Аустенитная нержавеющая сталь 309S с высоким содержанием-хрома-никеля

309S — это аустенитная нержавеющая сталь с высоким-хромом-никелем, предназначенная для применения в условиях,-устойчивых к окислению- при высоких температурах. Высокое содержание хрома образует плотную оксидную пленку Cr₂O₃ при высоких температурах, обеспечивая превосходную стойкость к высоко-температурному окислению, подходящую для компонентов, находящихся в высоко-окислительной среде.

Химический состав (мас.%): C Меньше или равно 0,08, Cr=22.00-24.00, Ni=12.00-15.00, Si Меньше или равно 1,00, Mn Меньше или равно 2,00, P Меньше или равно 0,045, S Меньше или равно 0,030, Fe=Баланс

Механические свойства (отожженный): Предел прочности на разрыв больше или равен 515 МПа, предел текучести больше или равен 205 МПа, относительное удлинение больше или равно 40 %, твердость меньше или равно 217HB.

Преимущества производительности: Превосходная стойкость к высокотемпературному-окислению (постоянная рабочая температура до 1050 градусов); хорошая -стойкость к высоким температурам и сопротивление ползучести; отличная свариваемость; стабильная работа в высокотемпературной окислительной атмосфере.

Приложения: футеровка промышленных печей, арматура печей для термообработки, высокотемпературные-уплотнения дверец печей, высоко-трубопроводы дымовых газов в электроэнергетике, компоненты камеры сгорания котлов.

Эквивалентные оценки: UNS S30908, JIS SUS309S, EN 1.4828, GB 06Cr23Ni13

Q&A

В1: Почему 309S можно использовать при температуре 1050 градусов, а 304 — нет? A1: 309S можно использовать при температуре 1050 градусов, главным образом, из-за высокого содержания хрома (22,00-24,00%), что на 20% выше, чем содержание хрома в 304 (18,00-20,00%). При высоких температурах хром в 309S реагирует с кислородом, образуя на поверхности плотную и стабильную пленку оксида хрома (Cr₂O₃), которая может эффективно изолировать основной металл от высокотемпературной окислительной атмосферы и предотвратить дальнейшее окисление. Напротив, более низкое содержание хрома в 304 приводит к образованию более тонкой и менее стабильной оксидной пленки; когда температура превышает 870 градусов, эта оксидная пленка становится нестабильной, легко отслаивается, а основной металл подвергается быстрому окислению и коррозии.

 

Вопрос 2. В чем разница в стойкости к высоко-окислению при высоких температурах между 309S и 316? A2: Устойчивость к высокотемпературному окислению 309S значительно выше, чем у 316, в основном из-за более высокого содержания хрома. 309S. 309S содержит 22,00-24,00% хрома по весу, тогда как 316 содержит только 16,00-18,00% по весу хрома. При высоких температурах (выше 900 градусов) 309S образует более плотную и стабильную оксидную пленку Cr₂O₃, которая обладает превосходной устойчивостью к высокотемпературному окислению и растрескиванию и может сохранять эффективную защиту в течение длительного времени в окислительной атмосфере.

В3: Какие сварочные материалы подходят для нержавеющей стали 309S? A3: Подходящими сварочными материалами для нержавеющей стали 309S являются в основном сварочная проволока ER309L и электроды E309L. Сварочная проволока ER309L предпочтительна для газовой вольфрамовой сварки (GTAW) и газовой дуговой сварки (GMAW), поскольку она имеет такой же химический состав, как и 309S, особенно такое же высокое содержание хрома-никеля, гарантируя, что сварной шов имеет ту же стойкость к высокотемпературному окислению и механические свойства, что и основной металл. Буква «L» в ER309L указывает на низкое содержание углерода (менее или равное 0,03 мас.%), что позволяет избежать межкристаллитной коррозии в зоне термического воздействия сварного шва и улучшить сварочные характеристики сварного шва. Во время сварки необходимо контролировать подвод тепла на уровне менее или равного 200 Дж/мм, чтобы избежать чрезмерного роста зерен в области сварного шва, который может снизить сопротивление ползучести при высоких-температурах.

 

Вопрос 4: Можно ли использовать 309S в восстановительной атмосфере при высоких температурах? A4: Нет, 309S не пригоден для длительной-службы в высоко-восстанавливающей атмосфере.. 309S разработан для высокотемпературных окислительных сред, и его превосходные характеристики в основном зависят от защитного эффекта поверхностной оксидной пленки Cr₂O₃. В восстановительной атмосфере (например, в газах,-богатых водородом,-окисью углерода или-метаном) при высоких температурах оксидная пленка Cr₂O₃ на поверхности 309S восстанавливается до металлического хрома, теряя свой защитный эффект, и основной металл подвергается быстрой коррозии.

 

Вопрос 5. Каковы ключевые факторы, влияющие на срок службы 309S в высокотемпературных окислительных средах? A5: Несколько ключевых факторов влияют на срок службы 309S в высокотемпературных окислительных средах. Рабочая температура: превышение максимальной температуры непрерывной эксплуатации (1050 градусов) ускорит старение и отслаивание поверхностной оксидной пленки, что приведет к быстрому окислению основного металла и резкому сокращению срока службы. Для продления срока службы необходимо строго контролировать рабочую температуру, избегать воздействия агрессивных сред, обеспечивать качество сварки, устранять остаточные напряжения и проводить тщательную очистку поверхности перед использованием.