الفولاذ المقاوم للصدأ 309 / 309S

 

الخصائص العامة

سبيكة 309 (UNS S30900) عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي تم تطويره خصيصا لتطبيقات مقاومة التآكل في درجات الحرارة العالية. فيما يلي بعض النقاط الرئيسية حول سبيكة 309: تظهر السبيكة 309 مقاومة جيدة للأكسدة في درجات الحرارة العالية. يمكن أن تتحمل الأكسدة حتى 1900 درجة فهرنهايت (1038 درجة مئوية) في ظل ظروف غير دورية. ومع ذلك ، يمكن أن يقلل التدوير الحراري المتكرر من مقاومة الأكسدة إلى حوالي 1850 درجة فهرنهايت (1010 درجة مئوية). الأجواء المحتوية على الكبريت: نظرا لمحتواها العالي من الكروم والنيكل المنخفض ، يمكن استخدام السبائك 309 في البيئات التي يصل إليها محتوى الكبريت حتى 1832 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية). هذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي توجد بها أجواء تحتوي على الكبريت. أجواء الكربنة: لا ينصح باستخدام سبيكة 309 في الأجواء عالية الكربنة لأنها تظهر مقاومة معتدلة فقط لامتصاص الكربون. قد لا يوفر حماية كافية ضد انتشار الكربون والكربنة اللاحقة. التطبيقات: يمكن استخدام سبيكة 309 في تطبيقات الأكسدة قليلا ، والنيترة ، والأسمنت ، وركوب الدراجات الحرارية. ومع ذلك، يجب تقليل درجة حرارة الخدمة القصوى في هذه التطبيقات مقارنة بالظروف غير الدوراتية. عند تسخينها بين 1202 - 1742 درجة فهرنهايت (650 - 950 درجة مئوية) ، تكون السبيكة 309 عرضة لهطول الأمطار في مرحلة سيجما. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل المتانة والخصائص الميكانيكية. لاستعادة المتانة ، يوصى باستخدام محلول التلدين عند 2012 - 2102 درجة فهرنهايت (1100 - 1150 درجة مئوية).

309S (UNS S30908) هي النسخة منخفضة الكربون من السبيكة. يتم استخدامه لسهولة التصنيع.

309H (UNS S30909) هو تعديل عالي الكربون تم تطويره لتعزيز مقاومة الزحف. في معظم الحالات ، يمكن أن يلبي حجم الحبوب ومحتوى الكربون في اللوحة متطلبات 309S و 309H.

يمكن لحام سبيكة 309 ومعالجتها بسهولة من خلال ممارسات تصنيع المتاجر القياسية.

 

التطبيقات

  • الأفران - الشعلات والأبواب والمراوح والأنابيب وأجهزة الاسترداد
    أفران الطبقة المميعة - الشبكات والأنابيب وصناديق الرياح
    معدات مطحنة الورق
    تكرير البترول - أنظمة الاسترداد التحفيزي ، أجهزة الاسترداد
    توليد الطاقة - مواقد الفحم المسحوقة ، الشماعات الأنبوبية
    المعالجة الحرارية - أغطية وصناديق التلدين ، وشبكات الشعلات ، والأبواب ، والمراوح ، وأحواض الرصاص ، وأواني الملح المحايدة ، والكثافات والمعوجات ، وأجهزة الاسترداد ، وعوارض المشي
    معالجة النفايات - المحارق والأفران الدوارة والمكلسات

المعايير

ASTM ........ أ 240
ASME........ 240 ص.ع
AMS.......... 5523

مقاومة التآكل

التآكل الرطب
لم يتم تصميم سبيكة 309 خصيصا للخدمة في البيئات الرطبة المسببة للتآكل. يمكن أن يكون لمحتوى الكربون العالي في سبيكة 309 ، والذي يضاف لتعزيز خصائص الزحف ، تأثير ضار على مقاومته للتآكل المائي. فيما يلي بعض النقاط الإضافية المتعلقة بمقاومتها للتآكل: يمكن أن يجعلها المحتوى العالي من الكربون في سبيكة 309 أكثر عرضة للتآكل في البيئات المائية. يمكن أن يؤدي التعرض المطول لدرجات الحرارة المرتفعة إلى تآكل بين الخلايا الحبيبية في هذه السبيكة. مقاومة التآكل مقارنة بالسبائك المقاومة للحرارة: على الرغم من قيودها في البيئات الرطبة المسببة للتآكل ، توفر سبيكة 309 مقاومة أفضل للتآكل من العديد من السبائك الأخرى المقاومة للحرارة. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى محتواه العالي من الكروم ، والذي يبلغ 23٪ في سبيكة 309.

