Shunda Road, Industrijski park znanosti i tehnologije Lincheng Town -a, Grad Xinghua, provincija Jiangsu
Nehrđajući čelik 309S niskougljična je verzija kvalitete 309, austenitne legure kroma i nikla s 22,0–24,0% kroma i 12,0–15,0% nikla. Označen kao UNS S30908 u Sjedinjenim Američkim Državama i 1.4833 u europskom sustavu, specificiran je uglavnom za komponente koje rade u oksidirajućim atmosferama na temperaturama do otprilike 1000 °C u neprekidnom radu.
Definirajuća granica specifikacije je ugljik: 309S je ograničen na 0,08% C, dok čisti 309 dopušta do 0,20%. Niži ugljik suzbija taloženje krom karbida na granicama zrna kada je materijal zavaren ili držan u rasponu od 430–900 °C, tako da je 309S poželjan za zavarene proizvode i termički cikličnu opremu.
Nemojte brkati oblik proizvoda s ocjenom. 309S je kovana specifikacija koja se koristi za limove, ploče, šipke i cijevi. Kada je ista obitelj Cr-Ni legura potrebna za lijevani dio kao što je valjak za peći, ploča za peći ili uređaj za toplinsku obradu, ljevaonice rade na lijevanim kvalitetama kao što je ASTM A297 Ocjena HH, a ne na kovanoj specifikaciji 309S.
Kemijski sastav 309S (UNS S30908)
Kemijski sastav 309S određen je standardima kao što je ASTM A240 i ekvivalentnim europskim specifikacijama; svako visokotemperaturno svojstvo proizlazi iz donje ravnoteže.
| Element | 309S (S30908) | Zašto je to važno |
|---|---|---|
| Ugljik (C) | 0,08 maks | Ograničava taloženje karbida na granicama zrna |
| Krom (Cr) | 22.0-24.0 | Stvara zaštitni kamenac Cr2O3 protiv oksidacije |
| Nikal (Ni) | 12.0-15.0 | Stabilizira austenit i održava čvrstoću na temperaturi |
| mangan (Mn) | 2,00 maks | Deoksidacija i manji doprinos austenita |
| Silicij (Si) | 1,00 maks | Poboljšava otpornost na oksidaciju i karburizaciju |
| fosfor (P) | 0,045 maks | Preostali element kontroliran na duktilnost |
| Sumpor (S) | 0,030 maks | Zaostali element kontroliran za vruću obradivost |
U usporedbi s visokolegiranim 310S (24-26% Cr, 19-22% Ni), 309S nudi jeftiniju bazu, a još uvijek pruža praktičnu otpornost na oksidaciju oko 1000 °C. Dodatni nikal u 310S daje vidljivu marginu u čvrstoći puzanja i otpornosti na teške toplinske cikluse, zbog čega 310S ima tendenciju zamijeniti 309S nakon što se radna temperatura popne iznad otprilike 1000 °C.
Mehanička i fizikalna svojstva
U žarenom stanju 309S je mekan, duktilan i nemagnetičan; vrijednosti u nastavku opisuju stanje proizvodnje, a ne stanje rada u vrućem stanju.
| Vlasništvo | Žarena vrijednost |
|---|---|
| Minimalna vlačna čvrstoća | 515 MPa (75 ksi) |
| Minimalna granica razvlačenja | 205 MPa (30 ksi) |
| Minimalno istezanje | 40% |
| Tvrdoća | 217 HB maksimalno, obično 160–180 HB |
| Gustoća | 7,98 g/cm³ |
| Modul elastičnosti | ≈200 GPa |
| Raspon topljenja | ≈1400–1450 °C |
| Srednji koeficijent toplinskog rastezanja, 20–100 °C | ≈15 µm/(m·K) |
| Toplinska vodljivost, 100 °C | ≈15–16 W/(m·K) |
Nemojte odabrati 309S na temelju minimalne vlačne čvrstoće od 515 MPa ako je radna temperatura 900 °C. Dopušteno naprezanje naglo pada iznad 600 °C, a praktična granica je postavljena brzinom oksidacije i životnim vijekom puzanja za točnu debljinu presjeka. Kada šaljete RFQ, navedite atmosferu, vršnu temperaturu i opterećenje; dobavljač tada može odlučiti između 309S, lijevane HH/HK kvalitete ili nadogradnje 310S.
309S naspram 310S i lijevani stupnjevi otporni na toplinu
Najbliži lijevani srodnik 309S je ASTM A297 Grade HH, legura 25Cr-12Ni čiji nominalni sastav dijeli oko 96% svojih elemenata s kovanom vrstom, ali sadrži više ugljika kako bi odljevci imali otpornost na puzanje pri visokim temperaturama.
