kvaliteta. Zavarivanje je jednostavno korištenjem odgovarajućih ili preko-legiranih dodatnih metala (ER309 ili ER310). Međutim, veći sadržaj legure 310S može učiniti malo zahtjevnijim za strojnu obradu. Ključno razmatranje izrade za oba je da se često koriste u tankim dijelovima; kontrola izobličenja tijekom zavarivanja i toplinske obrade je ključna. Preporuča se žarenje otopinom nakon -zavarivanja kako bi se obnovila optimalna otpornost na koroziju i toplinu.

Iz perspektive troškova, kada odabir skupljeg 310S postaje obavezan?
Odabir 310S postaje obavezan kada trajna radna temperatura prijeđe sigurnu granicu za 309, ili kada je atmosfera jako naugljičena. Ako je komponenta 309 prerano otkazala zbog pretjeranog stvaranja kamenca, oksidacije ili karburizacije, nadogradnja na 310S je logičan korak. Za nove dizajne koji se temelje na specifikacijama proizvođača peći ili najboljoj praksi u industriji za određenu temperaturu, početna premija za materijalne troškove za 310S neophodna je investicija kako bi se osigurala dugoročna-pouzdanost opreme i izbjegli skupi zastoji zbog zamjena.

Koju konačnu smjernicu treba slijediti inženjer kada dokumentira odabir materijala između 309 i 310S?
Odabir mora biti izričito povezan s definiranom maksimalnom radnom temperaturom i sastavom atmosfere peći. U dokumentaciji bi trebalo biti navedeno: "Razred 310S odabran je zbog maksimalne kontinuirane radne temperature od X stupnjeva, što premašuje preporučenu granicu za stupanj 309." Uvijek se pozivajte na punu ASTM/EN specifikaciju (npr. ASTM A240, stupanj 310S). Za kritične komponente također bi moglo biti mudro zahtijevati certifikaciju tvornice koja uključuje stvarne-podatke o ispitivanju oksidacije na visokoj temperaturi ili jamstvo ograničenja kemijskog sastava.