Shunda Road, Lincheng Town Science and Technology Industrial Park, Xinghua City, Jiangsu -provinsen
309S rostfritt stål är versionen med låg kolhalt av klass 309, en austenitisk krom-nickellegering med 22,0–24,0 % krom och 12,0–15,0 % nickel. Betecknad UNS S30908 i USA och 1.4833 i det europeiska systemet, specificeras den främst för komponenter som arbetar i oxiderande atmosfärer vid temperaturer upp till ungefär 1000 °C i kontinuerlig drift.
Den definierande specifikationsgränsen är kol: 309S är begränsat till 0,08 % C, medan rak 309 tillåter upp till 0,20 %. Lägre kol hämmar kromkarbidutfällning vid korngränser när materialet svetsas eller hålls i intervallet 430–900 °C, så 309S är att föredra för svetsade tillverkningar och termiskt cyklad utrustning.
Blanda inte ihop produktform med betyg. 309S är en smidesspecifikation som används för plåt, plåt, stång och rör. När samma Cr-Ni-legeringsfamilj behövs för en gjuten del som en ugnsvals, ugnsplatta eller värmebehandlingsfixtur, arbetar gjuterier med att gjuta kvaliteter som ASTM A297 Betyg HH snarare än 309S-specifikationen.
Kemisk sammansättning av 309S (UNS S30908)
Kemin i 309S bestäms av standarder som ASTM A240 och motsvarande europeiska specifikationer; varje högtemperaturegenskap följer av balansen nedan.
| Element | 309S (S30908) | Varför det spelar roll |
|---|---|---|
| Kol (C) | 0,08 max | Begränsar korngränsen karbidutfällning |
| Krom (Cr) | 22.0–24.0 | Bildar den skyddande Cr2O3 skalan mot oxidation |
| Nickel (Ni) | 12.0–15.0 | Stabiliserar austenit och bibehåller styrkan vid temperatur |
| Mangan (Mn) | 2.00 max | Deoxidation och mindre austenitbidrag |
| Kisel (Si) | 1.00 max | Förbättrar oxidations- och uppkolningsmotstånd |
| Fosfor (P) | 0,045 max | Restelement kontrolleras för duktilitet |
| Svavel (S) | 0,030 max | Restelement kontrollerat för varmbearbetning |
Jämfört med den högre legeringen 310S (24–26 % Cr, 19–22 % Ni) erbjuder 309S en lägre kostnadsbas samtidigt som den ger praktisk oxidationsbeständighet runt 1000 °C. Det extra nickelet i 310S köper en synlig marginal i kryphållfasthet och motstånd mot svåra termiska cykler, vilket är anledningen till att 310S tenderar att ersätta 309S när driftstemperaturen klättrar över ungefär 1000 °C.
Mekaniska och fysiska egenskaper
I det glödgade tillståndet är 309S mjuk, formbar och icke-magnetisk; värdena nedan beskriver det tillverkade skicket, inte hot-service-tillståndet.
| Egendom | Glödgat värde |
|---|---|
| Minsta draghållfasthet | 515 MPa (75 ksi) |
| Minsta sträckgräns | 205 MPa (30 ksi) |
| Minsta förlängning | 40 % |
| Hårdhet | Max 217 HB, vanligtvis 160–180 HB |
| Densitet | 7,98 g/cm³ |
| Elasticitetsmodul | ≈200 GPa |
| Smältområde | ≈1400–1450 °C |
| Genomsnittlig termisk expansionskoefficient, 20–100 °C | ≈15 µm/(m·K) |
| Värmeledningsförmåga, 100 °C | ≈15–16 W/(m·K) |
Välj inte 309S på basis av dess 515 MPa drag minimum om drifttemperaturen är 900 °C. Tillåten spänning faller kraftigt över 600 °C, och den praktiska gränsen sätts av oxidationshastighet och kryplivslängd för den exakta snitttjockleken. När du skickar ut en RFQ, ange atmosfär, topptemperatur och belastning; leverantören kan sedan välja mellan 309S, en gjuten HH/HK-kvalitet eller en 310S-uppgradering.
309S vs. 310S och gjutna värmebeständiga kvaliteter
Den närmaste gjutna släktingen till 309S är ASTM A297 Grade HH, en 25Cr-12Ni-legering vars nominella sammansättning delar cirka 96% av dess grundämnen med den bearbetade kvaliteten men bär mer kol för att ge gjutgods kryphållfasthet vid hög temperatur.
