เหล็กกล้าไร้สนิม 310S: วัสดุระดับบนสุด-สำหรับอุณหภูมิที่สูงมาก

310S เป็นเกรด "ระดับสูงสุด-" ของเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมสูง-นิกเกิลออสเทนนิติก (Cr=24%-26%, Ni=19%-22%) มีความต้านทานออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงมากและความแข็งแรงของการคืบ สามารถใช้งานได้ในระยะยาว-ที่อุณหภูมิ 1,000-1200 องศา ซึ่งทำหน้าที่เป็นวัสดุ "แนวป้องกันสุดท้าย" ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ

พารามิเตอร์หลัก

องค์ประกอบทางเคมี (wt%): C น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.08, Si น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.50, Mn น้อยกว่าหรือเท่ากับ 2.00, P น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.045, S น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.030, Cr=24.00-26.00, Ni=19.00-22.00, Fe=สมดุล

คุณสมบัติทางกล (อบอ่อน): ความต้านแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 515MPa, ความแข็งแรงของผลผลิตมากกว่าหรือเท่ากับ 205MPa, การยืดตัวมากกว่าหรือเท่ากับ 40%, ความแข็งของ Brinell น้อยกว่าหรือเท่ากับ 217HB

อุณหภูมิบริการ: 1,000 องศาถึง 1200 องศา (บริการต่อเนื่อง) สูงถึง 1300 องศาสำหรับบริการระยะสั้น-

เกรดที่เทียบเท่า: SUS310S (JIS), EN 1.4845 (EN), UNS S31008 (ASTM)

ข้อดีด้านประสิทธิภาพ: ฟิล์มคอมโพสิตออกไซด์ Cr₂O₃-NiO ยังคงความเสถียรแม้ที่ 1200 องศา โดยมีอัตราการออกซิเดชันน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.1 มม./ปี เวลาการแตกของคืบที่ 1100 องศาคือ 3 เท่าของ 309S ต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมต่อ-ซัลไฟด์และคลอไรด์ที่อุณหภูมิสูง ความเหนียวที่อุณหภูมิสูง-ดี โดยมีความเหนียวในการกระแทกมากกว่าหรือเท่ากับ 50J ที่ 1,000 องศา

การใช้งานทั่วไป: ท่อแกนเตาของเตาเผาอุตสาหกรรม ส่วนประกอบไอเสียของเครื่องยนต์ไอพ่น การบุของส่วนอุณหภูมิสูง-ของเตาเผาขยะ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่อุณหภูมิสูง-ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ถังเก็บเกลือหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูง-

ถามตอบเชิงปฏิบัติ

คำถามที่ 1: 310S สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงพิเศษ-ในระยะสั้น-ที่ 1300 องศาได้หรือไม่ A1: ได้ แต่เวลาพักอาศัยจะต้องน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 1300 องศา เหล็กจะอ่อนตัวลงเล็กน้อย โดยความแข็งแรงลดลง 50% และอัตราออกซิเดชันจะเร่งเป็น 0.5 มม./ปี การบริการระยะยาว-จะส่งผลให้วัสดุบางลงและล้มเหลว

คำถามที่ 2: อะไรคือความยากที่สุดในการเชื่อม 310S? A2: ปริมาณนิกเกิลที่สูงจะเพิ่มความหนืดของสระเชื่อม ทำให้เกิดข้อบกพร่องจากการหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์ได้ง่าย จำเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ (150-200A สำหรับการเชื่อม TIG) และความเร็วในการเชื่อมที่ช้าเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเจาะเต็ม เลือกลวดเชื่อม ER310 และทำการอบอ่อนที่ 1,050-1100 องศาหลังการเชื่อมเพื่อขจัดความเครียดในการเชื่อม

คำถามที่ 3: อะไรคือข้อดีของ 310S เมื่อเทียบกับโลหะผสมที่มีนิกเกิล- Inconel 600 A3: ราคาเพียง 1/3 ของ Inconel 600 และประสิทธิภาพการเกิดออกซิเดชันเทียบเท่ากับอุณหภูมิต่ำกว่า 1200 องศา มีความสามารถในการเชื่อมได้ดีกว่า Inconel 600 โดยไม่จำเป็นต้องอุ่นเครื่องและบำบัดภายหลัง{10}ที่ซับซ้อน Inconel 600 มีประสิทธิภาพที่ดีกว่าเหนือ 1200 องศาหรือในบรรยากาศที่ลดลงอย่างมาก

คำถามที่ 4: 310S จะเกิดการเปราะระยะซิกมาหรือไม่ A4: ระยะซิกมาจะตกตะกอนเมื่ออยู่ที่ 800-1,000 องศาเป็นเวลานาน (มากกว่าหรือเท่ากับ 100 ชั่วโมง) ทำให้ความเหนียวของแรงกระแทกลดลงเหลือน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10J จำเป็นต้องควบคุมอัตราการทำความร้อน/ความเย็นอย่างเคร่งครัด และหลีกเลี่ยงการเก็บรักษาความร้อนในระยะยาวในช่วงอุณหภูมินี้ หากเฟสซิกมาตกตะกอน ก็สามารถกำจัดออกได้โดยการหลอมที่อุณหภูมิ 1100 องศา แล้วทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว

คำถามที่ 5: 310S เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูง-แรงดันสูงพิเศษ-สูง-หรือไม่ A5: ใช่ แต่ต้องควบคุมความดัน แรงดันใช้งานที่อนุญาตคือน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10MPa ที่ 1,000 องศา และน้อยกว่าหรือเท่ากับ 2MPa ที่ 1200 องศา ผนังท่อที่มีความหนาหรือโครงสร้างคอมโพสิตควรถูกนำมาใช้ในการออกแบบ และควรทำการทดสอบแบบไม่ทำลาย-อย่างเข้มงวด (เช่น การทดสอบอัลตราโซนิก + การถ่ายภาพรังสี) เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อบกพร่องภายใน