Austenitická nehrdzavejúca oceľ 309S s vysokým-chrómom-niklu

309S je vysoko-chrómová-niklová austenitická nehrdzavejúca oceľ, navrhnutá pre aplikácie odolné voči oxidácii pri vysokých-teplotách-. Jeho vysoký obsah chrómu vytvára pri vysokých teplotách hustý film oxidu Cr₂O₃, ktorý poskytuje vynikajúcu odolnosť proti oxidácii pri vysokých-teplotách, vhodný pre komponenty vo vysoko-oxidačnom prostredí.

Chemické zloženie (hmot. %): C menšie alebo rovné 0,08, Cr=22.00-24.00, Ni=12.00-15.00, Si menšie alebo rovné 1,00, Mn menšie alebo rovné 2,00, P menšie alebo rovné 0,045, S menšie alebo rovné 0,030, Fe{7}}zostatok

Mechanické vlastnosti (žíhané): Pevnosť v ťahu väčšia alebo rovná 515 MPa, medza klzu väčšia alebo rovná 205 MPa, predĺženie väčšie alebo rovné 40 %, tvrdosť menšia alebo rovná 217 HB

Výkonové výhody: Vynikajúca-odolnosť voči oxidácii pri vysokých teplotách (nepretržitá prevádzková teplota až do 1050 stupňov); dobrá pevnosť pri vysokých-teplotách a odolnosť proti tečeniu; vynikajúca zvárateľnosť; stabilný výkon vo vysoko-oxidačných atmosférach.

Aplikácie: Vložky priemyselných pecí, armatúry pecí na tepelné spracovanie, vysokoteplotné tesnenia dvierok pecí, vysokoteplotné -potrubia spalín v energetickom priemysle, komponenty spaľovacej komory kotlov.

Ekvivalentné známky: UNS S30908, JIS SUS309S, EN 1.4828, GB 06Cr23Ni13

Q&A

Q1: Prečo je možné použiť 309S pri 1050 stupňoch, zatiaľ čo 304 nie? A1: 309S je možné použiť pri 1050 stupňoch hlavne kvôli vysokému obsahu chrómu (22,00-24,00 hmotn. %), ktorý je o 20 % vyšší ako obsah chrómu 304 (18,00-20,00 hmotn. %). Pri vysokých teplotách chróm v 309S reaguje s kyslíkom za vzniku hustého a stabilného filmu oxidu chrómu (Cr₂O₃) na povrchu, ktorý dokáže účinne izolovať základný kov od vysokoteplotných oxidačných atmosfér a zabrániť ďalšej oxidácii. Naopak, nižší obsah chrómu v 304 má za následok tenší a menej stabilný oxidový film; keď teplota presiahne 870 stupňov, tento oxidový film sa stane nestabilným, ľahko sa odlupuje a základný kov podlieha rýchlej oxidácii a korózii.

 

Otázka 2: Aký je rozdiel v odolnosti proti vysokoteplotnej oxidácii medzi 309S a 316? Odpoveď 2: Odolnosť 309S proti oxidácii pri vysokých{5}}teplotách je výrazne lepšia ako odolnosť 316, najmä vďaka vyššiemu obsahu chrómu 309S. 309S obsahuje 22,00-24,00 % hm. Pri vysokých teplotách (nad 900 stupňov) vytvára 309S hustejší a stabilnejší oxidový film Cr2O3, ktorý má vynikajúcu odolnosť voči vysokoteplotnej oxidácii a odlupovaniu a dokáže udržať účinnú ochranu po dlhú dobu v oxidačných atmosférach.

Q3: Aké zváracie materiály sú vhodné pre nehrdzavejúcu oceľ 309S? A3: Vhodné zváracie materiály pre nehrdzavejúcu oceľ 309S sú hlavne zvárací drôt ER309L a elektródy E309L. Zvárací drôt ER309L je uprednostňovaný na zváranie plynovým volfrámovým oblúkom (GTAW) a plynové oblúkové zváranie kovov (GMAW), pretože má rovnaké chemické zloženie ako 309S, najmä rovnaký vysoký obsah chróm-niklu, čo zaisťuje, že zvar má rovnakú odolnosť proti oxidácii pri vysokej teplote a mechanické vlastnosti ako základný kov. Písmeno „L“ v ER309L označuje nízky obsah uhlíka (menej ako alebo rovný 0,03 % hmotn.), ktorý môže zabrániť medzikryštalickej korózii v oblasti ovplyvnenej teplom zvaru{14}}a zlepšiť zvárací výkon zvaru. Počas zvárania je potrebné regulovať tepelný príkon na menej alebo rovných 200 J/mm, aby sa zabránilo nadmernému rastu zŕn v oblasti zvaru, čo by znížilo pevnosť pri tečení pri vysokej teplote.

 

Q4: Môže sa 309S použiť pri znižovaní atmosféry pri vysokých teplotách? Odpoveď 4: Nie, 309S nie je vhodný na dlhodobú-prevádzku v prostredí s vysokou-redukciou teplôt. 309S je navrhnutý pre vysoko-oxidačné prostredie a jeho vynikajúci výkon závisí hlavne od ochranného účinku povrchového filmu oxidu Cr₂O₃. V redukčných atmosférach (ako sú plyny bohaté na vodík-, na oxid uhoľnatý-alebo metán{11}}) pri vysokých teplotách sa film oxidu Cr₂O₃ na povrchu 309S redukuje na kovový chróm, čím stráca ochranný účinok a základný kov podlieha rýchlej korózii.

 

Otázka 5: Aké sú kľúčové faktory ovplyvňujúce životnosť 309S vo vysoko-oxidačnom prostredí? Odpoveď 5: Životnosť 309S vo vysokoteplotných oxidačných prostrediach ovplyvňuje niekoľko kľúčových faktorov. Prevádzková teplota: prekročenie maximálnej nepretržitej prevádzkovej teploty (1050 stupňov) urýchli starnutie a odlupovanie povrchového oxidového filmu, čo vedie k rýchlej oxidácii základného kovu a prudkému zníženiu životnosti. Na predĺženie životnosti je potrebné prísne kontrolovať prevádzkovú teplotu, vyhýbať sa korozívnym médiám, zabezpečiť kvalitu zvárania, eliminovať zvyškové napätie a pred použitím vykonať dobré čistenie povrchu.