Shunda Road, Lincheng Town Science and Technology Industrial Park, Xinghua City, provincie Jiangsu
Nerezová ocel 309S je nízkouhlíková verze třídy 309, austenitická chrom-niklová slitina s 22,0–24,0 % chrómu a 12,0–15,0 % niklu. Označený UNS S30908 ve Spojených státech a 1.4833 v evropském systému je specifikován hlavně pro komponenty pracující v oxidačních atmosférách při teplotách až do zhruba 1000 °C v nepřetržitém provozu.
Definující limit specifikace je uhlík: 309S je omezen na 0,08 % C, zatímco přímý 309 umožňuje až 0,20 %. Nižší uhlík potlačuje precipitaci karbidu chrómu na hranicích zrn, když je materiál svařován nebo udržován v rozsahu 430–900 °C, takže 309S je preferován pro svařované výrobky a zařízení s tepelným cyklem.
Nezaměňujte formu produktu s jakostí. 309S je kovaná specifikace používaná pro plechy, desky, tyče a trubky. Když je pro odlévaný díl, jako je válec pece, pecní deska nebo přípravek pro tepelné zpracování, potřeba stejná rodina slitin Cr-Ni, slévárny pracují na odlévaných jakostech, jako je ASTM A297 stupeň HH, spíše než na tvářené 309S specifikaci.
Chemické složení 309S (UNS S30908)
Chemické složení 309S je stanoveno normami jako ASTM A240 a ekvivalentními evropskými specifikacemi; každá vysokoteplotní vlastnost vyplývá z níže uvedené bilance.
| prvek | 309S (S30908) | Proč na tom záleží |
|---|---|---|
| uhlík (C) | max. 0,08 | Omezuje srážení karbidů na hranicích zrn |
| Chrom (Cr) | 22,0–24,0 | Tvoří ochranný povlak Cr2O3 proti oxidaci |
| nikl (Ni) | 12,0–15,0 | Stabilizuje austenit a udržuje pevnost při teplotě |
| mangan (Mn) | max. 2,00 | Dezoxidace a minoritní podíl austenitu |
| křemík (Si) | max. 1,00 | Zlepšuje odolnost proti oxidaci a nauhličování |
| fosfor (P) | 0,045 max | Zbytkový prvek kontrolovaný na tažnost |
| síra (S) | 0,030 max | Zbytkový prvek řízený pro zpracovatelnost za tepla |
Ve srovnání s vysoce legovanou slitinou 310S (24–26 % Cr, 19–22 % Ni) nabízí 309S levnější základ a přitom stále poskytuje praktickou odolnost proti oxidaci kolem 1000 °C. Dodatečný nikl v 310S získává viditelnou rezervu v pevnosti při tečení a odolnosti vůči silnému tepelnému cyklování, což je důvod, proč má 310S tendenci nahradit 309S, jakmile provozní teplota vyšplhá nad zhruba 1000 °C.
Mechanické a fyzikální vlastnosti
V žíhaném stavu je 309S měkký, tvárný a nemagnetický; níže uvedené hodnoty popisují stav výroby, nikoli stav horkého provozu.
| Majetek | Žíhaná hodnota |
|---|---|
| Minimální pevnost v tahu | 515 MPa (75 ksi) |
| Minimální mez kluzu | 205 MPa (30 ksi) |
| Minimální prodloužení | 40 % |
| Tvrdost | Maximálně 217 HB, typicky 160–180 HB |
| Hustota | 7,98 g/cm³ |
| Modul pružnosti | ≈200 GPa |
| Rozsah tání | ≈1400–1450 °C |
| Střední koeficient tepelné roztažnosti, 20–100 °C | ≈15 µm/(m·K) |
| Tepelná vodivost, 100 °C | ≈15–16 W/(m·K) |
Nevybírejte 309S na základě jeho minima v tahu 515 MPa, pokud je provozní teplota 900 °C. Přípustné napětí prudce klesá nad 600 °C a praktický limit je stanoven rychlostí oxidace a životností při tečení pro přesnou tloušťku řezu. Když odešlete RFQ, uveďte atmosféru, špičkovou teplotu a zatížení; dodavatel se pak může rozhodnout mezi 309S, litou třídou HH/HK nebo upgradem 310S.
309S vs. 310S a lité žáruvzdorné třídy
Nejbližším odlitkem 309S je ASTM A297 Grade HH, slitina 25Cr-12Ni, jejíž nominální složení sdílí asi 96 % prvků s tvářenou jakostí, ale nese více uhlíku, aby odlitky získaly pevnost při tečení při vysokých teplotách.
