1、310/310S耐熱不銹鋼 -耐熱不銹鋼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 高的鉻含量及鎳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(qiáng)度要高一點。堅鑄實業(yè)可供應(yīng)棒材，鍛件，板材，也可以根據(jù)你的需求來訂做310/310S耐熱不銹鋼 (UNS S31000) / (UNS S31008) 一般屬性應(yīng)用化學(xué)成分物理性能短期機(jī)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(jīng)常被應(yīng)用于高溫環(huán)境下的作

2、業(yè)。其較高的鉻含量和鎳含量確保了良好的耐腐蝕性和抗氧化性，與奧氏體304 合金相比，它在室溫下強(qiáng)度要高一點。應(yīng)用高合金不銹鋼通常表現(xiàn)出良好高溫強(qiáng)度，抗蠕變性和抗環(huán)境腐蝕性。因此，它們被廣泛應(yīng)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(yīng)用到化學(xué)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(xué)成分除特別說明外，以下的化學(xué)成分是根據(jù)ASTM A167和ASTM A240標(biāo)準(zhǔn)。 309合金309S合金 (UNS S30900)(UNS S30908)C0.200.08Mn2.002.00P0.0

3、450.045S0.0300.030Si0.750.75Cr22.00 最小值/24.00 最大值22.00 最小值/24.00 最大值Ni12.00 最小值/15.00 最大值12.00 最小值/15.00 最大值Fe剩余部分剩余部分 310合金310S合金 (UNS S31000)(UNS S31008)C0.250.08Mn2.002.00P0.0450.045S0.0300.030Si1.751.50Cr24.00 最小值/26.00 最大值24.00 最小值/26.00 最大值Ni19.00 最小值/22.00 最大值19.00 最小值/22.00 最大值Fe剩余

4、部分剩余部分表中的數(shù)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(yīng)棒材，鍛件，板材，也可以根據(jù)你的需求來訂做物理性能 309合金密度lbm/in3g/cm3    68°F (20°C)0.298.03熱膨脹系數(shù)(min/in)°F(mm/m)°K     68 - 212°F     (20 - 100°C)8.715.6    68 - 932&

5、#176;F     (20 - 500°C)9.817.6    68 - 1832°F     (20 - 1000°C)10.819.4電阻率mWinmWcm     68°F (20°C)30.778.0    1200°F (648°C)45.1114.8導(dǎo)熱性Btu/hrft°FW/mK

6、    68 - 212°F     (20 - 100°C)9.015.6     68 - 932°F     (20 - 500°C)10.818.7比熱Btu/lbm°FJ/kgK    32 - 212°F     (0 - 100°C)0.1250

7、2導(dǎo)磁率(退火)1     200H1.02彈性系數(shù)(退火)2psiGPa    受拉(E)29 x 106200    扭曲 (G)11.2 x 10677 310合金密度lbm/in3g/cm3    68°F (20°C)0.298.03熱膨脹系數(shù)(min/in)°F(mm/m)°K     68 - 212°F 

8、;    (20 - 100°C)8.815.9     68 - 932°F     (20 - 500°C)9.517.1     68 - 1832°F     (20 - 1000°C)10.518.9電阻率mWinmWcm     68°F (20°C)30.

9、778.0    1200°F (648°C)-導(dǎo)熱性Btu/hrft°FW/mK    68 - 212°F     (20 - 100°C)8.013.8    68 - 932°F     (20 - 500°C)10.818.7比熱Btu/lbm°FJ/kgK  

10、0; 32 - 212°F     (0 - 100°C)0.12502導(dǎo)磁率(退火)1     200H1.02彈性系數(shù)(退火)2psiGPa   受拉 (E)29 x 106200    扭曲 (G)11.2 x 10677 短期機(jī)械性能所有的抗拉試驗都是根據(jù)ASTM E8來完成的。表中的數(shù)據(jù)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(jié)果的平均值。屈服強(qiáng)度是通過0.2