Ova razlika je najčešći izvor zabune u nabavi. Ako pošaljete crtež za pećni valjak i na njemu napišete "309S", ljevaonica će obično predložiti kemijski sastav HH tipa (24-28% Cr, 11-14% Ni, 0,20-0,50% C), jer kovani kemijski sastav s niskim sadržajem ugljika neće razviti lijevanu mikrostrukturu i čvrstoću na kidanje potrebnu u debelom nosivom dijelu. Prvo odaberite oblik proizvoda: kovani 309S gdje možete rezati, oblikovati i variti lim ili cijev; lijevane kvalitete A297 gdje je dio oblikovan, težak i opterećen na temperaturi.
| Grade | obrazac | Ugljik | Krom | nikal | Tipična uloga |
|---|---|---|---|---|---|
| 309 / 309S | Kovani lim, ploča, šipka, cijev | ≤0,20 / ≤0,08% | 22-24% | 12-15% | Izrađene obloge, kanali, zavareni sklopovi cijevi |
| 310 / 310S | Kovani lim, ploča, šipka, cijev | ≤0,25 / ≤0,08% | 24–26% | 19–22% | Komponente proizvedene na višim temperaturama |
| HH (A297) | Statičko ili centrifugalno lijevanje | 0,20–0,50% | 24-28% | 11-14% | Debeli odljevci oko 1000 °C |
| HK (A297) | Statičko ili centrifugalno lijevanje | 0,20–0,60% | 24-28% | 18-22% | Teži odljevci iznad 1000 °C |
Za okrugle komponente koje nose opterećenje u peći, centrifugalno lijevanje obično je pravi put jer proizvodi gustu, usmjereno skrutnutu strukturu. Valjana i zavarena cijev 309S prihvatljiva je za plinske kanale; cijev koja mora izdržati vlastitu težinu na 1000 °C trebala bi biti centrifugalno lijevani proizvod s kontroliranom kemijom.
Centrifugalno lijevana cijev od nehrđajućeg čelika otporna na toplinu Ova se cijev proizvodi centrifugalnim lijevanjem za gustu, usmjerenu skrućenu strukturu, što je čini prikladnom za nosive komponente peći na visokim temperaturama, kao što su plinski kanali i cijevi koje moraju izdržati vlastitu težinu na 1000 °C. Pogledajte proizvod → Izrada i toplinska obrada
309S se može rezati, oblikovati, strojno obrađivati i variti standardnim postupcima za austenitnu nehrđajuću; jedno ključno pravilo je završiti vruću obradu žarenjem u punoj otopini i brzim hlađenjem.
Žarenje u otopini izvodi se na 1038–1120 °C uz dovoljno zadržavanje za otapanje kromovih karbida, nakon čega slijedi gašenje vodom ili snažno hlađenje zrakom. Kvaliteta se ne može očvrsnuti toplinskom obradom; krutost dobivena hladnim radom je jednostavno otvrdnjavanje radom i nestaje žarenjem.
Zavarivanje je jednostavno. Koristite odgovarajuće punilo 309 ili 309L, izbjegavajte prethodno zagrijavanje osim u vrlo krutim dijelovima i održavajte međuprolazne temperature umjerenima. Kapica od 0,08% ugljika uvelike smanjuje taloženje krom karbida u zoni pod utjecajem topline u usporedbi s ravnim 309, zbog čega se zavari u 309S mogu koristiti u peći bez posebnog tretmana nakon zavarivanja.
Isto se razmišljanje proteže i na učvršćenja koja nose izratke kroz cikluse toplinske obrade. Dizajn ladice i materijal ladice zajedno određuju ujednačenost temperature, a naš pregled optimiziranje dizajna ladica za toplinsku obradu objašnjava strukturne čimbenike koje ljevaonica provjerava prije lijevanja alata. Za ponovljene toplinske cikluse, lijevani uređaji s ojačanim rebrima nadmašuju verzije od tankog lima, zbog čega većina operatera prelazi sa zavarenih okvira 309S na lijevane košare i ladice tipa HH za kontinuirane linije toplinske obrade.
Košara za toplinsku obradu koja se može složiti za peći dobrog tipa Dizajnirana za organiziranje dijelova tijekom toplinske obrade, ova košara koja se može složiti poboljšava kapacitet peći i protok zraka, osiguravajući ravnomjerno zagrijavanje i dosljedne rezultate, posebno prikladno za kontinuirane linije toplinske obrade gdje košare tipa HH nadmašuju verzije zavarenog lima. Pogledajte proizvod → Tipične primjene na visokim temperaturama
309S je zadani ekonomični nehrđajući materijal za čiste, oksidirajuće atmosfere do oko 1000 °C i za komponente koje se mogu proizvoditi zavarivanjem ili hladnim oblikovanjem.
- Uređaji za toplinsku obradu: pladnjevi, košare, retorte i mufli koji rade na 850–1000 °C.
- Unutrašnji dijelovi peći: cijevi za zračenje, mlaznice plamenika, komore za izgaranje i vatrostalna sidra.
