310S耐熱不銹鋼

1、310/310S耐熱不銹鋼(UNS S31000/S31008 ) 奧氏體不銹鋼主要用于高溫環(huán)境。其較 高的銘含量及銀含量保證了良好的抗腐蝕能力及抗氧化能力。與奧氏體304合金相比，它在室溫下強度要高一點。堅鑄實業(yè)可供應棒材，鍛件，板材，也可以根據你的需求來訂做310/310S 耐熱不銹鋼(UNS S31000) / (UNS S31008)一般屬性應用化學成分物理性能短期機械性能水溶液腐蝕高溫抗氧化性其他形式的退化加工特性焊接熱處理/退火一般屬性309/309S和310/310S耐熱鋼奧氏體不銹鋼經常被應用于高溫環(huán)境下的作業(yè)。其較高的銘含量和饃含量確保了良好的耐腐蝕性和抗氧化性，與奧氏體30

2、4合金相比，它在室溫下強度要高一應用高合金不銹鋼通常表現出良好高溫強度，抗蠕變性和抗環(huán)境腐蝕性。因此，它們被廣泛應用于 熱處理行業(yè)的熔爐零部件，如：傳送帶，滾筒，爐頭，耐火墊板，吊管架等。這些等級也應用 到化學加工行業(yè)，用于承載熱濃酸，氨水和二硫化物。在食物加工行業(yè)，這些等級用于與熱乙 酸和檸檬酸接觸。化學成分除特別說明外，以下的化學成分是根據ASTM A167和ASTM A24南準309合金309S合金(UNS S30900)(UNS S30908)CMnPSSiCr最小值/最大值最小值/最大值Ni最小值/最大值最小值/最大值Fe剩余部分剩余部分310合金310S合金(UNS S31000)

3、(UNS S31008)CMnPSSiCr最小值/最大值最小值/最大值Ni最小值/最大值最小值/最大值Fe剩余部分剩余部分表中的數值表示重量百分百，除特別說明范圍外，表中都是最大值堅鑄實業(yè)可供應棒材，鍛件，板材，也可以根據你的需求來訂做物理性能309合金密度lb m/in 33 g/cm68 F (20 C)熱膨脹系數(min/in)? F(mm/m)? K68 - 212 F(20 - 100 C)68 - 932 F(20 - 500 C)68 - 1832 F(20 -1000 C)電阻率mW?inmW?cm68 F (20 C)1200 F (648 C)導熱性Btu/hr?ft? F

4、W/m?K68 - 212 F(20 -100 C)68 - 932 F(20 - 500 C)比熱Btu/lb m? FJ/kg?K32 - 212 F(0 - 100 C)502導磁率(退火)1200H彈性系數(退火)2psiGPa受拉(E)29 x 10 6200扭曲(G)x 10 677310合金密度lb Min 3/ 一 3 g/cm68 F (20 C)熱膨脹系數(min/in)? F(mm/m)? K68 - 212 F(20 - 100 C)68 - 932 F(20 - 500 C)68 -1832 F(20 - 1 000 C)電阻率mW?inmW?cm68 F (20 C

5、)1200 F (648 C)-導熱性Btu/hr?ft? FW/m?K68 - 212 F(20 -100 C)68 - 932 F(20 - 500 C)比熱Btu/lb m? FJ/kg?K32 - 212 F(0 - 100 C)502導磁率（退火）1200H彈性系數（退火）2psiGPa受拉（E）29 x 10 6200扭曲（G）x 10 677短期機械性能所有的抗拉試都是根據 ASTM E8來完成的。表中的數據是若干個測試樣品（最少 2個樣品, 最多10個樣品）得出來測試結果的平均值。屈服強度是通過 %氐消方法得到的。塑性延伸通過 一個2英寸的樣品來測量。309合金測試溫度抗屈強度

6、(F)(C)ksiMPa772529040020424180042720710005381661200649152140076013816008711281800982-測試溫度抗拉強度延伸率(F)(C)ksiMPa%772562149400204552468004274974010005384553612006493793514007602484016008711455018009826965309S合金測試溫度抗屈強度(F)(C)ksiMPa772535120093308400204258600316230800427204900482210100053818411005931821200

