Algemene eigenschappen
Legering 309 (UNS S30900) is een austenitisch roestvrij staal dat speciaal is ontwikkeld voor corrosiebestendigheidstoepassingen bij hoge temperaturen. Hier zijn enkele belangrijke punten over legering 309:Legering 309 vertoont een goede weerstand tegen oxidatie bij hoge temperaturen. Het is bestand tegen oxidatie tot 1900 ° F (1038 ° C) onder niet-cyclische omstandigheden. Frequente thermische cycli kunnen echter de oxidatieweerstand verminderen tot ongeveer 1850 ° F (1010 ° C). Zwavelhoudende atmosferen: Vanwege het hoge chroom- en nikkelgehalte kan legering 309 worden gebruikt in omgevingen met een zwavelgehalte tot 1832 ° F (1000 ° C). Dit maakt het geschikt voor toepassingen waar zwavelhoudende atmosferen aanwezig zijn. Carburerende atmosferen: Legering 309 wordt niet aanbevolen voor gebruik in sterk carbonerende atmosferen, omdat het slechts een matige weerstand tegen koolstofabsorptie vertoont. Het biedt mogelijk niet voldoende bescherming tegen koolstofdiffusie en daaropvolgende carbonering. toepassingen: Legering 309 kan worden gebruikt in licht oxiderende, nitrerende, cementerende en thermische cycli. De maximale gebruikstemperatuur moet in deze toepassingen echter worden verlaagd in vergelijking met niet-cyclische omstandigheden. Bij verhitting tussen 1202 – 1742 ° F (650 - 950 ° C), is legering 309 gevoelig voor neerslag in de sigmafase. Dit kan resulteren in verminderde taaiheid en mechanische eigenschappen. Om de taaiheid te herstellen, wordt een oplossingsgloeibehandeling bij 2012 - 2102 ° F (1100 - 1150 ° C) aanbevolen.
309S (UNS S30908) is de koolstofarme versie van de legering. Het wordt gebruikt voor gemakkelijke fabricage.
309H (UNS S30909) is een modificatie met een hoog koolstofgehalte die is ontwikkeld voor verbeterde kruipweerstand. In de meeste gevallen kunnen de korrelgrootte en het koolstofgehalte van de plaat voldoen aan zowel de 309S- als de 309H-vereisten.
Legering 309 kan gemakkelijk worden gelast en verwerkt volgens de standaard fabricagepraktijken van de winkel.
Toepassingen
- Ovens — branders, deuren, ventilatoren, leidingen en recuperatoren
Wervelbedovens - roosters, leidingen, windboxen
Apparatuur voor papierfabrieken
Aardolieraffinage - katalytische terugwinningssystemen, recuperatoren
Energieopwekking - poederkoolbranders, buishangers
Thermische verwerking - gloeideksels en -dozen, branderroosters, deuren, ventilatoren, loden pannen en neutrale zoutpotten, moffels en retorten, recuperatoren, loopbalken
Afvalverwerking — verbrandingsovens, draaiovens en calciners
Normen
ASTM........ Een 240ASME........ ZA 240
AMS.......... 5523
Corrosiebestendigheid
Natte corrosie
Legering 309 is niet specifiek ontworpen voor gebruik in natte, corrosieve omgevingen. Het hoge koolstofgehalte in legering 309, dat wordt toegevoegd om de kruipeigenschappen te verbeteren, kan een nadelig effect hebben op de weerstand tegen waterige corrosie. Hier zijn enkele aanvullende punten met betrekking tot de corrosiebestendigheid: Het hoge koolstofgehalte in legering 309 kan het vatbaarder maken voor corrosie in waterige omgevingen. Langdurige blootstelling aan hoge temperaturen kan leiden tot interkristallijne corrosie in deze legering. Corrosiebestendigheid in vergelijking met hittebestendige legeringen: Ondanks de beperkingen in natte corrosieve omgevingen, biedt legering 309 een betere corrosiebestendigheid dan veel andere hittebestendige legeringen. Dit is voornamelijk te wijten aan het hoge chroomgehalte, dat 23% bedraagt in legering 309.
