الخصائص العامة
سبيكة 309 (UNS S30900) عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي تم تطويره خصيصا لتطبيقات مقاومة التآكل في درجات الحرارة العالية. فيما يلي بعض النقاط الرئيسية حول Alloy 309: تظهر Alloy 309 مقاومة جيدة للأكسدة في درجات الحرارة العالية. يمكنه تحمل الأكسدة حتى 1900 درجة فهرنهايت (1038 درجة مئوية) في ظل ظروف غير دورية. ومع ذلك ، يمكن أن تقلل الدورة الحرارية المتكررة من مقاومة الأكسدة إلى حوالي 1850 درجة فهرنهايت (1010 درجة مئوية). الأجواء المحتوية على الكبريت: نظرا لارتفاع محتوى الكروم والنيكل المنخفض ، يمكن استخدام Alloy 309 في البيئات التي تحتوي على محتوى كبريت يصل إلى 1832 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية). هذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي توجد فيها 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 ، والدورة الحرارية. ومع ذلك ، يجب تقليل درجة حرارة الخدمة القصوى في هذه التطبيقات مقارنة بالظروف غير المتعلقة بركوب الدراجات. عند تسخينها بين 1202 - 1742 درجة فهرنهايت (650-950 درجة مئوية) ، تكون السبيكة 309 عرضة لهطول الأمطار في مرحلة سيجما. هذا يمكن أن يؤدي إلى انخفاض المتانة والخصائص الميكانيكية. لاستعادة المتانة ، يوصى بمعالجة التلدين بالمحلول عند 2012-2102 درجة فهرنهايت (1100-1150 درجة مئوية).
309S (UNS S30908) هي النسخة منخفضة الكربون من السبائك. يتم استخدامه لسهولة التصنيع.
309H (UNS S30909) عبارة عن تعديل عالي الكربون تم تطويره لتحسين مقاومة الزحف. في معظم الحالات ، يمكن أن يلبي حجم الحبوب ومحتوى الكربون في اللوحة متطلبات كل من 309S و 309H.
يمكن لحام سبيكة 309 ومعالجتها بسهولة من خلال ممارسات تصنيع المتاجر القياسية.
التطبيقات
- الأفران - الشعلات والأبواب والمراوح والأنابيب وأجهزة التعافي
أفران الطبقة المميعة - الشبكات والأنابيب وصناديق الرياح
معدات مطحنة الورق
تكرير البترول - نظم الاسترداد التحفيزي وأجهزة التعافي
توليد الطاقة - مواقد الفحم المسحوق ، الشماعات الأنبوبية
المعالجة الحرارية - أغطية وصناديق التلدين ، وشبكات الشعلات ، والأبواب ، والمراوح ، وأحواض الرصاص وأواني الملح المحايدة ، والكعك والمعوجات ، وأجهزة التعافي ، وعوارض المشي
معالجة النفايات - المحارق والأفران الدوارة والتكليس
المعايير
ASTM........ أ 240أسمي........ 240 ريال سعودي
AMS.......... 5523
مقاومة التآكل
التآكل الرطب
لم يتم تصميم سبيكة 309 خصيصا للخدمة في البيئات المسببة للتآكل الرطب. يمكن أن يكون للمحتوى العالي من الكربون في سبيكة 309 ، والذي تمت إضافته لتعزيز خصائص الزحف ، تأثير ضار على مقاومته للتآكل المائي. فيما يلي بعض النقاط الإضافية المتعلقة بمقاومتها للتآكل: يمكن أن يؤدي المحتوى العالي من الكربون في سبيكة 309 إلى جعلها أكثر عرضة للتآكل في البيئات المائية. يمكن أن يؤدي التعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة عالية إلى تآكل بين الخلايا الحبيبية في هذه السبائك. مقاومة التآكل مقارنة بالسبائك المقاومة للحرارة: على الرغم من قيودها في البيئات المسببة للتآكل الرطب ، توفر سبيكة 309 مقاومة أفضل للتآكل من العديد من السبائك الأخرى المقاومة للحرارة. هذا يرجع في المقام الأول إلى محتواه العالي من الكروم ، والذي يبلغ 23٪ في سبيكة 309.
ارتفاع درجة الحرارة التآكل
سبيكة 309 تقاوم التآكل في درجات الحرارة العالية في معظم ظروف الخدمة. درجات حرارة التشغيل هي كما يلي:
الظروف المؤكسدة (الحد الأقصى لمحتوى الكبريت - 2 جم / م 3)
1922 درجة فهرنهايت (1050 درجة مئوية) خدمة مستمرة
2012 درجة فهرنهايت (1100 درجة مئوية) ذروة درجة الحرارة
الظروف المؤكسدة (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 مثل سبيكة 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 زحف نموذجية
درجة الحرارة |
سلالة الزحف (MPa) |
زحف نشوة الطرب(MPa) |
|||||
°C |
درجة فهرنهايت |
1000 ساعة |
10000 ساعه |
100000 ساعة |
1000 ساعة |
10000 ساعه |
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 تتم الإشارة إلى نطاق بخلاف 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/بوصة37.89 جم / سم 3
الحرارة النوعية
0.12 وحدة حرارية بريطانية/رطل فهرنهايت (32-212 درجة فهرنهايت)502 جول / كجم - كلفن (0 - 100 درجة مئوية)
معامل المرونة
28.5 x 106 رطل لكل بوصة مربعة193 جيجا باسكال
الموصلية الحرارية 212 درجة فهرنهايت (100 درجة مئوية)
9.0 وحدة حرارية بريطانية / ساعة / قدم 2 / قدم / درجة فهرنهايت15.6 واط / م - درجة كلفن
نطاق الانصهار
2500 - 2590 درجة فهرنهايت1480 – 1530 درجة مئوية
المقاومة الكهربائية
30.7 ميكرو أوم عند 68 درجة مئوية78 ميكرو أوم سم عند 20 درجة مئوية
الخواص الميكانيكية
القيم النموذجية عند 68 درجة فهرنهايت (20 درجة مئوية)
قوة العائد 0.2٪ تعويض |
الشد النهائي شدة |
استطاله في 2 بوصة. |
صلابه |
||
رطل لكل بوصة مربعة (دقيقة) |
(ميجا باسكال) |
رطل لكل بوصة مربعة (دقيقة) |
(ميجا باسكال) |
٪ (دقيقة) |
(الحد الأقصى) |
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 صلب نهائي عند 1832 - 2101 درجة فهرنهايت (1000 - 1150 درجة مئوية) متبوعا بالتبريد السريع.
تشكيل الباردة
السبيكة قابلة للسحب تماما وتتشكل بطريقة مشابهة جدا ل 316. لا ينصح بالتشكيل البارد للقطع ذات التعرض طويل الأمد لدرجات حرارة عالية لأن السبيكة تخضع لترسيب الكربيد ومرسبات طور سيجما.
لحام
يمكن لحام سبيكة 309 بسهولة من خلال معظم العمليات القياسية بما في ذلك TIG والبلازما و MIG و SMAW والمنشار و FCAW.