Keluli Tahan Karat 310 untuk Penjanaan Kuasa: Ciri, Aplikasi dan Panduan Pemilihan

Keluli Tahan Karat 310 dalam Penjanaan Kuasa: Gambaran Keseluruhan

Jenis 310 (UNS S31000) dan-varian karbon rendahnya 310S (UNS S31008) ialah keluli tahan karat austenit aloi-tinggi yang mengandungi 24.0-26.0 % kromium dan 19.0-22.0 % nikel. Komposisi ini menghasilkan struktur mikro austenit yang stabil yang menentang pengoksidaan, penskalaan dan kelesuan terma pada suhu di mana gred 18-8 konvensional seperti 304 dan 316 kehilangan kekuatan dengan cepat. Dalam peralatan penjanaan kuasa, 310 adalah pilihan standard untuk komponen yang terdedah kepada haba yang berterusan, gas pembakaran dan kitaran mula-henti berulang.

Gred dilindungi oleh ASTM A240 untuk plat, kepingan dan jalur, ASTM A312 untuk paip lancar dan dikimpal, dan ASTM A213 untuk tiub dandang dan pemanas lampau. Oleh kerana kandungan nikel lebih kurang dua kali ganda daripada 304, kos bahan lebih tinggi; kes ekonomi bergantung pada hayat perkhidmatan yang lebih lama, kehilangan penskalaan yang lebih rendah dan masa henti yang dikurangkan dalam dandang,-aplikasi tambahan turbin dan penukar haba-gas.

Komposisi Kimia setiap ASTM A240

ASTM A240 menetapkan had berikut untuk plat, kepingan dan jalur. Nilai tunggal adalah maksimum melainkan ditunjukkan sebagai julat.

unsur	310 (UNS S31000)	310S (UNS S31008)
Karbon	0.25 maks	0.08 maks
Mangan	2.00 maks	2.00 maks
silikon	1.50 maks	1.50 maks
Fosforus	0.045 maks	0.045 maks
Sulfur	0.030 maks	0.030 maks
Chromium	24.0-26.0	24.0-26.0
Nikel	19.0-22.0	19.0-22.0

Satu-satunya perbezaan yang disengajakan antara 310 dan 310S ialah had karbon. Karbon yang lebih rendah dalam 310S mengurangkan risiko pemendakan kromium-karbida pada sempadan butiran semasa perkhidmatan, jadi 310S diutamakan di mana-mana kimpalan diikuti dengan pendedahan yang lama dalam julat pemekaan.

Bilik-Sifat Mekanikal Suhu

Bagi ASTM A240, plat anil, helaian dan jalur 310 dan 310S mesti memenuhi minimum berikut.

Harta benda	310 / 310S (minimum)
Kekuatan tegangan	515 MPa (75 ksi)
Kekuatan hasil (0.2 % offset)	205 MPa (30 ksi)
Pemanjangan dalam 50 mm	40 %

Melebihi kira-kira 600 darjah , beban-kapasiti galas menurun secara berterusan dan reka bentuk mestilah berdasarkan-data pecah raya daripada-kekuatan hasil suhu bilik. Inilah sebabnya mengapa 310 biasanya dipilih untuk pelapik relau, komponen penunu, penyokong tiub pemanas lampau dan bahagian yang serupa di mana tahap tegasan adalah sederhana tetapi suhu adalah melampau.

-Kelakuan Suhu Tinggi dan Aplikasi Biasa

Dalam perkhidmatan berterusan di udara, 310 menahan penskalaan sehingga kira-kira 1000 darjah; dalam perkhidmatan terputus-putus had praktikal adalah kira-kira 1050 darjah. Struktur austenit juga memberikan keliatan suhu-rendah yang baik dan ketahanan terhadap kelesuan terma, yang penting untuk komponen yang berkitar antara suhu ambien dan operasi. Prestasi merosot dalam atmosfera yang mengandungi sulfur-atau berkarburi kuat, jadi persekitaran pembakaran sebenar mesti diperiksa sebelum menentukan 310.

Aplikasi penjanaan kuasa biasa termasuk penyokong tiub pemanas dan pemanas semula, komponen dinding relau, muncung penunu,-bahagian prapemanas udara pembakaran,-elemen peniup jelaga, belos pengembangan dan penyekat penukar haba-. Jika kakisan berair klorida adalah risiko yang dominan, dupleks atau 6 % molibdenum super-gred austenit adalah lebih sesuai daripada 310.

Kimpalan dan Rawatan Haba

310 dikimpal dengan pengisi austenit yang sepadan, contohnya AWS ER310 untuk kimpalan arka tungsten gas. Prapanas tidak diperlukan dan suhu interpass hendaklah dikekalkan rendah untuk mengehadkan tekanan terma dan risiko fasa sigma-. Selepas-penyepuhlindapan penyelesaian kimpalan tidak diperlukan secara amnya; di mana rintangan kakisan maksimum diperlukan, komponen itu boleh disepuhlindapkan pada kira-kira 1040-1120 darjah diikuti dengan penyejukan pantas. Elakkan pendedahan jangka panjang dalam julat 650-900 darjah, di mana fasa sigma boleh membentuk dan mengurangkan kemuluran dan keliatan kesan.

Soalan Lazim

S1. Apakah perbezaan antara 310 dan 310S?Hanya had karbon yang berbeza: 310 membenarkan sehingga 0.25 % karbon, manakala 310S dihadkan kepada 0.08 %. 310S lebih disukai untuk pembinaan dikimpal dan perkhidmatan suhu tinggi-jangka panjang-panjang.

S2. Apakah suhu perkhidmatan maksimum 310?Rintangan pengoksidaan berterusan dalam udara adalah kira - kira 1000 darjah , dengan pendedahan sekejap mungkin kepada kira - kira 1050 darjah . Kapasiti beban mekanikal melebihi 600 darjah mesti diperiksa terhadap-data pecah rayapan.

S3. Adakah 310 keluli tahan karat magnet?Dalam keadaan sepuhlindap 310 pada asasnya bukan-magnet kerana struktur austenit sepenuhnya, walaupun kimpalan atau kerja sejuk boleh menyebabkan sedikit kemagnetan tempatan.

S4. Adakah 310 memerlukan-rawatan haba pasca kimpalan?Secara amnya tidak. PWHT biasanya tidak diperlukan dan boleh memudaratkan jika ia menyimpan bahan dalam sigma-julat pembentukan fasa terlalu lama.

S5. Bolehkah 310 menggantikan 316 dalam perkhidmatan air laut atau klorida?Tidak. 310 bukan gred rintangan-klorida. Untuk marin dan klorida-persekitaran yang kaya, gunakan molibdenum-gred galas seperti 316 atau, untuk tugas berat, dupleks atau super-gred austenit.