7、64917013007041631400760153150081613816008711141700927901800982561900103832測試溫度抗拉強度延伸率(F)(C)ksiMPa%7725670200936124002045636003165538004275319004825151000538491110059345212006493861300704384-1400760248150081617016008711421700927106180098274-1900103846-310合金測試溫度抗屈強度(F)(C)ksiMPa772529240020421780042718

8、81000538167120064915615008161361800982-20001093-測試溫度抗拉強度延伸率(F)(C)ksiMPa%77256174540020452880042751637100053848336120064939415008162096618009827665200010934877310S合金測試溫度抗屈強度(F)(C)ksiMPa77253142009328640020425460031623980042720910005382031200649178140076014716008711111800982562000109327測試溫度抗拉強度延伸率(F)(

9、C)ksiMPa%77256242009357540020453360031651980042750810005384841200649393140076026016008711551800982812000109344抗水溶液腐蝕309/309S和310/310S耐熱不銹鋼主要用于高溫環(huán)境下，可以有效利用它們的抗氧化性。但是， 這些合金因為含銘量和含饃量高，對水溶液也具有一定的耐腐蝕性。含銀量高使這些合金對氯化物應力龜裂腐蝕的抵抗力比18-8不銹鋼稍好，盡管如此，但是309/309S和310/310S耐熱不銹鋼奧氏體不銹鋼仍然容易受這種腐蝕的影響。需要提高耐水溶液腐蝕的應用中，往往會用到31

10、0/310S耐熱不銹鋼，如：濃硝酸溶液中的作業(yè),這種溶液中可能發(fā)生晶界擇優(yōu)腐蝕。高溫抗氧化性在多數情況下，金屬合金都會與周圍環(huán)境發(fā)生一定程度的化學反應。最常見的化學反應就是氧 化：金屬元素與氧氣結合，生成氧化物。不銹鋼通過銘元素的局部氧化使其具有抗氧化性，在 銘元素局部氧化的過程中，可以形成一種非常穩(wěn)定的氧化物（Cr2O3氧化銘）。只要金屬的銘含量充足，在金屬表面即可形成一層連續(xù)的氧化銘綠，防止其他氧化物生成，并對金屬起到保 護作用。氧化率是由帶點粒子的傳輸來控制的。當表面的銹皮越厚，氧化率就會大幅度下降， 因為帶點粒子傳輸的路徑越遠。這個過程叫鈍化，也就是鈍化膜形成的過程。奧氏體不銹鋼的抗氧

11、化性可以通過銘含量來推算。耐高溫的合金含銘量至少 20%（重量百分百）用銀成分代替鐵成分也通?？梢蕴峁┖辖鹪诟邷叵碌男阅堋?09/309S, 310/310S耐熱不銹鋼是高合金材料，因此，具有相當好的抗氧化性。已氧化的金屬樣品，其重量會有所增加，因為一定量的氧氣組合到產品的氧化膜。測量金屬抗 氧化性的其中一種方法是：讓金屬在特定時間內暴露在高溫環(huán)境下，然后測量其重量的變化。重量增加越多，表面氧化越嚴重。氧化過程比簡單的銹皮增厚要復雜得多。散裂，或者說表面皮分離，是不銹鋼氧化過程中最常 見的問題。散裂通常表現為急速的重量損失。其他一些因素也會引起散裂，其中主要包括熱循 環(huán)，機械損傷和氧化物過厚。

12、在氧化過程中，銘以氧化銘的形式存在于銹皮中。當氧化皮剝落時，未氧化的金屬暴露出來， 因為新的氧化銘的形成，材料的氧化率暫時升高。銹皮散裂到達一定程度，銘含量的損失可能 引起金屬的耐熱性降低，從而導致鐵氧化物和饃氧化物快速增加，這種情況稱為破裂氧化。高溫氧化可能導致銹皮揮發(fā)。在耐熱不銹鋼表面形成的氧化銘，最開始是Cr2O3 ,當溫度進一步升高時，會進一步氧化成具有高蒸汽壓力的CrO3 o氧化物此時分成兩部分：通過形成 Cr2O3使銹皮增厚，通過 CrO3的蒸發(fā)使銹皮變薄。最終的趨勢是在增厚和變薄之間達到最終的平衡，從而使銹皮處于恒定的厚度。銹皮揮發(fā)在溫度達到 2000 F (1093 C)以上時

