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 240ASME........ 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/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 psi196 GPa
Thermische geleidbaarheid 212 ° F (100 ° C)
8,0 BTU/uur/ft2/ft/°F10,8 W/m-°K
Smelten bereik
2470 - 2555 ° F1354 – 1402°C
Elektrische weerstand
30,7 Microhm-in bij 68°C78,0 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.