310S耐热不锈钢

1、310/310S耐热不锈钢(UNS S31000/S31008 ) 奥氏体不锈钢主要用于高温环境。其较 高的铭含量及银含量保证了良好的抗腐蚀能力及抗氧化能力。与奥氏体304合金相比，它在室温下强度要高一点。坚铸实业可供应棒材，锻件，板材，也可以根据你的需求来订做310/310S 耐热不锈钢(UNS S31000) / (UNS S31008)一般属性应用化学成分物理性能短期机械性能水溶液腐蚀高温抗氧化性其他形式的退化加工特性焊接热处理/退火一般属性309/309S和310/310S耐热钢奥氏体不锈钢经常被应用于高温环境下的作业。其较高的铭含量和馍含量确保了良好的耐腐蚀性和抗氧化性，与奥氏体30

2、4合金相比，它在室温下强度要高一应用高合金不锈钢通常表现出良好高温强度，抗蠕变性和抗环境腐蚀性。因此，它们被广泛应用于 热处理行业的熔炉零部件，如：传送带，滚筒，炉头，耐火垫板，吊管架等。这些等级也应用 到化学加工行业，用于承载热浓酸，氨水和二硫化物。在食物加工行业，这些等级用于与热乙 酸和柠檬酸接触。化学成分除特别说明外，以下的化学成分是根据ASTM A167和ASTM A24南准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数值表示重量百分百，除特别说明范围外，表中都是最大值坚铸实业可供应棒材，锻件，板材，也可以根据你的需求来订做物理性能309合金密度lb m/in 33 g/cm68 F (20 C)热膨胀系数(min/in)? F(mm/m)? K68 - 212 F(20 - 100 C)68 - 932 F(20 - 500 C)68 - 1832 F(20 -1000 C)电阻率mW?inmW?cm68 F (20 C)1200 F (648 C)导热性Btu/hr?ft? F

4、W/m?K68 - 212 F(20 -100 C)68 - 932 F(20 - 500 C)比热Btu/lb m? FJ/kg?K32 - 212 F(0 - 100 C)502导磁率(退火)1200H弹性系数(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)热膨胀系数(min/in)? F(mm/m)? K68 - 212 F(20 - 100 C)68 - 932 F(20 - 500 C)68 -1832 F(20 - 1 000 C)电阻率mW?inmW?cm68 F (20 C

5、)1200 F (648 C)-导热性Btu/hr?ft? FW/m?K68 - 212 F(20 -100 C)68 - 932 F(20 - 500 C)比热Btu/lb m? FJ/kg?K32 - 212 F(0 - 100 C)502导磁率（退火）1200H弹性系数（退火）2psiGPa受拉（E）29 x 10 6200扭曲（G）x 10 677短期机械性能所有的抗拉试都是根据 ASTM E8来完成的。表中的数据是若干个测试样品（最少 2个样品, 最多10个样品）得出来测试结果的平均值。屈服强度是通过 %氐消方法得到的。塑性延伸通过 一个2英寸的样品来测量。309合金测试温度抗屈强度

6、(F)(C)ksiMPa772529040020424180042720710005381661200649152140076013816008711281800982-测试温度抗拉强度延伸率(F)(C)ksiMPa%772562149400204552468004274974010005384553612006493793514007602484016008711455018009826965309S合金测试温度抗屈强度(F)(C)ksiMPa772535120093308400204258600316230800427204900482210100053818411005931821200

7、64917013007041631400760153150081613816008711141700927901800982561900103832测试温度抗拉强度延伸率(F)(C)ksiMPa%7725670200936124002045636003165538004275319004825151000538491110059345212006493861300704384-1400760248150081617016008711421700927106180098274-1900103846-310合金测试温度抗屈强度(F)(C)ksiMPa772529240020421780042718

8、81000538167120064915615008161361800982-20001093-测试温度抗拉强度延伸率(F)(C)ksiMPa%77256174540020452880042751637100053848336120064939415008162096618009827665200010934877310S合金测试温度抗屈强度(F)(C)ksiMPa77253142009328640020425460031623980042720910005382031200649178140076014716008711111800982562000109327测试温度抗拉强度延伸率(F)(

9、C)ksiMPa%77256242009357540020453360031651980042750810005384841200649393140076026016008711551800982812000109344抗水溶液腐蚀309/309S和310/310S耐热不锈钢主要用于高温环境下，可以有效利用它们的抗氧化性。但是， 这些合金因为含铭量和含馍量高，对水溶液也具有一定的耐腐蚀性。含银量高使这些合金对氯化物应力龟裂腐蚀的抵抗力比18-8不锈钢稍好，尽管如此，但是309/309S和310/310S耐热不锈钢奥氏体不锈钢仍然容易受这种腐蚀的影响。需要提高耐水溶液腐蚀的应用中，往往会用到31

