Porovnání 309S a 310S: vysoce-chrom vs ultra-vysoko-chrom-nikl-vysokoteplotní oxidace-odolná austenitická nerezová ocel

309S a 310S jsou austenitické nerezové oceli odolné proti vysoké -teplotní oxidaci-, přičemž hlavním rozdílem je obsah chrómu a niklu (310S: Cr=24.00-26.00 %, Ni=19.00-22.00 %; 309S: Cr=22.00-24.00 %, Ni=12.00-15.00 %). Ultra-vysoký obsah chromu-niklu 310S dále zlepšuje-odolnost vůči oxidaci při vysokých teplotách a pevnost při tečení, takže jsou vhodné pro různé ultra-vysokoteplotní provozní podmínky.

Porovnání základních parametrů

Parametr	Nerezová ocel 309S	Nerezová ocel 310S
Chemické složení (hmot. %)	C menší nebo rovno 0,08, Si menší nebo rovno 1,00, Mn menší nebo rovno 2,00, P menší nebo rovno 0,045, S menší nebo rovno 0,030, Cr=22.00-24.00, Ni=12.00-15.00, Fe=zůstatek	C menší nebo rovno 0,08, Si menší nebo rovno 1,00, Mn menší nebo rovno 2,00, P menší nebo rovno 0,045, S menší nebo rovno 0,030, Cr=24.00-26.00, Ni=19.00-22.00, Fe=zůstatek
Mechanické vlastnosti (žíhaný)	Pevnost v tahu větší nebo rovna 515MPa, mez kluzu větší nebo rovna 205MPa, tažnost větší nebo rovna 40 %, tvrdost menší nebo rovna 217HB	Pevnost v tahu větší nebo rovna 515MPa, mez kluzu větší nebo rovna 205MPa, tažnost větší nebo rovna 40 %, tvrdost menší nebo rovna 217HB
Servisní teplota	-196 stupňů až 1050 stupňů (nepřetržitý provoz)	-196 stupňů až 1150 stupňů (nepřetržitý provoz)
Pevnost při vysoké teplotě (1000 stupňů)	Pevnost při tečení (1000 h) Větší nebo rovna 20 MPa	Pevnost při tečení (1000 h) Větší nebo rovna 35 MPa
Ekvivalentní známky	SUS309S (JIS), EN 1.4828, UNS S30908	SUS310S (JIS), EN 1.4845, UNS S31008

Klíčové výkonnostní rozdíly: 1. Odolnost proti vysokoteplotní oxidaci: 310S ultra-vysoký obsah chrómu-niklu vytváří hustší a stabilnější Cr₂O₃-NiO kompozitní oxidový film, který odolá oxidaci při 1150 stupních; Odolnost proti oxidaci 309S je nad 1050 stupňů nedostatečná a oxidový film je náchylný ke stárnutí a odlupování. 2. Pevnost při tečení při vysokých{10}}teplotách: Při 1000 stupních je mez tečení 1000h 310S o 75 % vyšší než při dlouhodobé strukturální stabilitě při 309{10}S ultra-vysoká teplota a namáhání. 3. Odolnost proti korozi: Oba jsou vhodné pro vysokoteplotní oxidační atmosféry; 310S má lepší odolnost proti korozi ve vysokoteplotních směsných plynných atmosférách (jako jsou spaliny obsahující SO₂, NOx) díky vyššímu obsahu niklu. 4. Cena: 310S je o 40–60 % dražší než 309S. 5. Tvařitelnost: Obě mají dobrou tvárnost a vyšší odolnost vůči deformaci slitiny, ale vyšší obsah tváření 310S.

Použitelné rozlišení scénáře: 309S je vhodný pro komponenty odolné proti vysoké-teplotní oxidaci-pod 1050 stupňů, jako jsou vložky průmyslových pecí (méně než nebo rovno 1050 stupňů), vysokoteplotní spalinové potrubí, příslušenství pecí pro tepelné zpracování a součásti spalovací komory kotlů. 310S je vhodné pro ultravysoké teploty{{7} namáhané-komponenty, jako jsou ultra-vysokoteplotní vložky pecí (1050-1150 stupňů), trubky pecí pro petrochemické krakování, vysokoteplotní{13}}komponenty spaloven odpadu a součásti zařízení pro vysokoteplotní slinování.

Praktické otázky a odpovědi

Q1: Proč lze 310S použít při 1150 stupních, zatímco 309S nikoli? A1: Obsah chrómu (24-26 %) a niklu (19-22 %) v 310S je vyšší než u 309S; kompozitní oxidový film tvořený vysokým obsahem chrómu a niklu má silnější vysokoteplotní stabilitu, která může zabránit vnitřní oxidaci kovu a erozi při 1150 stupních; Oxidový film 309S se při teplotě nad 1050 stupňů rozloží a odloupne, což povede k rychlému selhání součásti.

Otázka 2: Jaký je rozdíl v životnosti mezi 309S a 310S u ultra-vysokoteplotních vložek pecí? A2: V oxidační atmosféře 1100 stupňů je životnost 310S větší nebo rovna 5 let, zatímco životnost 309S je menší nebo rovna 1 roku; 309S zaznamená při této teplotě zjevné oxidační ztenčení a křehnutí, což nemůže splnit dlouhodobé{11}}požadavky na provoz.

Otázka 3: Může být 310S použit v prostředí se smíšeným-plynem při vysokých teplotách? A3: Ano. Jeho vysoký obsah niklu zlepšuje odolnost proti vysokoteplotní sulfidové a dusičnanové korozi; je vhodný pro vysokoteplotní spaliny obsahující SO₂, NOx a další korozivní plyny, zatímco 309S je v takových prostředích náchylný k bodové korozi.

Q4: Jaké svařovací materiály se používají pro 309S a 310S? A4: 309S používá svařovací drát ER309L a 310S používá svařovací drát ER310L; oba potřebují řídit tepelný příkon svařování (méně než nebo rovný 200 J/mm), aby se zabránilo hrubnutí zrna; Po-svaru se doporučuje pasivační úprava pro zlepšení kompaktnosti oxidového filmu.

Q5: Jak si vybrat mezi 309S a 310S? A5: Zvolte 309S, pokud je provozní teplota menší nebo rovna 1050 stupňům a náklady jsou problémem; zvolte 310S, pokud je provozní teplota 1050-1150 stupňů nebo pokud je požadována odolnost proti tečení při ultravysoké teplotě a odolnost proti korozi směsným plynem, bez ohledu na cenu.