309 (UNS S30900) versus 310S (UNS S31008): selectie van legeringen die bestand zijn tegen oxidatie tegen hoge -temperaturen

 

Wat zijn de chemische samenstellingen en de belangrijkste eigenschappen bij hoge- temperaturen van 309 en 310S?
Kwaliteit 309 bevat doorgaans 22-24% chroom en 12-15% nikkel. Kwaliteit 310S, een koolstofarme versie van 310, bevat 24-26% chroom en 19-22% nikkel. Het hogere legeringsgehalte van 310S geeft het een duidelijk voordeel. Beide kwaliteiten vormen een stabiele, beschermende chroomoxideaanslag.. 309 is over het algemeen geschikt voor continu gebruik tot ongeveer 980 graden (1800 graden F), terwijl 310S continu kan worden gebruikt tot ongeveer 1150 graden (2100 graden F) in oxiderende atmosferen.. 310S biedt ook een betere weerstand tegen thermische cycli en carbonisatie.

In welke specifieke ovenatmosferen en toepassingen heeft één kwaliteit duidelijk de voorkeur?
Kies 309 voor matig oxiderende tot reducerende atmosferen, en voor toepassingen zoals stralingsbuizen, ovenrollen en retorten waar de temperaturen hoog zijn maar doorgaans onder de 1050 graden blijven. Het is ook een gebruikelijke keuze voor steunstrips bij lassen. Specificeer 310S voor de zwaarste oxiderende omstandigheden, zoals in interne onderdelen van calcinerinstallaties, brandermondstukken en stralingsbranderbuizen met hoge- temperaturen waar de temperatuur hoger is dan 1050 graden. . 310S heeft ook de voorkeur waar weerstand tegen carboniserende of sulfiderende atmosferen nodig is, dankzij het hogere nikkelgehalte.

Wat zijn de fabricageverschillen tussen deze twee soortgelijke hoge--legeringen?
Beide hebben een hoge verhardingssnelheid- en vereisen meer kracht voor het vormen en bewerken dan standaard soorten. Lassen is eenvoudig met behulp van bijpassende of meer dan{2}}gelegeerde vulmetalen (ER309 of ER310). Het hogere legeringsgehalte van 310S kan het echter iets uitdagender maken om te bewerken. Een belangrijke fabricageoverweging voor beide is dat ze vaak in dunne secties worden gebruikt; het beheersen van vervorming tijdens het lassen en de warmtebehandeling is van cruciaal belang. Na- gloeien met een lasoplossing wordt aanbevolen om de optimale corrosie- en hittebestendigheid te herstellen.

Wanneer wordt de keuze voor de duurdere 310S vanuit kostenoogpunt verplicht?
Het selecteren van 310S wordt verplicht wanneer de continue bedrijfstemperatuur de veilige limiet voor 309 overschrijdt, of wanneer de atmosfeer sterk verkoolt. Als een 309-onderdeel voortijdig defect is geraakt als gevolg van overmatige kalkaanslag, oxidatie of carburatie, is een upgrade naar 310S de logische stap. Voor nieuwe ontwerpen op basis van specificaties van ovenfabrikanten of best practices uit de industrie voor een bepaalde temperatuur, is de initiële materiaalkostenpremie voor de 310S een noodzakelijke investering om de betrouwbaarheid van de apparatuur op de lange- termijn te garanderen en kostbare stilstand vanwege vervanging te voorkomen.

Welke uiteindelijke richtlijn moet een ingenieur volgen bij het documenteren van een materiaalkeuze tussen 309 en 310S?
De keuze moet expliciet gekoppeld zijn aan de gedefinieerde maximale bedrijfstemperatuur en de samenstelling van de ovenatmosfeer. Documentatie zou moeten vermelden: "Graad 310S is geselecteerd vanwege een maximale continue bedrijfstemperatuur van X graad, wat de aanbevolen limiet voor Graad 309 overschrijdt." Raadpleeg altijd de volledige ASTM/EN-specificatie (bijv. ASTM A240, klasse 310S). Voor kritieke componenten kan het ook verstandig zijn om fabriekscertificering te eisen die feitelijke oxidatietestgegevens bij hoge- temperaturen bevat of een garantie voor limieten voor de chemische samenstelling.