10、0/310S耐热不锈钢，如：浓硝酸溶液中的作业,这种溶液中可能发生晶界择优腐蚀。高温抗氧化性在多数情况下，金属合金都会与周围环境发生一定程度的化学反应。最常见的化学反应就是氧 化：金属元素与氧气结合，生成氧化物。不锈钢通过铭元素的局部氧化使其具有抗氧化性，在 铭元素局部氧化的过程中，可以形成一种非常稳定的氧化物（Cr2O3氧化铭）。只要金属的铭含量充足，在金属表面即可形成一层连续的氧化铭绿，防止其他氧化物生成，并对金属起到保 护作用。氧化率是由带点粒子的传输来控制的。当表面的锈皮越厚，氧化率就会大幅度下降， 因为带点粒子传输的路径越远。这个过程叫钝化，也就是钝化膜形成的过程。奥氏体不锈钢的抗氧

11、化性可以通过铭含量来推算。耐高温的合金含铭量至少 20%（重量百分百）用银成分代替铁成分也通常可以提供合金在高温下的性能。309/309S, 310/310S耐热不锈钢是高合金材料，因此，具有相当好的抗氧化性。已氧化的金属样品，其重量会有所增加，因为一定量的氧气组合到产品的氧化膜。测量金属抗 氧化性的其中一种方法是：让金属在特定时间内暴露在高温环境下，然后测量其重量的变化。重量增加越多，表面氧化越严重。氧化过程比简单的锈皮增厚要复杂得多。散裂，或者说表面皮分离，是不锈钢氧化过程中最常 见的问题。散裂通常表现为急速的重量损失。其他一些因素也会引起散裂，其中主要包括热循 环，机械损伤和氧化物过厚。

12、在氧化过程中，铭以氧化铭的形式存在于锈皮中。当氧化皮剥落时，未氧化的金属暴露出来， 因为新的氧化铭的形成，材料的氧化率暂时升高。锈皮散裂到达一定程度，铭含量的损失可能 引起金属的耐热性降低，从而导致铁氧化物和馍氧化物快速增加，这种情况称为破裂氧化。高温氧化可能导致锈皮挥发。在耐热不锈钢表面形成的氧化铭，最开始是Cr2O3 ,当温度进一步升高时，会进一步氧化成具有高蒸汽压力的CrO3 o氧化物此时分成两部分：通过形成 Cr2O3使锈皮增厚，通过 CrO3的蒸发使锈皮变薄。最终的趋势是在增厚和变薄之间达到最终的平衡，从而使锈皮处于恒定的厚度。锈皮挥发在温度达到 2000 F (1093 C)以上时

13、，成为一个突出问题，在流动气体的作用下，会进一步恶化。其他形式的退化除了氧气以外，粒子在高温环境下也可以引起不锈钢的加速退化。硫的存在可以引起硫化腐蚀。不锈钢的硫化腐蚀是一个复杂的过程，而且很大程度上受硫和氧气含量以及硫的存在形式影响(比如：气态，氧化硫，氢化硫)。铭可以形成稳定的氧化物和硫化物。在氧气和含硫化合物 共同存在的情况下，通常在外部形成氧化铭层作为一个保护层阻止硫进入。然而，硫化腐蚀仍 然可以在锈皮损坏和分离的地方发生，在某些特定情况下，硫可以穿过氧化铭，在金属内部形 成硫化铭。在含馍量高(25%或者更高)的合金中，硫化作用增强。馍和硫化馍形成低熔点的共 晶相，在高温条件下，可能对

14、材料造成严重的损坏。环境中如果存在含碳量高的粒子，会导致碳元素进入金属，随后形成内部碳化物。渗碳作用一 般在温度1470 F (800 C)以上发生。内部渗碳金属会引起机械性能和物理性能的改变。通常 来说，氧气可以通过在金属表面形成保护膜来阻止碳进入。较高的馍含量和硅含量都可以一定 程度上减少渗碳作用。金属粉尘是渗碳作用的一种特殊形式，通常在较低温度范围发生(660- 1650 F or 350 -900 C)。金属粉尘可以通过一个复杂的机构把固体金属转换成石墨和金 属微粒的混合物，进而形成较深的小坑，最终导致局部腐蚀。在氮气存在的情况下，可能发生渗氮作用。氧化物通常比氮化物稳定，因此在含氧的

15、大气环境 中，通常形成氧化皮。这层保护膜可以很好地阻挡氮进入，因此在大气环境和气态的燃烧产物 环境下，几乎不用考虑渗氮作用的影响。在纯氮环境下，尤其是在干燥，裂化氨气环境下，氧 含量非常低，就可能发生渗氮作用。在相对低温的情况下，在金属表面可以形成氮化膜。在 1832 F或1000。C)以上高温情况下， 氮的扩散性可以迅速渗透金属，在晶界生成内部氮化物,影响金属的机械性能。金相的不稳定性，高温暴露时形成新的金相，都可以反过来影响机械性能和降低耐腐蚀性。当 奥氏体不锈钢在温度范围 800- 1650 F (427 -899 C)缓慢冷却时，碳化物粒子常常在晶界沉淀(敏化作用)。铭和馍的含量越高，