13、，成為一個突出問題，在流動氣體的作用下，會進一步惡化。其他形式的退化除了氧氣以外，粒子在高溫環(huán)境下也可以引起不銹鋼的加速退化。硫的存在可以引起硫化腐蝕。不銹鋼的硫化腐蝕是一個復雜的過程，而且很大程度上受硫和氧氣含量以及硫的存在形式影響(比如：氣態(tài)，氧化硫，氫化硫)。銘可以形成穩(wěn)定的氧化物和硫化物。在氧氣和含硫化合物 共同存在的情況下，通常在外部形成氧化銘層作為一個保護層阻止硫進入。然而，硫化腐蝕仍 然可以在銹皮損壞和分離的地方發(fā)生，在某些特定情況下，硫可以穿過氧化銘，在金屬內部形 成硫化銘。在含饃量高(25%或者更高)的合金中，硫化作用增強。饃和硫化饃形成低熔點的共 晶相，在高溫條件下，可能對

14、材料造成嚴重的損壞。環(huán)境中如果存在含碳量高的粒子，會導致碳元素進入金屬，隨后形成內部碳化物。滲碳作用一 般在溫度1470 F (800 C)以上發(fā)生。內部滲碳金屬會引起機械性能和物理性能的改變。通常 來說，氧氣可以通過在金屬表面形成保護膜來阻止碳進入。較高的饃含量和硅含量都可以一定 程度上減少滲碳作用。金屬粉塵是滲碳作用的一種特殊形式，通常在較低溫度范圍發(fā)生(660- 1650 F or 350 -900 C)。金屬粉塵可以通過一個復雜的機構把固體金屬轉換成石墨和金 屬微粒的混合物，進而形成較深的小坑，最終導致局部腐蝕。在氮氣存在的情況下，可能發(fā)生滲氮作用。氧化物通常比氮化物穩(wěn)定，因此在含氧的

15、大氣環(huán)境 中，通常形成氧化皮。這層保護膜可以很好地阻擋氮進入，因此在大氣環(huán)境和氣態(tài)的燃燒產物 環(huán)境下，幾乎不用考慮滲氮作用的影響。在純氮環(huán)境下，尤其是在干燥，裂化氨氣環(huán)境下，氧 含量非常低，就可能發(fā)生滲氮作用。在相對低溫的情況下，在金屬表面可以形成氮化膜。在 1832 F或1000。C)以上高溫情況下， 氮的擴散性可以迅速滲透金屬，在晶界生成內部氮化物,影響金屬的機械性能。金相的不穩(wěn)定性，高溫暴露時形成新的金相，都可以反過來影響機械性能和降低耐腐蝕性。當 奧氏體不銹鋼在溫度范圍 800- 1650 F (427 -899 C)緩慢冷卻時，碳化物粒子常常在晶界沉淀(敏化作用)。銘和饃的含量越高，

16、碳的可溶性就越低，也就是說更容易受敏化作用影響。在 這個溫度范圍，推薦用強制淬火冷卻，尤其是對于較厚的材料。隨著碳含量的降低，形成碳化 銘的時間和溫度就增加。因此，這些合金的低碳等級對敏化具有較好的抵抗力，但是并不是可 以完全避免敏化作用的影響。當加熱溫度長期達到1200- 1850 F (649 -1010 C), 309/309S ,310/310S耐熱不銹鋼在室溫下的延展性會降低，這是因為西格瑪相和碳化物的影響。西格瑪相 通常在晶界形成并影響金屬的延展性。這種副作用可以通過在指定溫度重退火來消除。高溫退化很多程度受大氣和其他作業(yè)環(huán)境影響。一般的氧化數據通常只能用于對不同合金相對 抗氧化性

