309S عالي-كروم-نيكل ستانلس ستيل أوستنيتي

309S عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ يحتوي على نسبة عالية من -الكروم-والنيكل، وهو مصمم للاستخدام في التطبيقات المقاومة لدرجات الحرارة العالية-والأكسدة-. يشكل محتواه العالي من الكروم طبقة كثيفة من أكسيد Cr₂O₃ عند درجات حرارة عالية، مما يوفر مقاومة ممتازة للأكسدة ذات درجة الحرارة العالية-، ومناسب للمكونات الموجودة في بيئات الأكسدة ذات درجة الحرارة العالية-.

التركيب الكيميائي (بالوزن٪): C أقل من أو يساوي 0.08، Cr=22.00-24.00، Ni=12.00-15.00، Si أقل من أو يساوي 1.00، Mn أقل من أو يساوي 2.00، P أقل من أو يساوي 0.045، S أقل من أو يساوي 0.030، Fe= الرصيد

الخواص الميكانيكية (ملدن): قوة الشد أكبر من أو تساوي 515MPa، قوة الخضوع أكبر من أو تساوي 205MPa، الاستطالة أكبر من أو تساوي 40%، الصلابة أقل من أو تساوي 217HB

مزايا الأداء: مقاومة ممتازة للأكسدة في درجات الحرارة العالية (درجة حرارة الخدمة المستمرة تصل إلى 1050 درجة)؛ قوة جيدة لدرجات الحرارة العالية-ومقاومة الزحف؛ قابلية لحام ممتازة أداء مستقر في الأجواء المؤكسدة-ذات درجات الحرارة العالية.

التطبيقات: بطانات الأفران الصناعية، وتركيبات أفران المعالجة الحرارية، وأختام أبواب الفرن ذات درجة الحرارة العالية-، وخطوط أنابيب غاز المداخن ذات درجة الحرارة العالية- في صناعة توليد الطاقة، ومكونات غرفة احتراق الغلاية.

الدرجات المعادلة: UNS S30908، JIS SUS309S، EN 1.4828، GB 06Cr23Ni13

Q&A

س 1: لماذا يمكن استخدام 309S عند درجة 1050 بينما لا يمكن استخدام 304؟ A1: يمكن استخدام 309S عند 1050 درجة ويرجع ذلك أساسًا إلى محتواه العالي من الكروم (22.00-24.00wt%)، وهو أعلى بنسبة 20% من محتوى الكروم 304 (18.00-20.00wt%). عند درجات الحرارة المرتفعة، يتفاعل الكروم في 309S مع الأكسجين ليشكل طبقة كثيفة ومستقرة من أكسيد الكروم (Cr₂O₃) على السطح، والتي يمكنها عزل المعدن الأساسي بشكل فعال عن الأجواء المؤكسدة ذات درجة الحرارة العالية ومنع المزيد من الأكسدة. في المقابل، يؤدي محتوى الكروم الأقل في 304 إلى طبقة أكسيد أرق وأقل استقرارًا؛ عندما تتجاوز درجة الحرارة 870 درجة، سيصبح فيلم الأكسيد هذا غير مستقر، ويتقشر بسهولة، وسيخضع المعدن الأساسي للأكسدة والتآكل السريع.

 

س2: ما الفرق في مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية-بين 309S و316؟ A2: مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية لـ 309S تتفوق بشكل كبير على تلك الموجودة في 316، ويرجع ذلك أساسًا إلى محتوى الكروم العالي في 309S. 309S الذي يحتوي على 22.00-24.00% بالوزن من الكروم، بينما يحتوي 316 فقط على 16.00-18.00% بالوزن للكروم. عند درجات الحرارة المرتفعة (أعلى من 900 درجة)، يشكل 309S طبقة أكسيد Cr₂O₃ أكثر كثافة واستقرارًا، والتي تتمتع بمقاومة ممتازة للأكسدة والتشظي في درجات الحرارة العالية، ويمكنها الحفاظ على حماية فعالة لفترة طويلة في الأجواء المؤكسدة.

Q3: ما هي مواد اللحام المناسبة للفولاذ المقاوم للصدأ 309S؟ A3: مواد اللحام المناسبة للفولاذ المقاوم للصدأ 309S هي بشكل أساسي سلك اللحام ER309L والأقطاب الكهربائية E309L. يُفضل سلك اللحام ER309L في اللحام بقوس التنغستن الغازي (GTAW) واللحام القوسي المعدني بالغاز (GMAW) نظرًا لأنه يحتوي على تركيبة كيميائية مطابقة لـ 309S، وخاصة نفس المحتوى العالي من الكروم- والنيكل، مما يضمن أن اللحام يتمتع بنفس-مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية والخصائص الميكانيكية مثل المعدن الأساسي. يشير "L" في ER309L إلى محتوى منخفض من الكربون (أقل من أو يساوي 0.03% بالوزن)، مما يمكن أن يتجنب التآكل الحبيبي في المنطقة المتأثرة بحرارة اللحام -ويحسن أداء اللحام. أثناء اللحام، من الضروري التحكم في إدخال الحرارة إلى أقل من أو يساوي 200 جول/مم لتجنب نمو الحبوب الزائد في منطقة اللحام، مما قد يقلل من قوة الزحف في درجات الحرارة المرتفعة.

 

س 4: هل يمكن استخدام 309S في تقليل الأجواء عند درجات الحرارة المرتفعة؟ A4: لا، 309S غير مناسب للخدمة على المدى الطويل-في البيئات-التي تقلل درجات الحرارة العالية. 309S تم تصميمه للبيئات المؤكسدة ذات درجات الحرارة العالية-ويعتمد أدائه الممتاز بشكل أساسي على التأثير الوقائي لطبقة أكسيد Cr₂O₃ السطحية. عند تقليل الأجواء (مثل الغازات الغنية بالهيدروجين-، وأول أكسيد الكربون-، أو الغازات الغنية بالميثان-) عند درجات حرارة عالية، سيتم تحويل طبقة أكسيد Cr₂O₃ الموجودة على سطح 309S إلى كروم معدني، مما يفقد تأثيره الوقائي، وسيتعرض المعدن الأساسي للتآكل السريع.

 

س5: ما هي العوامل الرئيسية التي تؤثر على عمر خدمة 309S في البيئات المؤكسدة ذات درجات الحرارة المرتفعة؟ ج5: هناك العديد من العوامل الرئيسية التي تؤثر على عمر خدمة 309S في البيئات المؤكسدة ذات درجات الحرارة المرتفعة. درجة حرارة التشغيل: تجاوز الحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة المستمرة (1050 درجة) سوف يسرع من شيخوخة وتشظي طبقة الأكسيد السطحية، مما يؤدي إلى الأكسدة السريعة للمعدن الأساسي وانخفاض حاد في عمر الخدمة. لإطالة عمر الخدمة، من الضروري التحكم الصارم في درجة حرارة التشغيل، وتجنب الوسائط المسببة للتآكل، وضمان جودة اللحام، والقضاء على الإجهاد المتبقي، وإجراء تنظيف جيد للسطح قبل الاستخدام.