11、%抵消方法得到的。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(qiáng)度(°F)(°C)ksiMPa772542.029040020435.024180042730.0207100053824.0166120064922.0152140076020.0138160087118.51281800982-測試溫度抗拉強(qiáng)度延伸率(°F)(°C)ksiMPa%772590.06214940020480.05524680042772.049740100053866.045536120064955.037935140076036.02484016008712

12、1.014550180098210.16965309S合金測試溫度抗屈強(qiáng)度(°F)(°C)ksiMPa772550.93512009344.730840020437.425860031633.423080042729.620490048230.4210100053826.7184110059326.5182120064924.7170130070423.7163140076022.2153150081620.1138160087116.6114170092713.19018009828.256190010384.632測試溫度抗拉強(qiáng)度延伸率(°F)(°C

13、)ksiMPa%772597.167044.62009388.861229.040020481.756334.560031680.255331.680042777.153132.190048274.751532.0100053871.249126.6110059365.645225.5120064955.938628.8130070455.7384-140076036.024822.5150081624.717064.8160087120.714273.3170092715.410678.7180098210.874-190010386.646-310合金測試溫度抗屈強(qiáng)度(°F)(&

14、#176;C)ksiMPa772542.429240020431.521780042727.2188100053824.2167120064922.6156150081619.71361800982-20001093-測試溫度抗拉強(qiáng)度延伸率(°F)(°C)ksiMPa%772589.56174540020476.652837.580042774.851637100053870.148336120064957.239441.5150081630.320966180098211.07665200010937.04877310S合金測試溫度抗屈強(qiáng)度(°F)(°

15、C)ksiMPa772545.63142009341.428640020436.925460031634.623980042730.3209100053829.4203120064925.8178140076021.4147160087116.111118009828.256200010934.027測試溫度抗拉強(qiáng)度延伸率(°F)(°C)ksiMPa%772590.562442.62009383.457541.340020477.353335.860031675.251935.080042773.650833.5100053870.248437.0120064957.039

16、332.0140076037.726054.0160087122.515556.5180098211.88193.3200010936.544121.0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，這些合金因為含鉻量和含鎳量高，對水溶液也具有一定的耐腐蝕性。含鎳量高使這些合金對氯化物應(yīng)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(yīng)用中，往往會用到310/310S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

17、擇優(yōu)腐蝕。高溫抗氧化性在多數(shù)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(xué)反應(yīng)。最常見的化學(xué)反應(yīng)就是氧化：金屬元素與氧氣結(jié)合，生成氧化物。不銹鋼通過鉻元素的局部氧化使其具有抗氧化性，在鉻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 氧化鉻）。只要金屬的鉻含量充足，在金屬表面即可形成一層連續(xù)的氧化鉻綠，防止其他氧化物生成，并對金屬起到保護(hù)作用。氧化率是由帶點粒子的傳輸來控制的。當(dāng)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?shù)穆窂皆竭h(yuǎn)。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化性可以通過鉻含量來推算。耐高溫的合金含鉻量至少20%（重量百分百）。用鎳成

18、分代替鐵成分也通常可以提供合金在高溫下的性能。309/309S，310/310S耐熱不銹鋼是高合金材料，因此，具有相當(dāng)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(chǎn)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(nèi)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(yán)重。氧化過程比簡單的銹皮增厚要復(fù)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(xiàn)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(jī)械損傷和氧化物過厚。在氧化過程中，鉻以氧化鉻的形式存在于銹皮中。當(dāng)氧化皮剝落時，未氧化的金屬暴露出來，因

19、為新的氧化鉻的形成，材料的氧化率暫時升高。銹皮散裂到達(dá)一定程度，鉻含量的損失可能引起金屬的耐熱性降低，從而導(dǎo)致鐵氧化物和鎳氧化物快速增加，這種情況稱為破裂氧化。高溫氧化可能導(dǎo)致銹皮揮發(fā)。在耐熱不銹鋼表面形成的氧化鉻，最開始是Cr2O3 ，當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時，會進(jìn)一步氧化成具有高蒸汽壓力的CrO3 。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(dá)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(dá)到2000°F (1093°C)以上時，成為一個突出問題，在流動氣體的作用下，會進(jìn)一步惡化。其他形式的退化除

