الفولاذ المقاوم للصدأ 310S: مقاومة شديدة للحرارة والتطبيقات

العمود الفقري للحرارة الشديدة

يعد الفولاذ المقاوم للصدأ 310S واحدًا من أكثر درجات الأوستنيتي المقاومة للحرارة استخدامًا في الصناعات الثقيلة. مزيجها من حوالي 25% كروم و20% نيكل ومحتوى منخفض جدًا من الكربون ينتج طبقة أكسيد ثابتة ذاتية الإصلاح تسمح للسبيكة بالعمل بشكل مستمر في درجات حرارة من شأنها تدمير الفولاذ المقاوم للصدأ 304 أو 316 التقليدي.

المكياج الكيميائي ولماذا يعمل

عنصر	محتوى (٪)	مساهمة
كر	24.0-26.0	مقياس أكسيد الكروم الكثيف لمقاومة الأكسدة
ني	19.0-22.0	هيكل الأوستنيتي بالكامل ومستقر
C	0.08 max	انخفاض الكربون يحد من هطول الأمطار كربيد
سي	1.50 max	مقاومة إضافية للتحجيم
من	2.00 max	إزالة الأكسدة أثناء الذوبان

تعمل مستويات الكروم والنيكل العالية معًا. يشكل الكروم المقياس الوقائي، بينما يحافظ النيكل على المصفوفة الأوستنيتية بحيث يمكن إصلاح المقياس بعد التدوير الحراري دون أن يتشقق المعدن الموجود أسفله أو يتشقق.

الأداء تحت الحرارة الشديدة

تم تصنيف 310S للخدمة المستمرة حتى 1150 درجة والخدمة المتقطعة حتى 1200 درجة تقريبًا، مما يجعلها أعلى بكثير من معظم أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ. يقاوم الصف التقشر والكربنة والكبريتات في أجواء الفرن المؤكسدة، ويقاوم هيكله الأوستنيتي المستقر التقصف في مرحلة سيجما بعد التعرض لفترة طويلة في نطاق 600-900 درجة.

الخدمة المستمرة: 1150 درجة

الخدمة المتقطعة: حوالي 1200 درجة

قوة الشد في درجة حرارة الغرفة: 515 ميجا باسكال كحد أدنى

قوة الخضوع في درجة حرارة الغرفة: 205 ميجا باسكال كحد أدنى

الاستطالة: 35% كحد أدنى

قيم درجة حرارة الغرفة المذكورة أعلاه هي الحد الأدنى؛ فوق 550 درجة تقريبًا، يخضع إجهاد التصميم المسموح به لسلوك الزحف والتمزق، لذلك يجب طلب بيانات درجة الحرارة العالية للمكونات المهمة.

مقاومة التآكل في الخدمة

يعمل 310S بشكل جيد ضد الأكسدة والتقشر والتآكل الغازي الناتج عن درجات الحرارة العالية، لكن أداءه في البيئات الرطبة يختلف. إنه يوفر مقاومة أقل للتآكل المائي والكيميائي مقارنة بالدرجات الحاملة للموليبدينوم، لذلك فهو ينتمي إلى الخدمة ذات الحرارة العالية والرطوبة المنخفضة بدلاً من البيئات الرطبة أو الغنية بالكلوريد. إن تقليل الأجواء الحاملة للكبريت عند أعلى نطاق درجة الحرارة يعد ضارًا أيضًا ويجب تجنبه أو التحكم في الغلاف الجوي.

التصنيع واللحام

يتم لحام 310S بإجراءات الأوستنيتي القياسية، على الرغم من أهمية التحكم في الحرارة لأن السبيكة يمكن أن تعاني من نمو الحبوب والتشقق الساخن إذا كانت الحرارة المفرطة. القابلية للتشكيل المعتدلة والتصلب السريع للعمل يعني أن التشكيل البارد المعقد يحتاج إلى التلدين المتوسط، عادة عند 1040-1120 درجة متبوعًا بالتبريد السريع.

استخدم معدن حشو مطابق مقاوم للحرارة وواجهات المفاصل النظيفة.

الحد من درجة حرارة التداخل وتجنب البقاء لفترة طويلة في نطاق التوعية.

بعد التشكيل على البارد، يُصلب المحلول ويُصلب بالمخلل أو الصلب اللامع لاستعادة طبقة الأكسيد.

تتميز الماكينة بسرعة سطح بطيئة وتغذية إيجابية ومبرد وفير.

التطبيقات النموذجية

يتم استخدام الدرجة على نطاق واسع لمكونات الفرن، والأنابيب المشعة، والمبادلات الحرارية، وبطانات الفرن الصناعية وأجزاء الفرن، ولمكونات المحرقة، وأنابيب الغلايات ودعاماتها، والمعوجات، والخمارات، ومعدات معالجة البتروكيماويات حيث تكون المقاومة الشديدة للحرارة هي المتطلب الحاسم. يتم توفيرها على شكل لوحة، ورقة، شريط، أنبوب غير ملحوم وأنبوب ملحوم، مع أنبوب نموذجي وفقًا لمعيار ASTM A213 أو ASTM A312 ولوحة وورقة وفقًا لمعيار ASTM A240.

الأسئلة المتداولة

س: ما مدى سخونة الفولاذ المقاوم للصدأ 310S؟
يتم تصنيف الخدمة المستمرة إلى 1150 درجة، مع التعرض المتقطع على المدى القصير إلى حوالي 1200 درجة في ظروف الأكسدة.

س: هل يقاوم 310S الكربنة؟
نعم. يؤدي محتواه العالي من النيكل إلى إبطاء انتشار الكربون، لذلك فهو يتحمل أجواء فرن الكربنة بشكل أفضل بكثير من الدرجات المقاومة للحرارة ذات النيكل المنخفض.

س: هل يمكن استخدام 310S في الخدمة الرطبة أو الكيميائية؟
لا ينصح به هناك. توفر الدرجات التي تحتوي على الموليبدينوم مقاومة أفضل بشكل ملحوظ للتآكل المائي والكلوريد.

س: هل من الصعب لحام 310S؟
يتم اللحام بإجراءات الأوستنيتي القياسية، ولكن يجب التحكم في مدخلات الحرارة ودرجة حرارة الممرات البينية لتجنب نمو الحبوب والتشقق الساخن.

س: ما الفرق بين 310S و310H؟
كلاهما يشترك في 24-26% كروم و19-22% نيكل. 310S يغطى الكربون بنسبة 0.08% من أجل قابلية اللحام، بينما يحتوي 310H على 0.04-0.10% من الكربون لقوة الزحف.

س: ما هي معايير المنتج المطبقة؟
ASTM A240 للألواح والألواح والشرائط، ASTM A213 لأنبوب المبادل الحراري غير الملحوم، ASTM A312 للأنابيب، وASTM A276 للقضبان.