309 (UNS S30900) مقابل 310S (UNS S31008): اختيار السبائك المقاومة لدرجات الحرارة العالية والأكسدة

 

ما التركيبات الكيميائية وخصائص درجات الحرارة المرتفعة-الرئيسية لـ 309 و310S؟
يحتوي الصف 309 عادةً على 22-24% كروم و12-15% نيكل. يحتوي الصف 310S، وهو نسخة منخفضة الكربون من 310، على 24-26% كروم و19-22% نيكل. يمنحها المحتوى العالي من السبائك لـ 310S ميزة واضحة. يشكل كلا الصفين مقياس أكسيد الكروم المستقر والوقائي. 309 المناسب بشكل عام للخدمة المستمرة حتى 980 درجة تقريبًا (1800 درجة فهرنهايت)، بينما يمكن استخدام 310S بشكل مستمر حتى حوالي 1150 درجة (2100 درجة فهرنهايت) في الأجواء المؤكسدة. 310S كما يوفر مقاومة أفضل للدوران الحراري والكربنة.

في أي أجواء الفرن والتطبيقات المحددة يفضل بوضوح درجة واحدة؟
اختر 309 للأكسدة المعتدلة لتقليل الأجواء، ولتطبيقات مثل الأنابيب المشعة، ولفائف الفرن، والمعوجات حيث تكون درجات الحرارة مرتفعة ولكنها تظل عادةً أقل من 1050 درجة. إنه أيضًا خيار شائع لدعم الشرائط في اللحام. حدد 310S لأشد ظروف الأكسدة، كما هو الحال في الأجزاء الداخلية من المكلس ذات درجة الحرارة العالية-، وفوهات الشعلة، وأنابيب الشعلة المشعة حيث تتجاوز درجات الحرارة 1050 درجة . 310S ويفضل أيضًا مقاومة الأجواء الكربنة أو الكبريتدة، وذلك بفضل محتواها العالي من النيكل.

ما هي الاختلافات في التصنيع بين هاتين السبائكتين المتشابهتين-ذوي درجات الحرارة العالية؟
يتمتع كلاهما بمعدلات تصلب عالية-ويتطلبان طاقة أكبر للتشكيل والتصنيع مقارنة بالدرجات القياسية. يعد اللحام أمرًا مباشرًا باستخدام معادن حشو متطابقة أو أكثر من-سبائك (ER309 أو ER310). ومع ذلك، فإن المحتوى العالي من السبائك في 310S يمكن أن يجعل الأمر أكثر صعوبة قليلاً بالنسبة للآلة. أحد الاعتبارات الرئيسية في التصنيع لكليهما هو أنهما غالبًا ما يستخدمان في المقاطع الرقيقة؛ يعد التحكم في التشويه أثناء اللحام والمعالجة الحرارية أمرًا بالغ الأهمية. يوصى بالتليين بعد -محلول اللحام لاستعادة التآكل الأمثل ومقاومة الحرارة.

من منظور التكلفة، متى يصبح اختيار الطراز 310S الأكثر تكلفة أمرًا إلزاميًا؟
يصبح اختيار 310S إلزاميًا عندما تتجاوز درجة حرارة التشغيل المستمرة الحد الآمن لـ 309، أو عندما يكون الجو مكربنًا بقوة. إذا فشل مكون 309 قبل الأوان بسبب القياس المفرط أو الأكسدة أو الكربنة، فإن الترقية إلى 310S هي الخطوة المنطقية. بالنسبة للتصميمات الجديدة المستندة إلى مواصفات الشركة المصنعة للأفران أو أفضل ممارسات الصناعة لدرجة حرارة معينة، فإن علاوة تكلفة المواد الأولية لـ 310S هي استثمار ضروري لضمان موثوقية المعدات على المدى الطويل- وتجنب فترات التوقف المكلفة لعمليات الاستبدال.

ما هو المبدأ التوجيهي النهائي الذي يجب على المهندس اتباعه عند توثيق اختيار المواد بين 309 و310S؟
يجب أن يرتبط الاختيار بشكل صريح بدرجة حرارة التشغيل القصوى المحددة وتكوين جو الفرن. يجب أن تنص الوثائق على ما يلي: "تم تحديد الدرجة 310S بسبب الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل المستمر البالغة X درجة، وهو ما يتجاوز الحد الموصى به للصف 309." قم دائمًا بالرجوع إلى مواصفات ASTM/EN الكاملة (على سبيل المثال، ASTM A240، Grade 310S). بالنسبة للمكونات المهمة، قد يكون من الحكمة أيضًا طلب شهادة المطحنة التي تتضمن بيانات اختبار الأكسدة الفعلية -في درجة الحرارة العالية أو ضمان حدود التركيب الكيميائي.