309 (UNS S30900) กับ 310S (UNS S31008): การเลือกโลหะผสมที่ทนต่อการออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง-

 

องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติสำคัญที่อุณหภูมิสูง-ของ 309 และ 310S คืออะไร
โดยทั่วไปเกรด 309 ประกอบด้วยโครเมียม 22-24% และนิกเกิล 12-15% เกรด 310S ซึ่งเป็นรุ่นคาร์บอนต่ำ 310 ประกอบด้วยโครเมียม 24-26% และนิกเกิล 19-22% ปริมาณโลหะผสมที่สูงกว่าของ 310S ทำให้มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน เกรดทั้งสองมีสเกลโครเมียมออกไซด์ที่เสถียรและป้องกันได้. 309 โดยทั่วไปเหมาะสำหรับการซ่อมบำรุงอย่างต่อเนื่องสูงถึงประมาณ 980 องศา (1800 องศา F) ในขณะที่ 310S สามารถใช้ได้อย่างต่อเนื่องจนถึงประมาณ 1150 องศา (2100 องศา F) ในบรรยากาศออกซิไดซ์. 310S ยังให้ความต้านทานต่อวงจรความร้อนและคาร์บูไรเซชันที่ดีกว่าอีกด้วย

เกรดหนึ่งที่ต้องการอย่างชัดเจนในบรรยากาศและการใช้งานของเตาเผาแบบใด
เลือก 309 สำหรับการออกซิไดซ์ในระดับปานกลางเพื่อลดบรรยากาศ และสำหรับการใช้งานเช่น ท่อเรเดียน ลูกกลิ้งเตา และการรีทอร์ตในที่ที่มีอุณหภูมิสูง แต่โดยทั่วไปจะยังคงอยู่ต่ำกว่า 1,050 องศา นอกจากนี้ยังเป็นทางเลือกทั่วไปสำหรับแถบสำรองในการเชื่อม ระบุ 310S สำหรับสภาวะออกซิไดซ์ที่รุนแรงที่สุด เช่น ในเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง-ภายใน หัวฉีดหัวเผา และท่อหัวเผาแบบกระจายซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่า 1050 องศา . 310S ยังเป็นที่ต้องการเมื่อต้องการความต้านทานต่อบรรยากาศที่ทำให้เกิดคาร์บูไรซิ่งหรือซัลไฟด์ เนื่องจากมีปริมาณนิกเกิลที่สูงกว่า

อะไรคือความแตกต่างในการผลิตระหว่างโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง-ที่คล้ายกันทั้งสองชนิดนี้?
ทั้งสองประเภทมีอัตราการชุบแข็งสูง-และต้องใช้กำลังในการขึ้นรูปและตัดเฉือนมากกว่าเกรดมาตรฐาน การเชื่อมทำได้ง่ายโดยใช้โลหะผสมผสมที่ตรงกันหรือมากกว่า- (ER309 หรือ ER310) อย่างไรก็ตาม ปริมาณอัลลอยด์ที่สูงกว่าของ 310S อาจทำให้การตัดเฉือนมีความท้าทายมากขึ้นเล็กน้อย ข้อควรพิจารณาในการผลิตที่สำคัญสำหรับทั้งสองอย่างคือ มักใช้ในส่วนที่บาง การควบคุมความผิดเพี้ยนระหว่างการเชื่อมและการบำบัดความร้อนถือเป็นสิ่งสำคัญ แนะนำให้ทำการหลอมสารละลายหลังการเชื่อม-เพื่อให้มีการกัดกร่อนและทนความร้อนได้อย่างเหมาะสม

จากมุมมองของต้นทุน การเลือก 310S ที่มีราคาแพงกว่าจะกลายเป็นเรื่องบังคับเมื่อใด
การเลือก 310S ถือเป็นข้อบังคับเมื่ออุณหภูมิในการทำงานต่อเนื่องเกินขีดจำกัดที่ปลอดภัยสำหรับ 309 หรือเมื่อบรรยากาศเกิดคาร์บูไรซิ่งอย่างรุนแรง หากส่วนประกอบ 309 ทำงานล้มเหลวก่อนเวลาอันควรเนื่องจากการปรับขนาด การออกซิเดชัน หรือคาร์บูไรเซชันมากเกินไป การอัพเกรดเป็น 310S ถือเป็นขั้นตอนเชิงตรรกะ สำหรับการออกแบบใหม่ตามข้อกำหนดของผู้ผลิตเตาเผาหรือแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรมสำหรับอุณหภูมิที่กำหนด ต้นทุนวัสดุเริ่มต้นระดับพรีเมียมสำหรับ 310S ถือเป็นการลงทุนที่จำเป็นเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ในระยะยาว- และหลีกเลี่ยงการหยุดทำงานที่มีค่าใช้จ่ายสูงในการเปลี่ยน

วิศวกรควรปฏิบัติตามแนวทางสุดท้ายข้อใดเมื่อบันทึกการเลือกวัสดุระหว่าง 309 ถึง 310S
การเลือกจะต้องเชื่อมโยงอย่างชัดเจนกับอุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่กำหนดและองค์ประกอบบรรยากาศเตาเผา เอกสารควรระบุว่า: "เลือกเกรด 310S เนื่องจากมีอุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องสูงสุดที่ X องศา ซึ่งเกินขีดจำกัดที่แนะนำสำหรับเกรด 309" อ้างอิงข้อกำหนด ASTM/EN ฉบับเต็มเสมอ (เช่น ASTM A240, เกรด 310S) สำหรับส่วนประกอบที่สำคัญ อาจเป็นเรื่องที่รอบคอบที่จะต้องได้รับการรับรองจากโรงงานซึ่งรวมถึงข้อมูลการทดสอบออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง-ตามจริง หรือการรับประกันขีดจำกัดขององค์ประกอบทางเคมี