Toto rozlišení je nejčastějším zdrojem zmatků při zadávání zakázek. Pokud odešlete výkres pro pecní válec a napíšete na něj „309S“, slévárna odlitků normálně navrhne chemii typu HH (24–28 % Cr, 11–14 % Ni, 0,20–0,50 % C), protože nízkouhlíková tvářená chemie nevyvine odlévanou mikrostrukturu a pevnost v přetržení potřebnou v tlusté nosné sekci. Nejprve vyberte formu produktu: kovaný 309S, kde můžete řezat, tvarovat a svařovat plechy nebo trubky; lité třídy A297, kde je díl tvarovaný, těžký a zatížený při teplotě.
| Grade | Form | Carbon | Chrom | nikl | Typická role |
|---|---|---|---|---|---|
| 309 / 309S | Tvářené plechy, desky, tyče, trubky | ≤0,20 / ≤0,08 % | 22–24 % | 12–15 % | Vyráběné vložky, potrubí, svařované sestavy trubek |
| 310/310S | Tvářené plechy, desky, tyče, trubky | ≤0,25 / ≤0,08 % | 24–26 % | 19–22 % | Komponenty vyrobené za vyšších teplot |
| HH (A297) | Statické nebo odstředivé lití | 0,20–0,50 % | 24–28 % | 11–14 % | Tlusté odlitky kolem 1000 °C |
| HK (A297) | Statické nebo odstředivé lití | 0,20–0,60 % | 24–28 % | 18–22 % | Těžší odlitky nad 1000 °C |
Pro kulaté součásti, které přenášejí zatížení v peci, je odstředivé lití obvykle správnou cestou, protože vytváří hustou, směrově ztuhlou strukturu. Pro vedení plynu je přijatelná válcovaná a svařovaná trubka 309S; trubka, která musí udržet svou vlastní hmotnost při 1000 °C, by měla být odstředivě litým výrobkem s řízenou chemií.
Odstředivě litá tepelně odolná trubka z nerezové oceli Tato trubka je vyráběna odstředivým litím pro hustou, směrově ztuhlou strukturu, díky čemuž je vhodná pro nosné součásti pecí při vysokých teplotách, jako jsou plynové potrubí a trubky, které musí udržet svou vlastní hmotnost při 1000 °C. Zobrazit produkt → Výroba a tepelné zpracování
309S lze řezat, tvarovat, obrábět a svařovat standardními austenitickými nerezovými postupy; jedním kritickým pravidlem je dokončit práci za tepla s úplným rozpouštěcím žíháním a rychlým ochlazením.
Rozpouštěcí žíhání se provádí při 1038–1120 °C s dostatečnou výdrží k rozpuštění karbidů chrómu, následuje ochlazení vodou nebo intenzivní chlazení vzduchem. Třídu nelze vytvrdit tepelným zpracováním; tuhost získaná prací za studena je jednoduše zpevněním a mizí při žíhání.
Svařování je jednoduché. Použijte odpovídající náplň 309 nebo 309L, vyhněte se předehřívání s výjimkou velmi tuhých sekcí a udržujte meziprůchodové teploty mírné. 0,08% uhlíkový uzávěr výrazně snižuje precipitaci karbidu chrómu v tepelně ovlivněné zóně ve srovnání s přímým 309, což je důvod, proč mohou svařence v 309S vstoupit do provozu pece bez samostatné úpravy po svařování.
Stejná úvaha se vztahuje i na přípravky, které nesou obrobky během cyklů tepelného zpracování. Konstrukce tácu a materiál tácu společně určují rovnoměrnost teploty a náš přehled optimalizace konstrukce misky pro tepelné zpracování vysvětluje strukturální faktory, které slévárna kontroluje před odléváním nástrojů. Pro opakované tepelné cyklování převyšují lité přípravky se zesílenými žebry verze z tenkého plechu, a proto většina operátorů přechází od svařovaných konstrukcí 309S k litým košům a podnosům typu HH pro kontinuální linky tepelného zpracování.
Stohovatelný koš na tepelné zpracování pro pece typu well Tento stohovatelný koš, navržený pro uspořádání dílů během tepelného zpracování, zlepšuje kapacitu pece a proudění vzduchu, zajišťuje rovnoměrný ohřev a konzistentní výsledky, zvláště vhodný pro kontinuální linky tepelného zpracování, kde lité koše typu HH překonávají svařované plechové verze. Zobrazit produkt → Typické vysokoteplotní aplikace
309S je výchozí ekonomická nerezová ocel pro čisté, oxidační atmosféry do cca 1000 °C a pro součásti, které lze vyrobit svařováním nebo tvářením za studena.
- Zařízení pro tepelné zpracování: podnosy, koše, retorty a mufle pracující při 850–1000 °C.
