309 (UNS S30900) vs 310S (UNS S31008): selecció d'aliatges resistents a l'oxidació a alta -temperatura

 

Quines són les composicions químiques i les propietats clau{0}}d'alta temperatura del 309 i del 310S?
El grau 309 conté normalment un 22-24% de crom i un 12-15% de níquel. El grau 310S, una versió baixa en carboni del 310, conté un 24-26% de crom i un 19-22% de níquel. El contingut d'aliatge més elevat de 310S li dóna un avantatge diferent. Ambdós graus formen una escala d'òxid de crom estable i protectora. 309 generalment és adequada per a un servei continu de fins a aproximadament 980 graus (1800 graus F), mentre que 310S es pot utilitzar contínuament fins a uns 1150 graus (2100 graus F) en atmosferes oxidants. 310S també ofereix una millor resistència a la carburació i reciclatge a la carburació.

En quines atmosferes i aplicacions específiques del forn es prefereix clarament un grau?
Trieu 309 per a atmosferes d'oxidació moderada a reductora i per a aplicacions com ara tubs radiants, rotlles de forn i rèpliques on les temperatures són altes però normalment es mantenen per sota dels 1050 graus. També és una opció habitual per a les tires de suport a la soldadura. Especifiqueu 310S per a les condicions d'oxidació més severes, com ara els interiors del calcinador d'alta-temperatura, els broquets del cremador i els tubs del cremador radiant on les temperatures superen els 1050 graus . 310S també es prefereix quan es necessita resistència a les atmosferes de cementació o sulfuració, gràcies al seu contingut més elevat de níquel.

Quines són les diferències de fabricació entre aquests dos aliatges d'alta-temperatura similars?
Tots dos tenen un alt grau d'enduriment-de treball i requereixen més potència per a la conformació i el mecanitzat que els graus estàndard. La soldadura és senzilla utilitzant metalls d'aportació coincidents o sobre{2}}aliats (ER309 o ER310). Tanmateix, el contingut d'aliatge més elevat de 310S pot fer que sigui una mica més difícil de mecanitzar. Una consideració clau de fabricació per a tots dos és que sovint s'utilitzen en seccions primes; controlar la distorsió durant la soldadura i el tractament tèrmic és crucial. Es recomana el recuit post-solució de soldadura per restaurar la resistència òptima a la corrosió i a la calor.

Des d'una perspectiva de costos, quan esdevé obligatori seleccionar el 310S més car?
La selecció de 310S esdevé obligatòria quan la temperatura de funcionament continu supera el límit de seguretat per a 309, o quan l'atmosfera està fortament cementant. Si un component 309 ha fallat prematurament a causa d'una escala excessiva, oxidació o carburització, l'actualització a 310S és el pas lògic. Per als nous dissenys basats en les especificacions del fabricant del forn o les millors pràctiques de la indústria per a una temperatura determinada, la prima del cost del material inicial del 310S és una inversió necessària per garantir la fiabilitat de l'equip-a llarg termini i evitar temps d'inactivitat costosos per a les substitucions.

Quina pauta final ha de seguir un enginyer quan documenta una selecció de material entre 309 i 310S?
La selecció s'ha de relacionar explícitament amb la temperatura de funcionament màxima definida i la composició de l'atmosfera del forn. La documentació ha d'indicar: "El grau 310S s'ha seleccionat a causa d'una temperatura màxima de funcionament continu de X graus, que supera el límit recomanat per al grau 309". Feu sempre referència a l'especificació ASTM/EN completa (per exemple, ASTM A240, grau 310S). Per als components crítics, també pot ser prudent exigir una certificació del molí que inclogui dades reals de les proves d'oxidació a alta-temperatura o una garantia de límits de composició química.