Acero inoxidable 309 frente a 310S: oxidación y resistencia a altas-temperaturas

 

¿Cuáles son las composiciones químicas y las capacidades clave-de alta temperatura del 309 y el 310S?
El grado 309 normalmente contiene 22-24 % de cromo y 12-15 % de níquel. El grado 310S (la versión baja en carbono del 310) contiene entre un 24 y un 26 % de cromo y entre un 19 y un 22 % de níquel. El contenido de aleación significativamente mayor del 310S le permite formar una incrustación de óxido de cromo más estable y adherente a temperaturas extremas.. 309 generalmente es adecuado para servicio continuo hasta aproximadamente 1050 °C (1922 °F), mientras que el 310S se puede usar de forma continua hasta aproximadamente 1150 °C (2102 °F) en atmósferas oxidantes. Ambos ofrecen buena resistencia al choque térmico y al ciclismo.

¿Cómo afecta la diferencia de rendimiento a la selección de componentes específicos del horno?
Seleccione 309 para componentes en condiciones moderadamente severas, como tubos radiantes de hornos, retortas y accesorios de tratamiento térmico donde las temperaturas son altas pero generalmente permanecen por debajo de 1100 °C. Es una opción-rentable para muchas aplicaciones de calefacción industrial. Elija 310S para las zonas más críticas y calientes, como boquillas de quemadores, tubos de quemadores radiantes, partes internas de calcinadores de alta-temperatura y piezas directamente expuestas al impacto de llamas o atmósferas carburantes. Para confiabilidad-a largo plazo en las condiciones más duras, la inversión en 310S está justificada.

¿Cuáles son las consideraciones de fabricación al trabajar con estas aleaciones de alta-temperatura?
Ambas aleaciones tienen altas tasas de endurecimiento por trabajo-, lo que requiere más potencia para el conformado y provoca un desgaste más rápido de la herramienta durante el mecanizado. La soldadura es sencilla utilizando metales de aportación coincidentes (ER309 para 309, ER310 para 310S). Un paso fundamental es el recocido con solución posterior a la soldadura, que disuelve los carburos de cromo secundarios que puedan haberse formado y restaura la resistencia óptima a la corrosión y al calor. Debido a su alta expansión térmica, se deben diseñar márgenes de expansión y contracción en cualquier conjunto.

Desde una perspectiva de costes, ¿cuándo es esencial especificar el 310S, más caro?
Es esencial especificar 310S cuando la temperatura de funcionamiento continuo excede el límite seguro de 309, o cuando la atmósfera es fuertemente carburante o contiene compuestos de azufre. Si un componente fabricado con 309 ha fallado prematuramente debido a incrustaciones excesivas, distorsión o fragilización, actualizar a 310S es el paso lógico. Para equipos nuevos diseñados para operar en los límites superiores de capacidad del acero inoxidable, especificar 310S desde el principio garantiza la durabilidad y evita costosos tiempos de inactividad no planificados para reemplazos.

¿Qué pauta final debe seguir un diseñador de hornos o un ingeniero de mantenimiento?
Basar siempre la selección del material en el máximocontinuotemperatura de funcionamiento, no la temperatura máxima o intermitente. Consultar tablas de atmósfera del horno y datos de proveedores. Si la temperatura supera los 1100°C en una atmósfera oxidante, 310S es la opción predeterminada. Para temperaturas entre 950 y 1100 °C, el 309 puede ser suficiente, pero considere el 310S para una vida útil prolongada o si la atmósfera es variable. Documente el fundamento de la selección con referencia a los datos de temperatura y atmósfera.