Нержавеющая сталь 309/309S

 

Общие свойства

Alloy 309 (UNS S30900) представляет собой аустенитную нержавеющую сталь, специально разработанную для применения в условиях высокотемпературной коррозионной стойкости. Вот некоторые ключевые моменты о сплаве 309:Сплав 309 демонстрирует хорошую стойкость к окислению при высоких температурах. Он может выдерживать окисление до 1900 ° F (1038 ° C) в нециклических условиях. Однако частое термоциклирование может снизить его стойкость к окислению примерно до 1850 ° F (1010 ° C). Серосодержащие атмосферы: Благодаря высокому содержанию хрома и низкому содержанию никеля сплав 309 может использоваться в средах с содержанием серы до 1832 ° F (1000 ° C). Это делает его пригодным для применений в серосодержащих атмосферах. Науглероживающая атмосфера: Сплав 309 не рекомендуется для использования в сильно науглероживающих средах, поскольку он проявляет лишь умеренную стойкость к поглощению углерода. Он может не обеспечивать достаточную защиту от диффузии углерода и последующей науглероживания. Применение: Сплав 309 может использоваться в слабоокисляющих, азотированных, цементирующих и термоциклических процессах. Тем не менее, максимальная рабочая температура в этих условиях должна быть снижена по сравнению с нециклическими условиями. При нагревании от 1202 до 1742 °F (650–950 °C) сплав 309 восприимчив к осаждению сигма-фазы. Это может привести к снижению ударной вязкости и механических свойств. Для восстановления ударной вязкости рекомендуется обработка отжигом на твердый раствор при температуре 2012 – 2102 °F (1100 – 1150 °C).

309S (UNS S30908) – низкоуглеродистая версия сплава. Он используется для простоты изготовления.

309H (UNS S30909) - это высокоуглеродистая модификация, разработанная для повышения сопротивления ползучести. В большинстве случаев размер зерна и содержание углерода в пластине могут соответствовать требованиям как 309S, так и 309H.

Сплав 309 легко сваривается и обрабатывается стандартными методами изготовления в цеху.

 

bar-rod
Pipe/Tube
PlateSheet
 
 

Приложений

  • Печи — горелки, дверцы, вентиляторы, трубопроводы и рекуператоры
    Печи с кипящим слоем — решетки, трубопроводы, ветряные коробки
    Оборудование для бумагоделательной фабрики
    Нефтепереработка — системы каталитического рекуперации, рекуператоры
    Выработка электроэнергии — пылеугольные горелки, трубчатые подвески
    Термическая обработка — отжиг крышек и ящиков, решеток горелок, дверей, вентиляторов, свинцовых кастрюль и нейтральных солонков, муфелей и реторт, рекуператоров, шагающих балок
    Переработка отходов — мусоросжигательные печи, вращающиеся печи и кальцинаторы

Стандарты

АСТМ........ А 240
АСМЕ........ СА 240
АМС.......... 5523

Коррозионная стойкость

Влажная коррозия
Сплав 309 специально не предназначен для эксплуатации во влажных агрессивных средах. Высокое содержание углерода в сплаве 309, который добавляется для улучшения свойств ползучести, может пагубно сказаться на его стойкости к водной коррозии. Вот несколько дополнительных моментов, касающихся его коррозионной стойкости: Высокое содержание углерода в сплаве 309 может сделать его более восприимчивым к коррозии в водных средах. Длительное воздействие высоких температур может привести к межкристаллитной коррозии в этом сплаве. Коррозионная стойкость по сравнению с жаропрочными сплавами: Несмотря на свои ограничения во влажных агрессивных средах, сплав 309 обеспечивает лучшую коррозионную стойкость, чем многие другие жаропрочные сплавы. В первую очередь это связано с высоким содержанием хрома, которое составляет 23% в Alloy 309.

Высокотемпературная коррозия
Сплав 309 устойчив к высокотемпературной коррозии в большинстве условий эксплуатации. Рабочие температуры:

Условия окисления (макс. содержание серы – 2 г/м3)
1922 °F (1050 °C) непрерывная работа
Пиковая температура 2012 °F (1100 °C)

Условия окисления (макс. сера более 2 г/м3)
Максимальная температура 1742 °F (950 °C)

Атмосфера с низким содержанием кислорода (макс. содержание серы – 2 г/м3)
Максимальная температура 1832 °F (1000 °C)

Азотирующая или цементирующая атмосфера
1562–1742 °F (850–950 °C) максимум

Сплав не работает так же хорошо, как Alloy 600 (UNS N06600) или Alloy 800 (UNS N08800) в восстановительной, азотирующей или цементирующей атмосфере, но он превосходит большинство жаропрочных нержавеющих сталей в этих условиях.

Свойства ползучести

Типичные свойства ползучести

Температура

Деформация ползучести (МПа)

Восторг крипов (МПа)

°С

°F

1000 ч

10000 ч

100000 ч

1000 ч

10000 ч

100000 ч

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


Химический анализ

Вес % (все значения максимальны, если не указано иное)

Элемент

309

309С

309Ч

Хром

22,0 мин.-24,0 макс.

22,0 мин.-24,0 макс.

22,0 мин.-24,0 макс.

Никель

12,0 мин.-15,0 макс.

12,0 мин.-15,0 макс.

12,0 мин.-15,0 макс.

Углерод

0.20

0.08

0,04 мин.-0,10 макс.

Марганец

2.00

2.00

2.00

Фосфор

0.045

0.045

0.045

Сера

0.030

0.030

0.030

Кремний

0.75

0.75

0.75

Железо

Равновесие

Равновесие

Равновесие

 

 

Физические свойства

Плотность

0,285 фунта/дюйм3
7,89 г/см3

Удельная теплоёмкость

0,12 БТЕ/фунт-°F (32–212 °F)
502 Дж/кг-°K (0 – 100°C)

Модуль упругости

28.5 x 106 фунтов/кв. дюйм
193 ГПа

 

Теплопроводность 212 °F (100 °C)

9,0 БТЕ/ч/фут2/фут/°F
15,6 Вт/м-°K

Интервал плавления

2500 – 2590°F
1480 – 1530°С

Удельное электрическое сопротивление

30,7 мкОм при 68°C
78 мкОм-см при 20°C

Механические свойства

Типичные значения при 68 ° F (20 ° C)

Предел текучести

Смещение 0,2%

Предельная прочность на растяжение

Сила

Удлинение

в 2 дюймах.

Твёрдость

PSI (мин.)

(МПа)

PSI (мин.)

(МПа)

% (мин.)

(макс.)

45,000

310

85,000

586

50

202 (НБН)

 

 

Производственные данные

Сплав 309 легко сваривается и обрабатывается стандартными методами изготовления в цеху.

Горячая формовка

Равномерно нагрейте при температуре 1742–2192 ° F (950–1200 ° C). После горячей штамповки рекомендуется окончательный отжиг при температуре 1832–2101 °F (1000–1150 °C) с последующей быстрой закалкой.

Холодная штамповка

Сплав довольно пластичен и по форме очень похож на 316. Холодная штамповка деталей при длительном воздействии высоких температур не рекомендуется, так как сплав подвержен осаждению карбидов и сигма-фазовых осаждений.

 

Сварка

Сплав 309 легко сваривается большинством стандартных процессов, включая TIG, PLASMA, MIG, SMAW, SAW и FCAW.