Roestvrij staal 310/310S/310H

Algemene eigenschappen

Legering 310 (UNS S31000) is een austenitisch roestvrij staal dat is ontworpen voor corrosiebestendige toepassingen bij hoge temperaturen. Hier zijn enkele belangrijke punten over Alloy 310: Alloy 310 vertoont een goede weerstand tegen oxidatie tot 2010 ° F (1100 ° C) onder licht cyclische omstandigheden. Het is bestand tegen verhoogde temperaturen zonder significante oxidatie. Sulfidatie en carboneringsweerstand: Vanwege het hoge chroom- en gematigde nikkelgehalte is legering 310 bestand tegen sulfidatie en kan het worden gebruikt in matig carbonerende atmosferen. Voor zwaardere carbonerende atmosferen zijn echter doorgaans nikkellegeringen nodig, zoals legering 330 (UNS N08330). Legering 310 kan worden gebruikt in licht oxiderende, nitrerende, cementerende en thermische cyclustoepassingen. Het kan echter nodig zijn om de maximale gebruikstemperatuur in deze toepassingen te verlagen in vergelijking met niet-cyclische omstandigheden. Het is ook geschikt voor cryogene toepassingen vanwege de lage magnetische permeabiliteit en taaiheid tot -450 ° F (-268 ° C). Sigma-faseneerslag: Bij verhitting tussen 1202 – 1742 ° F (650 - 950 ° C), is legering 310 onderhevig aan sigma-faseneerslag, wat de taaiheid en mechanische eigenschappen kan verminderen. Oplossingsgloeibehandeling bij 2012 - 2102 ° F (1100 - 1150 ° C) kan helpen een zekere mate van taaiheid te herstellen. Varianten:

Alloy 310S (UNS S31008) is de koolstofarme versie van de legering, gekozen vanwege het gemak van fabricage. Alloy 310H (UNS S31009) is een modificatie met een hoog koolstofgehalte die is ontwikkeld voor verbeterde kruipweerstand. In veel gevallen kunnen de korrelgrootte en het koolstofgehalte van de plaat voldoen aan de eisen van zowel 310S als 310H.

 
 

Toepassingen

  • Cryogene componenten
  • Voedselverwerking
    Ovens – branders, deuren, ventilatoren, leidingen en recuperatoren
    Wervelbedovens - kolenverbranders, roosters, leidingen, windboxen
  • Ertsverwerking/staalfabrieken - smelterij en staalsmeltapparatuur, continugietapparatuur
    Petroleumraffinage – katalytische terugwinningssystemen, fakkels, recuperatoren, buishangers
  • Energieopwekking - interne onderdelen van kolenvergassers, verpulverde kolenbranders, buishangers
  • Sinteer-/cementfabrieken - branders, branderschilden, toevoer- en lossystemen, windboxen
  • Thermische verwerking - gloeideksels en dozen, branderroosters, deuren, ventilatoren, moffels en retorten, recuperatoren, loopbalken

Normen

ASTM........ Een 240
ASME........ ZA 240
AMS.......... 5521

Corrosiebestendigheid

Natte corrosie
Alloy 310 is niet specifiek ontworpen voor gebruik in natte, corrosieve omgevingen. Het hoge koolstofgehalte, dat wordt toegevoegd om de kruipeigenschappen te verbeteren, kan een nadelig effect hebben op de weerstand tegen waterige corrosie. De legering kan gevoelig zijn voor interkristallijne corrosie na langdurige blootstelling aan hoge temperaturen. Het is echter vermeldenswaard dat legering 310, met zijn hoge chroomgehalte van 25%, een betere corrosiebestendigheid biedt in vergelijking met veel andere hittebestendige legeringen. Het aanzienlijke chroomgehalte draagt bij aan de algehele corrosiebestendigheid. Hoewel legering 310 misschien niet ideaal is voor natte, corrosieve omgevingen, kan het toch bevredigende prestaties leveren in toepassingen met hoge temperaturen waar weerstand tegen oxidatie en kalkaanslag cruciaal is.


Corrosie op hoge temperatuur
Het hoge chroom- (25%) en siliciumgehalte (0,6%) van legering 310 maken het beter bestand tegen corrosie bij hoge temperaturen in de meeste gebruiksomgevingen. De bedrijfstemperaturen staan hieronder vermeld.
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.

Typische kruipeigenschappen

Temperatuur

Kruip stam (MPa)

Kruip breuk (MPa)

°C

°F

1000 uur

10000 uur

100000 H

1000 uur

10000 uur

600

1112

120

100

40

200

140

700

1292

50

35

20

80

45

800

1472

20

10

8

35

20

900

1652

10

6

3

15

10

1000

1832

5

3

1.5

9

4

 

Chemische analyse

Gewicht % (alle waarden zijn maximaal, tenzij anders aangegeven)

Element

310

JAREN 310

310 uur

Chroom

24.0 min.-26.0 max.

24.0 min.-26.0 max.

24.0 min.-26.0 max.

Nikkel

19.0 min.-22.0 max.

19.0 min.-22.0 max.

19.0 min.-22.0 max.

Koolstof

0.25

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

1.50

1.50

0.75

Ijzer

Evenwicht

Evenwicht

Evenwicht

 

Fysische eigenschappen

Dichtheid

0.285 pond/in3
7,89 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 psi
196 GPa

 

Thermische geleidbaarheid 212 ° F (100 ° C)

8,0 BTU/uur/ft2/ft/°F
10,8 W/m-°K

Smelten bereik

2470 - 2555 ° F
1354 – 1402°C

Elektrische weerstand

30,7 Microhm-in bij 68°C
78,0 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.)

35,000

245

80,000

550

45

217 Brinell

 

 

Fabricage gegevens

Legering 310 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 310 kan gemakkelijk worden gelast door de meeste standaardprocessen, waaronder TIG, PLASMA, MIG, SMAW, SAW en FCAW.