Denna distinktion är den vanligaste källan till förvirring vid upphandling. Om du skickar en ritning för en ugnsvals och skriver "309S" på den, kommer ett gjuteri normalt att föreslå kemi av HH-typ (24–28 % Cr, 11–14 % Ni, 0,20–0,50 % C), eftersom en smideskemi med låg kolhalt inte kommer att utveckla den tjocka gjutstyrka-mikrostrukturen och den tjocka sektionen. Välj produktform först: bearbetad 309S där du kan skära, forma och svetsa plåt eller rör; gjutna A297 kvaliteter där delen är formad, tung och belastad vid temperatur.
| Grade | Form | Kol | Krom | Nickel | Typisk roll |
|---|---|---|---|---|---|
| 309 / 309S | Smidesplåt, plåt, stång, rör | ≤0,20 / ≤0,08 % | 22–24 % | 12–15 % | Tillverkade foder, kanaler, svetsade rörenheter |
| 310 / 310S | Smidesplåt, plåt, stång, rör | ≤0,25 / ≤0,08 % | 24–26 % | 19–22 % | Tillverkade komponenter med högre temperatur |
| HH (A297) | Statisk eller centrifugalgjutning | 0,20–0,50 % | 24–28 % | 11–14 % | Tjocka gjutgods runt 1000 °C |
| HK (A297) | Statisk eller centrifugalgjutning | 0,20–0,60 % | 24–28 % | 18–22 % | Tyngre gjutgods över 1000 °C |
För runda komponenter som bär last i en ugn är centrifugalgjutning vanligtvis rätt väg eftersom den ger en tät, riktad stelnad struktur. Ett rullat och svetsat 309S-rör är acceptabelt för gasledningar; ett rör som måste hålla sin egen vikt vid 1000 °C bör vara en centrifugalgjuten produkt med kontrollerad kemi.
Centrifugerat gjutet värmebeständigt rostfritt stålrör Detta rör tillverkas genom centrifugalgjutning för tät, riktad stelnad struktur, vilket gör det lämpligt för lastbärande ugnskomponenter vid höga temperaturer, såsom gaskanaler och rör som måste hålla sin egen vikt vid 1000 °C. Visa produkt → Tillverkning och värmebehandling
309S kan skäras, formas, bearbetas och svetsas med austenitiska rostfria standardprocedurer; den enda kritiska regeln är att avsluta varmbearbetningen med en fullständig lösningsglödgning och en snabb kylning.
Lösningsglödgning utförs vid 1038–1120 °C med tillräckligt håll för att lösa upp kromkarbider, följt av vattenkylning eller kraftig luftkylning. Kvaliteten kan inte härdas genom värmebehandling; styvhet som erhålls genom kallt arbete är helt enkelt arbetshärdning och försvinner vid glödgning.
Svetsning är okomplicerad. Använd matchande 309 eller 309L fyllmedel, undvik förvärmning utom i mycket styva sektioner och håll måttliga interpass-temperaturer. Kolkapseln på 0,08 % minskar kraftigt kromkarbidutfällningen i den värmepåverkade zonen jämfört med rak 309, vilket är anledningen till att svetsar i 309S kan komma i bruk i ugnen utan en separat eftersvetsbehandling.
Samma resonemang sträcker sig till de fixturer som bär arbetsstycken genom värmebehandlingscykler. Brickdesign och brickmaterial bestämmer gemensamt temperaturens enhetlighet, och vår granskning av optimering av värmebehandlingsbrickans design förklarar de strukturella faktorer som ett gjuteri kontrollerar innan gjutning av verktyg. För upprepad termisk cykling överträffar gjutna fixturer med förstärkta ribbor tunna plåtversioner, vilket är anledningen till att de flesta operatörer går från svetsade 309S ramverk till gjutna korgar och brickor av typ HH för kontinuerliga värmebehandlingslinjer.
Stapelbar värmebehandlingskorg för vältypade ugnar Denna stapelbara korg är designad för att organisera delar under värmebehandling och förbättrar ugnskapacitet och luftflöde, vilket säkerställer enhetlig uppvärmning och konsekventa resultat, speciellt lämpad för kontinuerliga värmebehandlingslinjer där gjutna korgar av HH-typ överträffar svetsade plåtversioner. Visa produkt → Typiska högtemperaturapplikationer
309S är standard, ekonomiskt rostfritt för rena, oxiderande atmosfärer upp till ca 1000 °C och för komponenter som kan tillverkas genom svetsning eller kallformning.
- Värmebehandlingsarmaturer: brickor, korgar, retorter och mufflar som arbetar vid 850–1000 °C.
- Ugnens inre delar: strålningsrör, brännarmunstycken, förbränningskammare och eldfasta ankare.