- Okov za peći za rotacijske peći: namještaj peći, zaštitne ploče za otvor i kraj peći i trake za brtvljenje otporne na toplinu.
- Oprema za proizvodnju energije iz otpada i električna oprema: komponente kotlova, sekcije za predgrijanje zraka i koplja za puhanje čađe.
- Komponente petrokemijskog postrojenja: zaštitni otvori, razdjelnici zraka, potporne rešetke katalizatora i unutarnji dijelovi reaktora.
Vrijedno je zapamtiti dva ograničenja primjene. U atmosferama koje sadrže sumpor iznad otprilike 500 °C, nikal u 309S je osjetljiv na sulfidaciju, tako da može biti potrebna druga obitelj legura. Pod jakim toplinskim ciklusima blizu 1000 °C, tanka kovana obloga će se izobličiti prije lijevane komponente s projektiranim rebrima, zbog čega se valjci za peći i zaštitne ploče za peći gotovo uvijek lijevaju, a ne proizvode od lima.
Valjak peći za centrifugalno lijevanje otporan na toplinu Ovaj valjak izrađen je od legura otpornih na toplinu kako bi izdržao visoke temperature i rotacijski stres, osiguravajući pouzdano kretanje u pećima za centrifugalno lijevanje. Njegov lijevani dizajn s rebrima nudi bolju otpornost na toplinske udare od tankih kovanih obloga, produžujući vijek trajanja u zahtjevnim primjenama. Pogledajte proizvod → Kako specificirati komponente 309S: Razmatranja nabave
Najkorisniji korak je navesti oblik proizvoda i važeći standard na svakom Zahtjevu za ponudu; zahtjev za "309S odljev" tehnički je dvosmislen i proizvest će neusporedive ponude.
- Navedite ASTM A240 za kovane ploče i limove, ASTM A312 ili A358 za zavarene cijevi i ASTM A297 za odljevke.
- Zatražite stvarnu analizu topline i provjerite vrijednosti kroma, nikla i ugljika na potvrdi o ispitivanju mlina.
- Za odljevke, potvrdite kemijski sastav punjenja, put lijevanja i postupak toplinske obrade nakon lijevanja koji koristi ljevaonica.
- Pošaljite radni ciklus: vršnu temperaturu, sastav atmosfere, vrijeme zadržavanja i cikličku frekvenciju.
- Za kritične nosive dijelove iznad 900 °C, zahtijevajte podatke o otpornosti na puzanje ili dokumentiranu povijest servisiranja umjesto vrijednosti vlačne čvrstoće na sobnoj temperaturi.
Dobavljač koji radi s kovanim proizvodima i odljevcima u istoj obitelji Cr-Ni legura može prevesti vaš ciklus rada u pravi oblik proizvoda bez nagađanja. Naš ljevaonica legiranog čelika otporna na toplinu proizveo je ovdje opisane kvalitete lijeva za peći, peći i linije toplinske obrade i može preporučiti kemijski sastav lijeva kada kovana komponenta 309S nije pravo rješenje za slučaj opterećenja.
Često postavljana pitanja o 309S
Koja je razlika između 309 i 309S?
Samo ograničenje ugljika. 309 dopušta 0,20% max ugljika; 309S je ograničen na 0,08%. Niži ugljik ograničava taloženje krom karbida tijekom zavarivanja i rada u rasponu od 430–900 °C, zbog čega je 309S poželjan za zavarenu i termički cikličnu opremu.
Može li se 309S koristiti za odljevke?
309S je formalno kovana oznaka. Za lijevane dijelove ljevaonice koriste stupnjeve ASTM A297 s istom bazom Cr-Ni, obično stupanj HH (25Cr-12Ni s 0,20–0,50% C) oko 1000 °C. Ako predate nacrt "lijevanja 309S", očekujte da će ljevaonica predložiti kemiju tipa HH i objasniti zamjenu.
Što je bolje na visokoj temperaturi: 309S ili 310S?
310S. Njegov viši udio kroma (24-26%) i nikla (19-22%) daje stabilniju oksidnu ljestvicu i bolju otpornost na puzanje, tako da je specificiran iznad oko 1000 °C ili pod jakim toplinskim ciklusima. 309S ostaje izbor vrijednosti u čistom oksidirajućem zraku unutar svoje ocjene.
Treba li 309S žariti nakon zavarivanja?
Za većinu usluga na visokim temperaturama, ne. Nizak udio ugljika štiti zonu pod utjecajem topline od osjetljivosti. Ako je zavar također suočen s vodenim korozivnim medijem, može se odrediti žarenje u punoj otopini na 1038–1120 °C nakon čega slijedi brzo hlađenje.
Je li 309S magnetski?
U žarenom stanju je u biti nemagnetičan, kao što se očekuje za austenitni stupanj. Hladni rad može izazvati blagi magnetizam, ali je rijetko značajan za primjenu u pećima.
