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.
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 240АСМЕ........ 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/дюйм37,89 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. дюйм193 ГПа
Теплопроводность 212 °F (100 °C)
9,0 БТЕ/ч/фут2/фут/°F15,6 Вт/м-°K
Интервал плавления
2500 – 2590°F1480 – 1530°С
Удельное электрическое сопротивление
30,7 мкОм при 68°C78 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.