Сравнение 309S и 310S: высоко-хромистая и сверх-высоко-хромовая-никелевая, высоко-температурная, устойчивая к окислению-аустенитная нержавеющая сталь

309S и 310S представляют собой высоко-стойкие к окислению-аустенитные нержавеющие стали, основная разница которых заключается в содержании хрома и никеля (310S: Cr=24.00-26.00%, Ni=19.00-22.00%; 309S: Cr=22.00-24.00%, Ni=12.00-15.00%). Сверх-высокое содержание хрома-никеля в 310S дополнительно повышает-стойкость к высокотемпературному окислению и сопротивление ползучести, что делает их пригодными для различных условий эксплуатации при сверх-высоких температурах.

Сравнение основных параметров

Параметр	Нержавеющая сталь 309S	Нержавеющая сталь 310S
Химический состав (мас.%)	C Меньше или равно 0,08, Si Меньше или равно 1,00, Mn Меньше или равно 2,00, P Меньше или равно 0,045, S Меньше или равно 0,030, Cr=22.00-24.00, Ni=12.00-15.00, Fe=Баланс	C Меньше или равно 0,08, Si Меньше или равно 1,00, Mn Меньше или равно 2,00, P Меньше или равно 0,045, S Меньше или равно 0,030, Cr=24.00-26.00, Ni=19.00-22.00, Fe=Баланс
Механические свойства (отожженный)	Предел прочности при растяжении больше или равен 515 МПа, предел текучести больше или равен 205 МПа, относительное удлинение больше или равно 40 %, твердость меньше или равно 217HB.	Предел прочности при растяжении больше или равен 515 МПа, предел текучести больше или равен 205 МПа, относительное удлинение больше или равно 40 %, твердость меньше или равно 217HB.
Рабочая температура	От -196 до 1050 градусов (непрерывная работа)	От -196 до 1150 градусов (непрерывная работа)
Высокая-стойкость к ползучести при высоких температурах (1000 градусов)	Предел прочности при ползучести (1000 ч) Не менее 20 МПа.	Предел прочности при ползучести (1000 ч) Не менее 35 МПа.
Эквивалентные оценки	SUS309S (JIS), EN 1.4828, UNS S30908	SUS310S (JIS), EN 1.4845, UNS S31008

Ключевые различия в производительности: 1. Устойчивость к окислению при высоких-температурах: сверх-высокое содержание хрома-никеля в 310S образует более плотную и стабильную композитную оксидную пленку Cr₂O₃-NiO, которая может противостоять окислению при 1150 градусах; Устойчивость к окислению 309S недостаточна при температуре выше 1050 градусов, а оксидная пленка склонна к старению и отслаиванию.. 2. Предел ползучести при высоких-температурах: при 1000 градусах предел прочности при ползучести 310S в течение 1000 часов на 75 % выше, чем у 309S, с лучшей долговременной-структурной стабильностью при сверх-высоких температурах и стрессоустойчивость. 3. Коррозионная стойкость: Оба подходят для высоко-температурной окислительной атмосферы; 310S обладает лучшей коррозионной стойкостью в высокотемпературных смешанных газовых средах (например, в дымовых газах, содержащих SO₂, NOx) из-за более высокого содержания никеля.. 4. Стоимость: 310S на 40–60 % дороже, чем 309S.. 5. Формуемость: оба имеют хорошую формуемость, но более высокое содержание сплава в 310S приводит к более высокой стойкости к деформации и требует более высокой температуры формования.

Различие применимых сценариев: 309S подходит для компонентов, устойчивых к -окислению- ниже 1050 градусов, таких как облицовка промышленных печей (менее или равна 1050 градусов), высоко-трубопроводов дымовых газов, печей для термообработки и компонентов камеры сгорания котла.. 310S подходит для компонентов подшипников, устойчивых к сверх-высокотемпературному окислению-напряжению-, таких как в качестве футеровок сверх-печей (1050-1150 градусов), труб печей нефтехимического крекинга, высокотемпературных-компонентов мусоросжигательных заводов и деталей оборудования для высокотемпературного спекания.

Практические вопросы и ответы

В1: Почему 310S можно использовать при температуре 1150 градусов, а 309S нельзя? A1: содержание хрома в 310S (24-26%) и никеля (19-22%) выше, чем в 309S; композитная оксидная пленка, образованная высоким содержанием хрома и никеля, обладает более высокой стабильностью при высоких температурах, что может предотвратить внутреннее окисление и эрозию металла при температуре 1150 градусов; Оксидная пленка 309S разлагается и отслаивается при температуре выше 1050 градусов, что приводит к быстрому выходу компонентов из строя.

Вопрос 2. Какова разница в сроке службы между 309S и 310S в футеровках печей для сверх-высоких температур? A2: В окислительной атмосфере с температурой 1100 градусов срок службы 310S больше или равен 5 годам, а срок службы 309S меньше или равен 1 году; При этой температуре 309S будет подвергаться очевидному окислительному утончению и охрупчиванию, что не позволяет обеспечить долгосрочные-требования к эксплуатации.

Вопрос 3. Можно ли использовать 310S в средах с высокими-агрессивными газовыми смесями? А3: Да. Высокое содержание никеля повышает устойчивость к высокотемпературной сульфидной и нитратной коррозии; он подходит для высокотемпературных дымовых газов, содержащих SO₂, NOx и другие агрессивные газы, тогда как 309S склонен к точечной коррозии в таких средах.

В4: Какие сварочные материалы используются для 309S и 310S? A4: 309S использует сварочную проволоку ER309L, а 310S использует сварочную проволоку ER310L; обоим необходимо контролировать тепловложение при сварке (менее или равное 200 Дж/мм), чтобы избежать укрупнения зерна; После-пассивационная обработка после сварки рекомендуется для улучшения компактности оксидной пленки.

В5: Как выбрать между 309S и 310S? A5: выберите 309S, если рабочая температура меньше или равна 1050 градусам и стоимость вызывает беспокойство; выбирайте 310S, если рабочая температура составляет 1050-1150 градусов или если требуется устойчивость к ползучести при сверхвысоких температурах и стойкость к коррозии в смесях газов, независимо от стоимости.