الفولاذ المقاوم للصدأ 310S: مادة من الطبقة العليا لدرجات الحرارة المرتفعة للغاية

310S هي الدرجة "الأعلى-" من الكروم العالي-الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والنيكل (Cr=24%-26%، Ni=19%-22%))، ويتميز بمقاومة شديدة للأكسدة في درجات الحرارة وقوة الزحف. ويمكن استخدامه للخدمة طويلة الأمد-في درجة حرارة تتراوح بين 1000 و1200 درجة، حيث يعمل بمثابة "خط الدفاع الأخير" في البيئات الصناعية شديدة الحرارة.

المعلمات الأساسية

التركيب الكيميائي (بالوزن٪): C أقل من أو يساوي 0.08، Si أقل من أو يساوي 1.50، Mn أقل من أو يساوي 2.00، P أقل من أو يساوي 0.045، S أقل من أو يساوي 0.030، Cr=24.00-26.00، Ni=19.00-22.00، Fe= الرصيد

الخواص الميكانيكية (ملدن): قوة الشد أكبر من أو تساوي 515 ميجا باسكال، قوة الخضوع أكبر من أو تساوي 205 ميجا باسكال، الاستطالة أكبر من أو تساوي 40%، صلابة برينل أقل من أو تساوي 217HB

درجة حرارة الخدمة: من 1000 درجة إلى 1200 درجة (الخدمة المستمرة)، حتى 1300 درجة للخدمة على المدى القصير-

الدرجات المكافئة: SUS310S (JIS)، EN 1.4845 (EN)، UNS S31008 (ASTM)

مزايا الأداء: يظل فيلم الأكسيد المركب Cr₂O₃-NiO ثابتًا حتى عند 1200 درجة، مع معدل أكسدة أقل من أو يساوي 0.1 مم/سنة؛ وقت تمزق الزحف عند 1100 درجة هو 3 أضعاف 309S؛ مقاومة ممتازة للتآكل عند درجات الحرارة العالية-الكبريتيدات والكلوريدات؛ صلابة جيدة في درجات الحرارة العالية-، مع صلابة تأثير أكبر من أو تساوي 50J عند 1000 درجة.

التطبيقات النموذجية: أنابيب الأفران الأساسية للأفران الصناعية، ومكونات عادم المحركات النفاثة، وبطانات قسم -درجة الحرارة العالية في محارق النفايات، والمبادلات الحرارية ذات درجة الحرارة العالية- في محطات الطاقة النووية، و-صهاريج تخزين الملح المنصهر ذات درجة الحرارة العالية.

أسئلة وأجوبة عملية

س1: هل يمكن لـ 310S تحمل درجة حرارة عالية جدًا -على المدى القصير- تصل إلى 1300 درجة؟ ج1: نعم، ولكن يجب أن تكون مدة الإقامة أقل من أو تساوي 10 ساعات. عند 1300 درجة، سوف يلين الفولاذ قليلاً، مع انخفاض القوة بنسبة 50%، وسوف يتسارع معدل الأكسدة إلى 0.5 مم/سنة. ستؤدي الخدمة طويلة الأمد-إلى ضعف المواد والفشل.

س2: ما هي أكبر صعوبة في اللحام 310S؟ ج2: يزيد محتوى النيكل العالي من لزوجة حوض اللحام، مما يجعل عيوب الاندماج غير المكتملة عرضة لحدوثها. من الضروري استخدام تيار كبير (150-200 أمبير لحام TIG) وسرعة لحام بطيئة لضمان الاختراق الكامل؛ حدد سلك اللحام ER310، وقم بإجراء التلدين عند درجة 1050-1100 بعد اللحام للتخلص من إجهاد اللحام.

س3: ما هي مميزات 310S مقارنة بسبيكة Inconel 600 القائمة على النيكل؟ A3: تبلغ تكلفتها 1/3 فقط من Inconel 600، وأداء الأكسدة الخاص بها يعادل أقل من 1200 درجة؛ فهو يتميز بقابلية لحام أفضل من Inconel 600، دون الحاجة إلى التسخين المسبق والمعالجة{10} اللاحقة المعقدة. يتمتع Inconel 600 بأداء أفضل فوق 1200 درجة أو في أجواء منخفضة قوية.

س 4: هل سيعاني 310S من تقصف مرحلة سيجما؟ A4: سوف تترسب مرحلة سيجما عند البقاء عند 800-1000 درجة لفترة طويلة (أكبر من أو يساوي 100 ساعة)، مما يقلل من قوة التأثير إلى أقل من أو يساوي 10J. من الضروري التحكم بشكل صارم في معدل التدفئة/التبريد وتجنب الحفاظ على الحرارة على المدى الطويل في نطاق درجة الحرارة هذا؛ إذا عجلت مرحلة سيجما، فإنه يمكن القضاء عليها عن طريق التلدين عند 1100 درجة والتبريد السريع.

س 5: هل 310S مناسب للمعدات ذات الضغط العالي-ودرجة الحرارة العالية-المرتفعة-؟ ج5: نعم، ولكن يجب التحكم في الضغط. ضغط العمل المسموح به أقل من أو يساوي 10MPa عند 1000 درجة وأقل من أو يساوي 2MPa عند 1200 درجة. يجب اعتماد جدران الأنابيب السميكة أو الهياكل المركبة في التصميم، ويجب إجراء اختبارات صارمة غير مدمرة (مثل اختبار الموجات فوق الصوتية + التصوير الشعاعي) لضمان عدم وجود عيوب داخلية.