تآكل بدرجة حرارة عالية
تقاوم السبيكة 309 التآكل في درجات الحرارة العالية في معظم ظروف الخدمة. درجات حرارة التشغيل هي كما يلي:

ظروف الأكسدة (الحد الأقصى لمحتوى الكبريت - 2 جم / م 3)
1922 درجة فهرنهايت (1050 درجة مئوية) الخدمة المستمرة
2012 درجة فهرنهايت (1100 درجة مئوية) درجة حرارة الذروة

ظروف الأكسدة (الحد الأقصى للكبريت أكبر من 2 جم / م 3)
1742 درجة فهرنهايت (950 درجة مئوية) درجة الحرارة القصوى

جو منخفض الأكسجين (الحد الأقصى لمحتوى الكبريت - 2 جم / م 3)
1832 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية) درجة الحرارة القصوى

أجواء النيترة أو الكربنة
1562 - 1742 درجة فهرنهايت (850 - 950 درجة مئوية) كحد أقصى

لا تعمل السبيكة بشكل جيد مثل السبيكة 600 (UNS N06600) أو سبيكة 800 (UNS N08800) في تقليل الأجواء أو النيترة أو الكربنة ، ولكنها تتفوق على معظم الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للحرارة في هذه الظروف.

خصائص الزحف

خصائص الزحف النموذجية

درجة الحرارة

سلالة الزحف (MPa)

زحف نشوة (MPa)

درجة مئوية

درجة فهرنهايت

1000 ساعة

10000 ه

100000 ساعة

1000 ساعة

10000 ه

100000 ساعة

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


التحليل الكيميائي

النسبة المئوية للوزن (جميع القيم هي الحد الأقصى ما لم يشار إلى خلاف ذلك)

عنصر

309

309 ثانية

309 ساعة

كروم

22.0 دقيقة - 24.0 كحد أقصى.

22.0 دقيقة - 24.0 كحد أقصى.

22.0 دقيقة - 24.0 كحد أقصى.

نيكل

12.0 دقيقة - 15.0 كحد أقصى.

12.0 دقيقة - 15.0 كحد أقصى.

12.0 دقيقة - 15.0 كحد أقصى.

كربون

0.20

0.08

0.04 دقيقة - 0.10 كحد أقصى.

منغنيز

2.00

2.00

2.00

فسفور

0.045

0.045

0.045

الكبريت

0.030

0.030

0.030

سليكون

0.75

0.75

0.75

حديد

توازن

توازن

توازن

 

 

الخصائص الفيزيائية

كثافة

0.285 رطل / بوصة 3
7.89 جم / سم 3

حرارة محددة

0.12 وحدة حرارية بريطانية/رطل-درجة فهرنهايت (32 – 212 درجة فهرنهايت)
502 جول / كجم - درجة كلفن (0 - 100 درجة مئوية)

معامل المرونة

28.5 × 106 رطل لكل بوصة مربعة
193 جيجا باسكال

 

الموصلية الحرارية 212 درجة فهرنهايت (100 درجة مئوية)

9.0 وحدة حرارية بريطانية / ساعة / قدم 2 / قدم / درجة فهرنهايت
15.6 واط / م - كلفن

نطاق الانصهار

2500 - 2590 درجة فهرنهايت
1480 - 1530 درجة مئوية

المقاومة الكهربائية

30.7 ميكروم في 68 درجة مئوية
78 ميكرومتر سم عند 20 درجة مئوية

الخواص الميكانيكية

القيم النموذجية عند 68 درجة فهرنهايت (20 درجة مئوية)

قوة الغلة

0.2٪ إزاحة

الشد المطلق

شدة

استطاله

في 2 بوصة.

صلابه

رطل لكل بوصة مربعة (دقيقة)

(ميجا باسكال)

رطل لكل بوصة مربعة (دقيقة)

(ميجا باسكال)

٪ (دقيقة)

(كحد أقصى)

45,000

310

85,000

586

50

202 (HBN)

 

 

بيانات التصنيع

يمكن لحام سبيكة 309 ومعالجتها بسهولة من خلال ممارسات تصنيع المتاجر القياسية.

تشكيل الساخنة

يسخن بشكل موحد عند 1742 - 2192 درجة فهرنهايت (950 - 1200 درجة مئوية). بعد التشكيل الساخن ، يوصى باستخدام مادة صلبة نهائية عند 1832 - 2101 درجة فهرنهايت (1000 - 1150 درجة مئوية) متبوعة بالتبريد السريع.

تشكيل بارد

السبيكة مطيلة تماما وتتشكل بطريقة مشابهة جدا ل 316. لا ينصح بالتشكيل البارد للقطع مع التعرض طويل الأمد لدرجات الحرارة المرتفعة لأن السبيكة تخضع لهطول الأمطار من الكربيد ورواسب طور سيجما.

 

لحام

يمكن لحام سبيكة 309 بسهولة بواسطة معظم العمليات القياسية بما في ذلك TIG و PLASMA و MIG و SMAW و SAW و FCAW.