ترکیب شیمیایی فولاد ضد زنگ 310S و خواص دمای بالا-

چرا ترکیب شیمیایی 310S را در دمای بالا هدایت می‌کند-

310S یک فولاد ضد زنگ کاملا آستنیتی با تعادل کروم و نیکل بالا است: 24.0-26.0٪ کروم و 19.0-22.0٪ نیکل. محتوای بالای کروم یک مقیاس اکسید کروم پایدار و محکم را در دماهای بالا تشکیل می دهد، در حالی که محتوای نیکل بالا ساختار آستنیتی را تثبیت می کند و مقاومت در برابر خستگی حرارتی را بهبود می بخشد. پسوند S نشان‌دهنده نسخه کم کربن است، با کربن محدود به حداکثر 0.08٪، که باعث کاهش بارش کاربید کروم در طول جوشکاری و در طول سرویس طولانی‌مدت بین 500 درجه تا 850 درجه می‌شود.

ترکیب شیمیایی بر اساس ASTM A240 (UNS S31008)

310S مطابق با EN 1.4845 و JIS SUS310S است. محدودیت های ترکیب زیر در ASTM A240 برای UNS S31008 تعریف شده است.

عنصر	محتوا (%)
کروم (کروم)	24.0 - 26.0
نیکل (Ni)	19.0 - 22.0
کربن (C)	حداکثر 0.08
سیلیکون (Si)	حداکثر 1.50
منگنز (Mn)	حداکثر 2.00
فسفر (P)	حداکثر 0.045
گوگرد (S)	حداکثر 0.030

خواص مکانیکی و فیزیکی

حداقل خواص مکانیکی معمولی برای صفحه 310S استحکام تسلیم 245 مگاپاسکال، استحکام کششی 550 مگاپاسکال، ازدیاد طول 45 درصد و سختی برینل 217 HB حداکثر است. این مقادیر برگه داده با حداقل های ASTM A240 برابر استحکام تسلیم 205 مگاپاسکال و استحکام کششی 515 مگاپاسکال برای UNS S31008. خواص فیزیکی کلیدی در زیر ذکر شده است.

اموال	ارزش
استحکام کششی (MPa)	550 دقیقه
قدرت تسلیم (MPa)	245 دقیقه
ازدیاد طول (%)	45 دقیقه
سختی (HB)	حداکثر 217
چگالی (g/cm³)	7.89
گرمای ویژه (J/kg·K)	502
مدول الاستیسیته (GPa)	196
هدایت حرارتی در 100 درجه (W/m·K)	10.8
مقاومت الکتریکی (μΩ·cm)	78.0
محدوده ذوب (درجه)	1354 - 1402

محدودیت های دمای سرویس و کاربردهای معمولی

310S برای سرویس مداوم تا حدود 1150 درجه و سرویس متناوب تا حدود 1035 درجه در اتمسفرهای اکسید کننده رتبه بندی شده است. این محدودیت ها توسط اکسیداسیون و رفتار خزشی تعیین می شود، نه با ذوب، زیرا محدوده ذوب 1354-1402 درجه است. از آنجایی که نسخه کم کربن در برابر حساسیت مقاومت می کند، 310S برای قطعات جوشکاری شده که در دمای بالای 800 درجه کار می کنند، انتخاب ارجح است. کاربردهای معمولی شامل رول ها و صدا خفه کن کوره ها، لوله های تابشی، اجزای مبدل حرارتی، آستر زباله سوز، مبلمان کوره، پوشش های بازپخت و تجهیزات پردازش شیمیایی است که در دماهای بسیار بالا کار می کنند. در اتمسفرهای کاهنده یا سولفید کننده، مقیاس اکسید کروم کمتر محافظ است، بنابراین محدودیت های خدمات باید کاهش یابد.

310S در مقابل 309S در مقابل 316

309S حاوی 22.0-24.0% کروم و 12.0-15.0% نیکل است که عملکرد خوبی را تا حدود 1000 درجه با هزینه کمتر از 310S می‌دهد. 310 به لطف محتوای نیکل بالاتر، سقف خدمات را تقریباً 150 درجه افزایش می‌دهد. در مقابل، 316 یک درجه دارای مولیبدن است که برای خوردگی آبی در دمای محیط و متوسط ​​بهینه شده است. حداکثر دمای سرویس مداوم آن بسیار پایین تر است و جایگزینی برای 310S در کوره های با دمای بالا نیست. برعکس، 310S فقط مقاومت متوسطی در برابر حفره های کلرید در دمای اتاق ارائه می دهد و برای محیط های دریایی یا شیمیایی دارای کلرید کمتر از 316 مناسب است.

سوالات متداول

Q1: تفاوت بین 310 و 310S چیست؟
A: 310 که UNS S31000 است، کربن را تا 0.25% مجاز می‌کند، در حالی که 310S کربن را به 0.08% محدود می‌کند. 310 در دماهای بسیار بالا استحکام کمی بالاتری ارائه می‌کند، اما 310S برای قطعات جوش داده شده ترجیح داده می‌شود زیرا محتوای کربن کم از خوردگی بین دانه‌ای جلوگیری می‌کند.

Q2: آیا می توان 310S را به طور مداوم در 1200 درجه استفاده کرد؟
A: خیر. خدمات مداوم معمولاً حدود 1150 درجه و خدمات متناوب در حدود 1035 درجه رتبه بندی می شود. عملکرد پایدار در 1200 درجه باعث اکسیداسیون سریع و آسیب خزش می شود.

Q3: آیا 310S قابل جوش است؟
پاسخ: بله، 310S به خوبی با پرکننده آستنیتی منطبق جوش می‌شود و نیازی به گرمایش ندارد. محتوای کم کربن، بارش کاربید کروم را در منطقه تحت تأثیر گرما محدود می‌کند.

Q4: آیا 310S مغناطیسی است؟
پاسخ: 310S آستنیتی است و اساساً در شرایط آنیل شده غیر مغناطیسی است، اگرچه مغناطیس خفیفی می تواند پس از کار سرد ظاهر شود.

Q5: آیا 310S در برابر خوردگی کلرید مقاومت می کند؟
ج: خوب نیست. در برابر اکسیداسیون و سولفید شدن در دمای بالا مقاومت می کند، اما در محیط های آبی غنی از کلرید{2}}در مقایسه با گریدهای حاوی مولیبدن- مانند 316 در برابر حفره شدن مقاومت کمتری دارد.