Algemene eigenschappen
Legering 309 (UNS S30900) is een austenitisch roestvrij staal dat speciaal is ontwikkeld voor corrosiebestendige toepassingen 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 lage 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 toepassingen. De maximale bedrijfstemperatuur 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 sigma-faseneerslag. 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 het gemak van 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 door standaard fabriekspraktijken in de winkel.
Toepassingen
- Ovens — branders, deuren, ventilatoren, leidingen en recuperatoren
Wervelbedovens - roosters, leidingen, windkasten
Papierfabriek apparatuur
Aardolieraffinage — katalytische terugwinningssystemen, recuperatoren
Energieopwekking — verpulverde kolenbranders, buishangers
Thermische verwerking - gloeideksels en -dozen, branderroosters, deuren, ventilatoren, loden pannen en neutrale zoutpannen, moffels en retorten, recuperatoren, loopbalken
Afvalverwerking — verbrandingsovens, draaitrommelovens en calcinatoren
Normen
ASTM........ 240ASME........ SA 240
AMS.......... 5523
Corrosie Weerstand
Natte corrosie
Legering 309 is niet specifiek ontworpen voor gebruik in natte, corrosieve omgevingen. Het hoge koolstofgehalte in legering 309, dat is toegevoegd om 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 zijn beperkingen in natte, corrosieve omgevingen, biedt legering 309 een betere corrosieweerstand dan veel andere hittebestendige legeringen. Dit komt voornamelijk door het hoge chroomgehalte, dat 23% is 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) continu gebruik
2012 ° F (1100 ° C) piektemperatuur
Oxiderende omstandigheden (max. zwavel groter dan 2 g/m3)
1742 ° F (950 ° C) maximale temperatuur
Zuurstofarme atmosfeer (max. zwavelgehalte – 2 g/m3)
1832 ° F (1000 ° C) maximale temperatuur
Atmosferen van nitreren of carboneren
Maximaal 1562 –1742 °F (850 – 950 °C)
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 roestvast staal.
Kruip eigenschappen
Typische kruipeigenschappen
Temperatuur |
Kruip Stam (MPa) |
Kruip Opname (MPa) |
|||||
°C |
°F |
1000 uur |
10000 H |
100000 H |
1000 uur |
10000 H |
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
Gewichtspercentage (alle waarden zijn maximaal, tenzij anders aangegeven)
Element |
309 |
309S |
309H |
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 |
Sulfer |
0.030 |
0.030 |
0.030 |
Silicium |
0.75 |
0.75 |
0.75 |
Ijzer |
Evenwicht |
Evenwicht |
Evenwicht |
Fysische eigenschappen
Dichtheid
0.285 lbs/in37,89 gr/cm3
Soortelijke warmte
0.12 BTU/lb-°F (32 – 212°F)502 J/kg-°K (0 – 100°C)
Elasticiteitsmodulus
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)
Vloeigrens 0,2% Compensatie |
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 door standaard fabriekspraktijken in de winkel.
Warm vormen
Verwarm gelijkmatig op 1742 – 2192 ° F (950 – 1200 ° C). Na het warmvormen wordt een laatste gloeien bij 1832 - 2101 ° F (1000 - 1150 ° C) aanbevolen, gevolgd door snel afschrikken.
Koudvervormen
De legering is vrij ductiel en vormt zich op een manier die erg lijkt op 316. Koudvervormen van stukken met langdurige blootstelling aan hoge temperaturen wordt niet aanbevolen, aangezien de legering onderhevig is aan carbideprecipitatie en sigmafase-precipitanten.
Lassen
Legering 309 kan gemakkelijk worden gelast door de meeste standaardprocessen, waaronder TIG, PLASMA, MIG, SMAW, SAW en FCAW.