17、的估計。如果有需要，森邁爾鋼鐵公司，可以為您提供具體應用的抗氧化性數據和經 驗。加工特性309/309S, 310/310S耐熱不銹鋼 不銹鋼因其耐高溫和抗氧化性能，被廣泛應用于熱處理/加工行業(yè)。也因為這樣，這些合金常被加工成復雜結構。碳鋼的加工性通常被認為是金屬成型操作 中的標準。奧氏體不銹鋼表現出來的性能和碳鋼大不相同：奧氏體不銹鋼更難加工，變硬的速 度非?？臁１M管這并不會改變我們一般用的加工方法，如：切割，機械加工，成型等，但是這 些特性卻影響這些加工方法的具體細節(jié)。切割和機械加工普通軟鋼的標準技術，稍作調整后也可用于加工奧氏體不銹鋼。但是奧氏體不 銹鋼更難加工，變硬的速度非常快。加工過

18、程中產生的碎片細且硬，并保留著相當好的延展性。 加工用的道具應保持鋒利和堅硬。對于硬化區(qū)域，一般采用深度和慢速切割。由于奧氏體不銹 鋼的導熱性低和熱膨脹系數高，在切割和機械加工的過程中，必須考慮排熱和尺寸公差。奧氏體不銹鋼可通過彎曲， 拉伸成形，滾扎成形，錘打成形，擴口加工/凸緣加工，旋轉，精抽, 液壓成形等方法達到冷作成形。在加工過程中，奧氏體不銹鋼容易硬化，表現為加工過程中要 不斷增大加工的力量。這就意味著需要用更強大的成形設備并且最終限制了成型度。因為各種環(huán)境和金相的因數，用于309和310熱作的溫度范圍相對較窄。鍛造的初始溫度范圍是1800-2145 F (980-1120 C),結束

19、溫度不能低于 1800 F (980 C)。在過高的溫度下加工， 因為環(huán)境和金相的因素，尤其是鐵素體的生成，會導致合金的熱塑性下降。在過低的溫度下加工，形成脆片第二相，如：西格瑪相。鍛造后，鍛件需迅速冷卻到暗熱。焊接奧氏體等級被認為是不銹鋼中最容易焊接的等級。它們可以通過所有常見的方法進行焊接。309/309S , 310/310S耐熱不銹鋼也是如此。如果需要填充焊料，一般要選成分匹配的。因為這個等級的合金含量提高，可以降低熔池的流動性。如果熔池的流動性仍然需要降低，可以采用含硅的焊料（如 ER309Si, ER309LSi）。309/309S, 310/310S耐熱不銹鋼的熱膨脹系數較高，導

20、熱性較低，在固化的焊接金屬中會形成 少量的鐵素體，可能導致熱裂紋。這個問題在防脫焊口，寬焊口可能更嚴重。低合金含量的焊 料（如ER308）可以增加堆焊中的鐵素體從而降低熱裂紋的趨勢?；附饘俚某煞直幌♂尯?，可能降低該金屬焊口處的耐腐蝕性和耐熱性。S等級的含碳量相對較低。焊接得當的話，不太可能發(fā)生熱影響區(qū)的粒間腐蝕。去除回火色和銹皮可恢復焊口附近的耐腐蝕性。采用不銹鋼刷研磨和刷洗，可以去除回火色和銹皮。酸洗也可 去除銹皮。小件的材料可以放入槽中酸洗，大件的材料，可以采用特制的硝酸，氟化氫酸，鹽 酸的混合物來局部清洗。酸洗以后，要用清水徹底洗掉酸洗的殘留物。熱處理/退火對這些合金進行退火的主要原因是產生一個再結晶的微細結構，達到均勻晶粒度，分解有害的碳化銘沉淀物。要確保完全退火，必須把材料置于2050-2150 F （1120-1175 C）溫度范圍內每 英寸厚度所需時間約 30分鐘。這僅僅是一般的做法。特殊的情況可能需要特殊的處理方法。適 當退火后，這些等級在室溫下主要是奧氏體，少量的鐵素體也可能存在。309/309S, 310/310S耐熱不銹鋼在空氣退火過程中產生氧化皮是不可避免的。銹皮中含有豐富 的銘并且具有一定的附著性。通常來說