Što je nehrđajući čelik 309S? Sastav, svojstva i upotreba na visokim-temperaturama

Što je nehrđajući čelik 309S?

309S je austenitni nehrđajući čelik s visokim udjelom kroma od 22,0-24,0% i udjelom nikla od 12,0-15,0%, standardiziran kao UNS S30908 prema ASTM A240 (ploča, lim i traka). Visoki sadržaj kroma daje znatno bolju otpornost na oksidaciju na povišenoj temperaturi od stupnjeva 18-8, dok nikal održava strukturu austenitnom tako da materijal ostaje čvrst, podložan oblikovanju i zavarivanju. Sufiks S znači nisku razinu ugljika (maksimalno 0,08%), modifikaciju izvorne kvalitete 309 koja smanjuje taloženje karbida i poboljšava zavarljivost. 309S zauzima srednje mjesto u visokotemperaturnoj austenitnoj obitelji: otpornija je na toplinu od 304, ali ima manje kroma i nikla od 310S (UNS S31008, 24-26% Cr, 19-22% Ni).

Kemijski sastav i mehanička svojstva

Kemijski sastav prema ASTM A240 (težinski postotak)

Element	309S (UNS S30908)
Ugljik (C)	Manje ili jednako 0,08
mangan (Mn)	Manje od ili jednako 2,00
fosfor (P)	Manje ili jednako 0,045
Sumpor (S)	Manje od ili jednako 0,030
Silicij (Si)	Manje od ili jednako 0,75
Krom (Cr)	22.0 - 24.0
Nikal (Ni)	12.0 - 15.0

Mehanička svojstva u žarenom stanju

Vlasništvo	Vrijednost
Vlačna čvrstoća, min (MPa)	515
Granica razvlačenja 0,2%, min (MPa)	205
Istezanje, min (%)	40

Ponašanje pri-povišenoj temperaturi i primjena

Razlog odabira 309S je temperatura. U kontinuiranoj oksidacijskoj službi, sadržaj kroma od 22-24% tvori stabilnu, prianjajuću oksidnu ljusku koja štiti metal na temperaturama na kojima bi se 304 (18% Cr) brzo ljuštio i izgubio dio. 309S stoga se koristi za dijelove peći, radijacijske cijevi, komponente plamenika, unutarnje dijelove izmjenjivača topline-, kutije za žarenje, namještaj peći i slične zadatke u petrokemiji, postrojenju za-preradu energije i topline. Nisko{11}}ugljična S verzija otpornija je na preosjetljivost bolje od standardne 309, što je važno za zavarenu vruću-konstrukciju. Za najteže visoke -temperature - posebno cikličko grijanje i hlađenje - 310S (UNS S31008) je uobičajena eskalacija zbog većeg sadržaja kroma i nikla i boljeg prianjanja kamenca.

309 protiv 309S

Razlika je ugljik. Standard 309 (UNS S30900) dopušta do 0,20% ugljika, što povećava čvrstoću na vruću temperaturu, ali čini kvalitetu sklonom taloženju krom karbida tijekom zavarivanja i u radnom rasponu od 400-850 stupnjeva. 309S ograničava ugljik na maksimalno 0,08%, što smanjuje taloženje karbida i značajno poboljšava zavarljivost i otpornost na interkristalne korozija u zavarenim sklopovima. Za većinu proizvedene opreme za{11}}vruću uslugu, prednost se daje 309S; 309 se danas rijetko specificira osim tamo gdje je potrebna maksimalna otpornost na visoke temperature i nije uključeno zavarivanje.

Otpornost na koroziju, magnetizam i granice

Na sobnoj temperaturi 309S također nudi dobru opću otpornost na koroziju zbog visokog sadržaja kroma i podnosi mnoge oksidirajuće medije. Njegova ograničenja treba razumjeti: kao i svi razredi obitelji 18-8 i 25-12 bez molibdena, ima ograničenu otpornost na kloridnu točku i nije prikladan za morsku vodu ili jake kloride - za te zadatke je kvalitet koji sadrži molibden-kao što je 316L ili dvostruki stupanj ispravan izbor. U radu na visokim-temperaturama, 309S je prilično dobro otporan na atmosfere-koje sadrže sumpor u mnogim slučajevima, ali treba izbjegavati atmosferu naugljičenja jer se mogu formirati karbidi kroma i razgraditi leguru. Je li 309S magnetski? Ne. Austenitan je i u biti nemagnetičan u žarenom stanju; poput drugih austenitnih razreda može razviti blagi magnetizam nakon hladne obrade jer deformacija može transformirati dio strukture. To je normalno i ne ukazuje na problem kvalitete. Ako postoji striktno nemagnetski zahtjev, komponentu treba provjeriti u žarenom stanju i ispitivanjem magnetske propusnosti.

FAQ

Koja je razlika između 309 i 309S?

Sadržaj ugljika. 309 dopušta do 0,20% ugljika; 309S ga ograničava na 0,08%. 309S ima bolju zavarljivost i otpornost na taloženje karbida, i to je verzija koja se danas obično specificira.

Koja je maksimalna radna temperatura od 309S?

309S se koristi u kontinuiranoj oksidacijskoj službi na temperaturama na kojima se 304 ne može koristiti; u praksi se redovito primjenjuje oko 1000 stupnjeva u oksidirajućim atmosferama, s točnom granicom koja ovisi o opterećenju, atmosferi i dizajn kodu. Za najteži ciklički rad preporučuje se 310S.

Može li se 309S zavarivati?

Da. Zavaren je austenitnim punilom tipa 309 ili 310, postupkom TIG, MIG ili MMA. Predgrijavanje nije potrebno; nizak ugljik 309S održava zonu-pogođenu toplinom zavarivanja bez značajnih taloženja karbida.

Je li 309S prikladan za morsku vodu?

Ne. Bez molibdena, 309S ima ograničenu otpornost na piting klorida i nije prikladan za upotrebu s morskom vodom ili kloridom-. Upotrijebite 316L ili obostrani stupanj za ta okruženja.

Je li 309S isto što i 310S?

No. 310S (UNS S31008) ima više kroma (24-26%) i nikla (19-22%), što daje bolju otpornost na oksidaciju i prianjanje kamenca na najvišim radnim temperaturama. 309S je niže legirani i jeftiniji član tog para.

Koji su ekvivalenti 309S?

309S odgovara UNS S30908 prema ASTM A240; EN 10088 ekvivalent je 1.4833, a japanska oznaka je SUS309S prema JIS G4304/G4305.