20、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(fù)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）。鉻可以形成穩(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鉻層作為一個保護(hù)層阻止硫進(jìn)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，硫可以穿過氧化鉻，在金屬內(nèi)部形成硫化鉻。在含鎳量高（25%或者更高）的合金中，硫化作用增強(qiáng)。鎳和硫化鎳形成低熔點的共晶相，在高溫條件下，可能對材料造成嚴(yán)重的損壞。環(huán)境中如果存在含碳量高的粒子，會導(dǎo)致碳元素進(jìn)入金屬，隨后形

21、成內(nèi)部碳化物。滲碳作用一般在溫度1470°F (800°C)以上發(fā)生。內(nèi)部滲碳金屬會引起機(jī)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(hù)膜來阻止碳進(jìn)入。較高的鎳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(fù)雜的機(jī)構(gòu)把固體金屬轉(zhuǎn)換成石墨和金屬微粒的混合物，進(jìn)而形成較深的小坑，最終導(dǎo)致局部腐蝕。在氮?dú)獯嬖诘那闆r下，可能發(fā)生滲氮作用。氧化物通常比氮化物穩(wěn)定，因此在含氧的大氣環(huán)境中，通常形成氧化皮。這層保護(hù)膜可以很好地阻

22、擋氮進(jìn)入，因此在大氣環(huán)境和氣態(tài)的燃燒產(chǎn)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(kuò)散性可以迅速滲透金屬，在晶界生成內(nèi)部氮化物，影響金屬的機(jī)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(jī)械性能和降低耐腐蝕性。當(dāng)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）。鉻和鎳的含量越高，碳的可溶性就越低，也就是說更

23、容易受敏化作用影響。在這個溫度范圍，推薦用強(qiáng)制淬火冷卻，尤其是對于較厚的材料。隨著碳含量的降低，形成碳化鉻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(dāng)加熱溫度長期達(dá)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(shù)據(jù)通常只能用于對不同合金相對抗氧化性的估計。如果有需要，森邁爾

24、鋼鐵公司，可以為您提供具體應(yīng)用的抗氧化性數(shù)據(jù)和經(jīng)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(yīng)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(fù)雜結(jié)構(gòu)。碳鋼的加工性通常被認(rèn)為是金屬成型操作中的標(biāo)準(zhǔn)。奧氏體不銹鋼表現(xiàn)出來的性能和碳鋼大不相同：奧氏體不銹鋼更難加工，變硬的速度非常快。盡管這并不會改變我們一般用的加工方法，如：切割，機(jī)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(xì)節(jié)。切割和機(jī)械加工普通軟鋼的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，稍作調(diào)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。加工過程中產(chǎn)生的碎片細(xì)且硬，并保留著相當(dāng)好的延

25、展性。加工用的道具應(yīng)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(dǎo)熱性低和熱膨脹系數(shù)高，在切割和機(jī)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(kuò)口加工/凸緣加工，旋轉(zhuǎn)，精抽，液壓成形等方法達(dá)到冷作成形。在加工過程中，奧氏體不銹鋼容易硬化，表現(xiàn)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(qiáng)大的成形設(shè)備并且最終限制了成型度。因為各種環(huán)境和金相的因數(shù)，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(jié)束溫度不能低于1800°

26、;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(dǎo)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(rèn)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(jìn)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(shù)較高，導(dǎo)熱性較低，在固化的焊

27、接金屬中會形成少量的鐵素體，可能導(dǎo)致熱裂紋。這個問題在防脫焊口，寬焊口可能更嚴(yán)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。基焊金屬的成分被稀釋后，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(dāng)?shù)脑挘惶赡馨l(fā)生熱影響區(qū)的粒間腐蝕。去除回火色和銹皮可恢復(fù)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(jìn)行退火的主要原因是產(chǎn)生一個再結(jié)晶的微細(xì)結(jié)構(gòu)，達(dá)到均勻晶粒