Edelstahl 309S:Oxidationsbeständigkeit bei hoher-Temperatur und hohem Chrom--Nickelgehalt

309S ist ein austenitischer Edelstahl mit hohem Chrom--Nickelgehalt (Cr=22 %-24 %, Ni=12 %-15 %). Durch die Erhöhung des Chrom--Nickelgehalts verbessert es die Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen und die Festigkeit bei hohen Temperaturen und kann für einen Langzeitbetrieb bei 900–1100 Grad verwendet werden. Es ist ein Schlüsselmaterial für Oxidationsumgebungen mit mittleren und hohen Temperaturen und kostengünstiger als das höherspezifizierte 310S.

Kernparameter

Chemische Zusammensetzung (Gew.-%): C kleiner oder gleich 0,08, Si kleiner oder gleich 1,00, Mn kleiner oder gleich 2,00, P kleiner oder gleich 0,045, S kleiner oder gleich 0,030, Cr=22.00-24.00, Ni=12.00-15.00, Fe{7}}Rest

Mechanische Eigenschaften (geglüht): Zugfestigkeit größer oder gleich 515 MPa, Streckgrenze größer oder gleich 205 MPa, Dehnung größer oder gleich 40 %, Brinellhärte kleiner oder gleich 217HB

Betriebstemperatur: 900 Grad bis 1100 Grad (Dauerbetrieb), bis zu 1200 Grad für Kurzzeitbetrieb

Äquivalente Qualitäten: SUS309S (JIS), EN 1.4828 (EN), UNS S30908 (ASTM)

Leistungsvorteile: 22 %-24 % Chrom bilden einen dichten Cr₂O₃-Oxidfilm mit einer Oxidationsrate von weniger als oder gleich 0,2 mm/Jahr bei 1100 Grad; ausgezeichnete Hochtemperaturzähigkeit, wobei die Dehnung bei 1000 Grad noch 30 % erreicht; Gute Schweißbarkeit und passender ER309L-Schweißdraht können Schweißrisse vermeiden.

Typische Anwendungen: Industrieofenauskleidungen, Wärmebehandlungswerkzeuge (Materialkörbe, Paletten), Hochtemperatur-Förderbänder, Kesselbrennkammern, Schweißelektrodenkerne (zum Schweißen von Hochtemperaturkomponenten).

Praktische Fragen und Antworten

F1: Warum ist 309S nicht für Umgebungen mit niedrigen-Temperaturen geeignet? A1: Der hohe Chrom-Nickelgehalt stabilisiert die austenitische Struktur, aber bei niedrigen Temperaturen (weniger als oder gleich -100 Grad) nimmt die Zähigkeit aufgrund der groben Körner ab, wobei die Schlagzähigkeit weniger als oder gleich 20 J beträgt, was zu Sprödbrüchen führt. . 304L oder 316L sollten für Arbeitsbedingungen bei niedrigen Temperaturen ausgewählt werden.

F2: Welche Leistung bietet 309S in reduzierenden Atmosphären? A2: Es ist nur für oxidierende Atmosphären geeignet. In reduzierenden Atmosphären wie Wasserstoff und Kohlenmonoxid zersetzt sich der Oberflächenoxidfilm, was zu Aufkohlung oder Entkohlung und einem starken Abfall der Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit führt. Legierungen auf Nickelbasis (wie Inconel 600) sind für Umgebungen mit hoher Temperaturreduzierung erforderlich.

F3: Welche Schwierigkeiten gibt es bei der Warmumformung von 309S? A3: Es weist eine hohe Verformungsbeständigkeit bei hohen Temperaturen auf. Die Heiztemperatur sollte auf 1150–1250 Grad kontrolliert werden, um eine vollständige Austenitisierung sicherzustellen; Nach der Verarbeitung ist eine langsame Abkühlung auf unter 800 Grad erforderlich, um eine Ausfällung der Sigma-Phase und eine anschließende Versprödung zu vermeiden. Für dicke Bleche wird nach der Bearbeitung ein Glühen bei 1050 Grad empfohlen.

F4: Was sind die Kosten- und Leistungsunterschiede zwischen 309S und 310S? A4: 310S hat einen höheren Chrom--Nickelgehalt (Cr=24 %-26 %, Ni=19 %-22 %) und eine bessere Oxidationsbeständigkeit als 309S bei 1200 Grad, aber seine Kosten sind 30 % höher als bei 309S. Wählen Sie 309S für Oxidationsarbeitsbedingungen unter 1100 Grad und 310S für solche über 1100 Grad.

F5: Wie werden 309S-Hochtemperaturgeräte gewartet? A5: Entfernen Sie regelmäßig oberflächliche Oxidablagerungen (mit einer Stahldrahtbürste oder durch Sandstrahlen), um lokale Korrosion zu vermeiden, die durch das Herabfallen dicker Oxidablagerungen verursacht wird. Vermeiden Sie schnelles Abkühlen (z. B. Besprühen mit kaltem Wasser), um Risse durch thermischen Schock zu vermeiden. Führen Sie jedes Jahr einen Penetrationstest durch, um Schweißnähte und Spannungskonzentrationsbereiche auf Fehler zu prüfen.