- Vnitřní části pece: sálavé trubky, trysky hořáků, spalovací komory a žáruvzdorné kotvy.
- Kování pro rotační pece: nábytek pece, ochranné plechy ústí a ocasu pece a tepelně odolné těsnící pásy.
- Zařízení pro energetické a energetické využití odpadu: součásti kotlů, sekce předehřívače vzduchu a dmýchací trubice.
- Komponenty petrochemických závodů: teploměrné jímky, vzduchové potrubí, nosné mřížky katalyzátoru a vnitřní části reaktoru.
Dva aplikační limity stojí za zapamatování. V atmosférách obsahujících síru nad zhruba 500 °C je nikl v 309S náchylný k sulfidaci, takže může být vyžadována jiná skupina slitin. Při silném tepelném cyklování v blízkosti 1000 °C se tenká tvářená vložka zdeformuje před litou součástí s navrženými žebry, proto se válečky pece a ochranné desky pro pece téměř vždy odlévají spíše než vyrábí z plechu.
Tepelně odolný válec odstředivé licí pece Tento válec je vyroben ze žáruvzdorných slitin, aby odolal vysokým teplotám a rotačnímu namáhání a zajišťuje spolehlivý pohyb v pecích pro odstředivé lití. Jeho litá konstrukce s žebry nabízí lepší odolnost proti tepelným šokům než tenké kované vložky, což prodlužuje životnost v náročných aplikacích. Zobrazit produkt → Jak specifikovat komponenty 309S: Pokyny pro pořízení
Nejužitečnějším krokem je uvést na každé RFQ formu produktu a řídící standard; požadavek na „odlitek 309S“ je technicky nejednoznačný a povede k nesrovnatelným cenám.
- Specifikujte ASTM A240 pro tvářené plechy a plechy, ASTM A312 nebo A358 pro svařované trubky a ASTM A297 pro odlitky.
- Vyžádejte si skutečnou tepelnou analýzu a ověřte hodnoty chrómu, niklu a uhlíku na zkušebním certifikátu mlýna.
- U odlitků potvrďte chemii vsázky, cestu odlévání a postup tepelného zpracování po odlitku, který slévárna používá.
- Odešlete pracovní cyklus: špičkovou teplotu, složení atmosféry, dobu prodlevy a cyklickou frekvenci.
- U kritických nosných dílů nad 900 °C požadujte spíše údaje o tečení nebo zdokumentovanou servisní historii než hodnoty tahu při pokojové teplotě.
Dodavatel, který pracuje s tvářenými výrobky a odlitky ze stejné rodiny slitin Cr-Ni, může převést váš pracovní cyklus do správné formy produktu bez dohadů. naše slévárna žáruvzdorné legované oceli vyrobila zde popsané druhy odlitků pro pece, pece a linky tepelného zpracování a může doporučit chemii lití, když tvářená součást 309S není tím správným řešením pro daný případ zatížení.
Často kladené otázky o 309S
Jaký je rozdíl mezi 309 a 309S?
Pouze uhlíkový limit. 309 umožňuje max. 0,20 % uhlíku; 309S je omezena na 0,08 %. Nižší uhlík omezuje precipitaci karbidu chrómu během svařování a provozu v rozsahu 430–900 °C, a proto je 309S preferován pro svařovaná a tepelně cyklovaná zařízení.
Lze 309S použít pro odlitky?
309S je formálně kované označení. Pro lité díly používají slévárny třídy ASTM A297 se stejnou Cr-Ni bází, obvykle Grade HH (25Cr-12Ni s 0,20–0,50 % C) kolem 1000 °C. Pokud předložíte výkres „odlitek 309S“, očekávejte, že slévárna navrhne chemii typu HH a vysvětlí náhradu.
Co je lepší při vysoké teplotě: 309S nebo 310S?
310S. Jeho vyšší obsah chrómu (24–26 %) a niklu (19–22 %) poskytuje stabilnější oxidové okují a lepší pevnost při tečení, takže je specifikován nad asi 1000 °C nebo při silném tepelném cyklování. 309S zůstává v rámci svého hodnocení nejlepší volbou v oblasti čistého oxidačního vzduchu.
Musí být 309S po svařování žíhán?
Pro většinu vysokoteplotních služeb ne. Nízký obsah uhlíku chrání tepelně ovlivněnou oblast před senzibilizací. Pokud svařenec čelí také vodným korozivním médiím, lze specifikovat úplné rozpouštěcí žíhání při 1038–1120 °C s následným rychlým ochlazením.
Je 309S magnetický?
V žíhaném stavu je v podstatě nemagnetický, jak se očekává u austenitické třídy. Práce za studena může vyvolat mírný magnetismus, ale u pecí a pecí je to zřídka významné.