Corrosie op hoge temperatuur
Legering 309 is bestand tegen corrosie bij hoge temperaturen in de meeste bedrijfsomstandigheden. De bedrijfstemperaturen zijn als volgt:
Oxiderende omstandigheden (max. zwavelgehalte – 2 g/m3)
1922 ° F (1050 ° C) continue service
2012 ° F (1100 ° C) piektemperatuur
Oxiderende omstandigheden (max. zwavel groter dan 2 g/m3)
1742 ° F (950 ° C) maximale temperatuur
Lage zuurstofatmosfeer (max. zwavelgehalte – 2 g/m3)
1832 ° F (1000 ° C) maximale temperatuur
Nitreren of carboneren van atmosferen
1562 –1742 ° F (850 - 950 ° C) maximaal
De legering presteert niet zo goed als legering 600 (UNS N06600) of legering 800 (UNS N08800) in reducerende, nitrerende of carbonerende atmosferen, maar presteert onder deze omstandigheden beter dan de meeste hittebestendige roestvaste staalsoorten.
Kruip eigenschappen
Typische kruipeigenschappen
Temperatuur |
Kruip stam (MPa) |
Kruip Opname (MPa) |
|||||
°C |
°F |
1000 uur |
10000 uur |
100000 H |
1000 uur |
10000 uur |
100000 H |
600 |
1112 |
120 |
80 |
40 |
190 |
120 |
65 |
700 |
1292 |
50 |
25 |
20 |
75 |
36 |
16 |
800 |
1472 |
20 |
10 |
8 |
35 |
18 |
7.5 |
900 |
1652 |
8 |
4 |
3 |
15 |
8.5 |
3 |
1000 |
1832 |
4 |
2.5 |
1.5 |
8 |
4 |
1.5 |
Chemische analyse
Gewicht % (alle waarden zijn maximaal, tenzij anders aangegeven)
Element |
309 |
309S |
309 uur |
Chroom |
22.0 min.-24.0 max. |
22.0 min.-24.0 max. |
22.0 min.-24.0 max. |
Nikkel |
12.0 min.-15.0 max. |
12.0 min.-15.0 max. |
12.0 min.-15.0 max. |
Koolstof |
0.20 |
0.08 |
0.04 min.-0.10 max. |
Mangaan |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
Fosfor |
0.045 |
0.045 |
0.045 |
Zwavel |
0.030 |
0.030 |
0.030 |
Silicium |
0.75 |
0.75 |
0.75 |
Ijzer |
Evenwicht |
Evenwicht |
Evenwicht |
Fysische eigenschappen
Dichtheid
0.285 pond/in37,89 g/cm3
Specifieke warmte
0.12 BTU/lb-°F (32 - 212 °F)502 J/kg-°K (0 – 100°C)
Modulus van elasticiteit
28,5 x 106 psi193 GPa
Thermische geleidbaarheid 212 ° F (100 ° C)
9,0 BTU/uur/ft2/ft/°F15,6 W/m-°K
Smelten bereik
2500 - 2590 ° F1480 – 1530°C
Elektrische weerstand
30,7 Microhm-in bij 68°C78 Microhm-cm bij 20°C
Mechanische eigenschappen
Typische waarden bij 68 ° F (20 ° C)
Opbrengst Sterkte 0,2% Offset |
Ultieme treksterkte Kracht |
Verlenging in 2 inch. |
Hardheid |
||
psi (min.) |
(MPa) |
psi (min.) |
(MPa) |
% (min.) |
(max.) |
45,000 |
310 |
85,000 |
586 |
50 |
202 (HBN) |
Fabricage gegevens
Legering 309 kan gemakkelijk worden gelast en verwerkt volgens de standaard fabricagepraktijken van de winkel.
Heet vormen
Verwarm gelijkmatig op 1742 – 2192 ° F (950 – 1200 ° C). Na het warmvormen wordt een laatste gloeien bij 1832 - 2101 ° F (1000 - 1150 ° C) gevolgd, gevolgd door snel afschrikken, aanbevolen.
Koud vervormen
De legering is vrij ductiel en vormt zich op een manier die sterk lijkt op 316. Koudvervormen van stukken met langdurige blootstelling aan hoge temperaturen wordt niet aanbevolen, aangezien de legering onderhevig is aan carbideprecipitatie en precipitanten in de sigmafase.
Lassen
Legering 309 kan gemakkelijk worden gelast door de meeste standaardprocessen, waaronder TIG, PLASMA, MIG, SMAW, SAW en FCAW.