- Ugnsbeslag för roterugnar: ugnsmöbler, ugnsmynnings- och stjärtskyddsplåtar och värmebeständiga tätningslister.
- Avfallsenergi- och kraftutrustning: pannkomponenter, luftförvärmarsektioner och sotblåsarlansar.
- Komponenter i petrokemiska anläggningar: termobrunnar, luftgrenrör, stödgaller för katalysatorer och interna delar av reaktorn.
Två tillämpningsgränser är värda att komma ihåg. I svavelhaltiga atmosfärer över ungefär 500 °C är nickel i 309S känsligt för sulfidering, så en annan legeringsfamilj kan krävas. Under kraftig termisk cykling nära 1000 °C kommer ett tunt smidesfoder att deformeras före en gjuten komponent med inbyggda ribbor, vilket är anledningen till att ugnsrullar och skyddsplåtar för ugnar nästan alltid gjuts snarare än tillverkade av plåt.
Värmebeständig Centrifugalgjutugnsrulle Denna rulle är konstruerad av värmebeständiga legeringar för att motstå höga temperaturer och rotationspåkänningar, vilket ger tillförlitlig rörelse i centrifugalgjutugnar. Dess gjutna design med ribbor ger bättre termisk chockbeständighet än tunna smidesfoder, vilket förlänger livslängden i krävande applikationer. Visa produkt → Hur man specificerar 309S-komponenter: Upphandlingsöverväganden
Det mest användbara steget är att ange produktformen och den styrande standarden på varje RFQ; en begäran om en "309S casting" är tekniskt tvetydig och kommer att producera icke jämförbara offerter.
- Specificera ASTM A240 för smidesplåt och plåt, ASTM A312 eller A358 för svetsade rör och ASTM A297 för gjutgods.
- Begär den faktiska värmeanalysen och verifiera krom-, nickel- och kolvärdena på brukets testcertifikat.
- För gjutgods, bekräfta laddningskemin, gjutvägen och den eftergjutna värmebehandlingsprocedur som används av gjuteriet.
- Skicka arbetscykeln: topptemperatur, atmosfärssammansättning, uppehållstid och cyklisk frekvens.
- För kritiska lastbärande delar över 900 °C, kräv krypbrottsdata eller dokumenterad servicehistorik snarare än dragvärden för rumstemperatur.
En leverantör som arbetar med både smide och gjutgods i samma Cr-Ni legeringsfamilj kan översätta din arbetscykel till rätt produktform utan gissningar. Vår värmebeständigt legerat stålgjuteri har tagit fram de här beskrivna gjutkvaliteterna för ugns-, ugns- och värmebehandlingslinjer och kan rekommendera en gjutkemi när en bearbetad 309S-komponent inte är den rätta lösningen för lastfallet.
Vanliga frågor om 309S
Vad är skillnaden mellan 309 och 309S?
Endast koldioxidgränsen. 309 tillåter 0,20 % max kol; 309S är begränsat till 0,08 %. Det lägre kolet begränsar kromkarbidutfällningen under svetsning och service i intervallet 430–900 °C, varför 309S är att föredra för svetsad och termiskt cyklisk utrustning.
Kan 309S användas för gjutgods?
309S är formellt en smidd beteckning. För gjutna delar använder gjuterier ASTM A297-kvaliteter med samma Cr-Ni-bas, vanligtvis Grade HH (25Cr-12Ni med 0,20–0,50 % C) runt 1000 °C. Om du skickar in en "309S gjutning"-ritning, förvänta dig att gjuteriet föreslår kemi av HH-typ och förklarar ersättningen.
Vilket är bättre vid hög temperatur: 309S eller 310S?
310S. Dess högre krom (24–26%) och nickel (19–22%) ger en stabilare oxidskala och bättre kryphållfasthet, så den är specificerad över cirka 1000 °C eller under kraftig termisk cykling. 309S förblir värdevalet för ren oxiderande luft inom dess klassificering.
Behöver 309S glödgas efter svetsning?
För de flesta högtemperaturtjänster, nej. Den låga kolhalten hindrar den värmepåverkade zonen från att sensibiliseras. Om svetsen också möter vattenhaltiga korrosiva medier kan en fulllösningsglödgning vid 1038–1120 °C följt av snabb kylning specificeras.
Är 309S magnetisk?
I glödgat tillstånd är det väsentligen omagnetiskt, vilket förväntas för en austenitisk kvalitet. Kallt arbete kan inducera lätt magnetism, men det är sällan betydelsefullt för ugnar och ugnar.
