Aký je teplotný limit nehrdzavejúcej ocele 310S?

Nerezová oceľ 310S: Vysokoteplotný odpor a analýza výkonnosti

Ako vysokonapäťová zliatina z nehrdzavejúcej ocele rezistentnej na teplo, z nehrdzavejúcej ocele 310S vykazuje vynikajúci oxidačný odpor, odolnosť proti korózii a pevnosť tečenia vo vysokoteplotných prostrediach v dôsledku vysokého obsahu chrómu (CR) a niklu (NI).

V praktických aplikáciách však často existuje zmätok, pokiaľ ide o presnú teplotnú odolnosť nehrdzavejúcej ocele 310S. Niektorí tvrdia, že vydrží 800 stupňov, iní tvrdia, že 1000 stupňov, a iní dokonca naznačujú, že môže vydržať až 1200 stupňov. Aká je teda skutočná situácia?

 

Teplotný odpor z nehrdzavejúcej ocele 310S

Nerezová oceľ 310S vydrží teploty nad 800 stupňov. Ak je vystavená rozsahu 900 - 1100 stupňov, jeho sila začína klesať a oxidácia sa postupne prejavuje. Akonáhle teplota dosiahne 1200 stupňov, dôjde k závažnej oxidácii a materiál v podstate stráca svoju použiteľnosť.

Nasledujúce časti poskytujú podrobnú analýzu oxidačného odporu z nehrdzavejúcej ocele 310S a pevnosti s vysokou teplotou.

Oxidačná odolnosť nehrdzavejúcej ocele 310S

Krivka prírastku oxidačnej hmotnosti z nehrdzavejúcej ocele 310S pri rôznych teplotách ukazuje, že keď teplota stúpa na 1200 stupňov, rýchlosť oxidácie sa drasticky zvyšuje a takmer tvorí lineárnu progresiu.

Okrem toho krivky oxidácie rýchlosti pri rôznych teplotách naznačujú, že:

Nerezová oceľ z 800 stupňov, 310 s, dosahuje úroveň odolnú voči oxidácii.

V rozsahu 900 - 1100 stupňov si stále zachováva oxidačnú odolnosť, ale oxidácia sa postupom času postupne zrýchľuje.

Výskum ukazuje, že z nehrdzavejúcej ocele 310S vykazuje dobrý oxidačný odpor pri 800 stupňov, 900 stupňov a 1 000 stupňov. V priebehu času dochádza k prírastku oxidácie hmotnosti pri všetkých teplotách, ale rýchlosť oxidácie sa stabilizuje. Avšak, keď sa zvyšuje teplota, rýchlosť oxidácie tiež stúpa. Napríklad pri 1100 stupňoch je rýchlosť oxidácie takmer dvakrát rýchlejšia ako 1 000 stupňov.

 

Pevnosť vysokej teploty z nehrdzavejúcej ocele 310S

Na základe dlhodobých vysokoteplotných testov pretrhnutia v oblasti pretrhnutia s vysokou teplotou z nehrdzavejúcej ocele SUS310S sú hodnoty extrapolovaného napätia pri 10, 000 Hodiny času prasknutia: sú nasledujúce:

σ 800=33. 3887 MPa

σ 900=9. 3864 MPa

σ 1000=4. 3351 MPa

σ 1100=4. 4269 MPa

Pri dlhodobých aplikáciách sa odporúča udržať teplotu pod 800 stupňov, pričom aplikované napätie nepresahuje 33,3887 MPa.

Pre krátkodobé aplikácie:

Pri 800 stupňov, 310S vydrží stres presahujúci 120 MPa.

Pri 900 stupňoch môže vydržať 85 MPa.

Pri 1000 stupňoch maximálne napätie, ktoré dokáže zvládnuť, poklesy na 35 MPa.

 

Záver

Nerezová oceľ 310S je najvhodnejšia na nepretržité používanie pri teplotách pod 800 stupňov.

Medzi 900-1100 stupňami zostáva oxidácia odolná, ale prežíva degradáciu sily.

Pri 1200 stupňoch je oxidácia závažná, vďaka čomu je materiál nevhodný na praktické použitie.

V prípade krátkodobých aplikácií môže odolávať vyššiemu stresu, ale predĺžená expozícia významne znižuje pevnosť.