16、碳的可溶性就越低，也就是说更容易受敏化作用影响。在 这个温度范围，推荐用强制淬火冷却，尤其是对于较厚的材料。随着碳含量的降低，形成碳化 铭的时间和温度就增加。因此，这些合金的低碳等级对敏化具有较好的抵抗力，但是并不是可 以完全避免敏化作用的影响。当加热温度长期达到1200- 1850 F (649 -1010 C), 309/309S ,310/310S耐热不锈钢在室温下的延展性会降低，这是因为西格玛相和碳化物的影响。西格玛相 通常在晶界形成并影响金属的延展性。这种副作用可以通过在指定温度重退火来消除。高温退化很多程度受大气和其他作业环境影响。一般的氧化数据通常只能用于对不同合金相对 抗氧化性

17、的估计。如果有需要，森迈尔钢铁公司，可以为您提供具体应用的抗氧化性数据和经 验。加工特性309/309S, 310/310S耐热不锈钢 不锈钢因其耐高温和抗氧化性能，被广泛应用于热处理/加工行业。也因为这样，这些合金常被加工成复杂结构。碳钢的加工性通常被认为是金属成型操作 中的标准。奥氏体不锈钢表现出来的性能和碳钢大不相同：奥氏体不锈钢更难加工，变硬的速 度非常快。尽管这并不会改变我们一般用的加工方法，如：切割，机械加工，成型等，但是这 些特性却影响这些加工方法的具体细节。切割和机械加工普通软钢的标准技术，稍作调整后也可用于加工奥氏体不锈钢。但是奥氏体不 锈钢更难加工，变硬的速度非常快。加工过

18、程中产生的碎片细且硬，并保留着相当好的延展性。 加工用的道具应保持锋利和坚硬。对于硬化区域，一般采用深度和慢速切割。由于奥氏体不锈 钢的导热性低和热膨胀系数高，在切割和机械加工的过程中，必须考虑排热和尺寸公差。奥氏体不锈钢可通过弯曲， 拉伸成形，滚扎成形，锤打成形，扩口加工/凸缘加工，旋转，精抽, 液压成形等方法达到冷作成形。在加工过程中，奥氏体不锈钢容易硬化，表现为加工过程中要 不断增大加工的力量。这就意味着需要用更强大的成形设备并且最终限制了成型度。因为各种环境和金相的因数，用于309和310热作的温度范围相对较窄。锻造的初始温度范围是1800-2145 F (980-1120 C),结束

19、温度不能低于 1800 F (980 C)。在过高的温度下加工， 因为环境和金相的因素，尤其是铁素体的生成，会导致合金的热塑性下降。在过低的温度下加工，形成脆片第二相，如：西格玛相。锻造后，锻件需迅速冷却到暗热。焊接奥氏体等级被认为是不锈钢中最容易焊接的等级。它们可以通过所有常见的方法进行焊接。309/309S , 310/310S耐热不锈钢也是如此。如果需要填充焊料，一般要选成分匹配的。因为这个等级的合金含量提高，可以降低熔池的流动性。如果熔池的流动性仍然需要降低，可以采用含硅的焊料（如 ER309Si, ER309LSi）。309/309S, 310/310S耐热不锈钢的热膨胀系数较高，导

20、热性较低，在固化的焊接金属中会形成 少量的铁素体，可能导致热裂纹。这个问题在防脱焊口，宽焊口可能更严重。低合金含量的焊 料（如ER308）可以增加堆焊中的铁素体从而降低热裂纹的趋势。基焊金属的成分被稀释后，可能降低该金属焊口处的耐腐蚀性和耐热性。S等级的含碳量相对较低。焊接得当的话，不太可能发生热影响区的粒间腐蚀。去除回火色和锈皮可恢复焊口附近的耐腐蚀性。采用不锈钢刷研磨和刷洗，可以去除回火色和锈皮。酸洗也可 去除锈皮。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，氟化氢酸，盐 酸的混合物来局部清洗。酸洗以后，要用清水彻底洗掉酸洗的残留物。热处理/退火对这些合金进行退火的主要原因是产生一个再结晶的微细结构，达到均匀晶粒度，分解有害的碳化铭沉淀物。要确保完全退火，必须把材料置于2050-2150 F （1120-1175 C）温度范围内每 英寸厚度所需时间约 30分钟。这仅仅是一般的做法。特殊的情况可能需要特殊的处理方法。适 当退火后，这些等级在室温下主要是奥氏体，少量的铁素体也可能存在。309/309S, 310/310S耐热不锈钢在空气退火过程中产生氧化皮是不可避免的。锈皮中含有丰富 的铭并且具有一定的附着性。通常来说