不銹鋼運用

309不銹鋼和310不銹鋼一般表現(xiàn)出出色高溫強度，抗蠕變性和抗腐蝕性。因此，它們被廣泛運用于不銹鋼熱處理工作的熔爐零部件，如：傳送帶，滾筒，爐頭，耐火墊板，吊管架等。一同也運用到化學(xué)加工業(yè)，首要承載熱濃酸，氨水和二硫化物。在食物加工業(yè)，首要與熱乙酸和檸檬酸接觸。

不銹鋼化學(xué)成分

不銹鋼成分對比

表中的數(shù)值標明重量百分百，除特別說明規(guī)劃外，表中都是最大值

不銹鋼物理功用

309不銹鋼物理功用

310不銹鋼物理功用

短期機械功用

全部的抗拉試驗都是根據(jù)ASTM E8來結(jié)束的。表中的數(shù)據(jù)是若干個檢驗樣品（最少2個樣品，最多10個樣品）得出來檢驗作用的平均值。屈服強度是通過0.2%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不銹鋼

309不銹鋼機械功用

309S不銹鋼

309s不銹鋼機械功用

310不銹鋼

310不銹鋼機械功用

310S不銹鋼

310S不銹鋼機械功用

抗水溶液腐蝕

309/309S和310/310S首要用于高溫環(huán)境下，抗氧化性利用率高。一同由于鉻、鎳含量較高，對水溶液也有必定的耐腐蝕性。

這類含鎳量高的不銹鋼對氯化物應(yīng)力龜裂腐蝕的抵抗力比18-8不銹鋼較強，但是309/309S和310/310S奧氏體不銹鋼仍然簡略遭到腐蝕。

如要前進耐水溶液腐蝕，往往會用到310/310S。比如濃硝酸溶液環(huán)境。

高溫抗氧化性

許多情況下，不銹鋼都會與周圍環(huán)境發(fā)作必定程度的化學(xué)反應(yīng)。最常見氧化：金屬元素與氧氣結(jié)合后生成氧化物。不銹鋼通過鉻元素的部分氧化使其具有抗氧化性，在鉻元素部分氧化的進程中，可以構(gòu)成一種非常安穩(wěn)的氧化物（Cr2O3 氧化鉻）。只需金屬的鉻含量滿足，在金屬表面即可構(gòu)成一層連續(xù)的氧化鉻綠，避免其他氧化物生成，并對金屬起到保護作用。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，由于帶點粒子傳輸?shù)耐緩皆竭h。這個進程叫鈍化，也就是鈍化膜構(gòu)成的進程。

奧氏體不銹鋼的抗氧化功用夠通過鉻含量來核算。耐高溫的不銹鋼含鉻量至少20%（重量百分百）。用鎳成分代替鐵成分也一般可以供應(yīng)不銹鋼在高溫下的功用。309/309S，310/310S是高不銹鋼材料，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，由于必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間一種方法是：讓金屬在特定時間內(nèi)顯露在高溫環(huán)境下，然后測量其重量的改動。重量增加越多，表面氧化越嚴峻。

氧化進程比簡略的銹皮增厚要凌亂得多。散裂，或許說表面皮分別，是不銹鋼氧化進程中最常見的問題。散裂一般表現(xiàn)為急速的重量丟掉。其他一些要素也會引起散裂，其間首要包括熱循環(huán)，機械危害和氧化物過厚。

在氧化進程中，鉻以氧化鉻的方法存在于銹皮中。當(dāng)氧化皮掉落時，未氧化的金屬顯顯露來，由于新的氧化鉻的構(gòu)成，材料的氧化率暫時升高。銹皮散裂抵達必定程度，鉻含量的丟掉或許引起金屬的耐熱性下降，然后導(dǎo)致鐵氧化物和鎳氧化物快速增加，這種情況稱為分裂氧化。

高溫氧化或許導(dǎo)致銹皮蒸發(fā)。在耐熱不銹鋼表面構(gòu)成的氧化鉻，最初步是Cr2O3 ，當(dāng)溫度進一步升高時，會進一步氧化成具有高蒸汽壓力的CrO3 。氧化物此時分紅兩部分：通過構(gòu)成Cr2O3 使銹皮增厚，通過CrO3 的蒸發(fā)使銹皮變薄。畢竟的趨勢是在增厚和變薄之間抵達畢竟的平衡，然后使銹皮處于安穩(wěn)的厚度。銹皮蒸發(fā)在溫度抵達2000°F (1093°C)以上時，成為一個出色問題，在活動氣體的作用下，會進一步惡化。

其他方法的退化

除了氧氣以外，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凌亂的進程，并且很大程度上受硫和氧氣含量以及硫的存在方法影響（比如：氣態(tài)，氧化硫，氫化硫）。鉻可以構(gòu)成安穩(wěn)的氧化物和硫化物。在氧氣和含硫化合物一同存在的情況下，一般在外部構(gòu)成氧化鉻層作為一個保護層阻遏硫進入。但是，硫化腐蝕仍然可以在銹皮損壞和分別的當(dāng)?shù)匕l(fā)作，在某些特定情況下，硫可以穿過氧化鉻，在金屬內(nèi)部構(gòu)成硫化鉻。在含鎳量高（25%或許更高）的不銹鋼中，硫化作用增強。鎳和硫化鎳構(gòu)成低熔點的共晶相，在高溫條件下，或許對材料構(gòu)成嚴峻的損壞。

環(huán)境中假設(shè)存在含碳量高的粒子，會導(dǎo)致碳元素進入金屬，隨后構(gòu)成內(nèi)部碳化物。滲碳作用一般在溫度1470°F (800°C)以上發(fā)作。內(nèi)部滲碳金屬會引起機械功用和物理功用的改動。一般來說，氧氣可以通過在金屬表面構(gòu)成保護膜來阻遏碳進入。較高的鎳含量和硅含量都可以必定程度上減少滲碳作用。金屬粉塵是滲碳作用的一種特別方法，一般在較低溫度規(guī)劃發(fā)作(660-1650°F or 350-900°C)。金屬粉塵可以通過一個凌亂的安排把固體金屬轉(zhuǎn)換成石墨和金屬微粒的混合物，然后構(gòu)成較深的小坑，畢竟導(dǎo)致部分腐蝕。

在氮氣存在的情況下，或許發(fā)作滲氮作用。氧化物一般比氮化物安穩(wěn)，因此在含氧的大氣環(huán)境中，一般構(gòu)成氧化皮。這層保護膜可以很好地阻遏氮進入，因此在大氣環(huán)境和氣態(tài)的燃燒產(chǎn)品環(huán)境下，幾乎不用考慮滲氮作用的影響。在純氮環(huán)境下，尤其是在單調(diào)，裂化氨氣環(huán)境下，氧含量非常低，就或許發(fā)作滲氮作用。在相對低溫的情況下，在金屬表面可以構(gòu)成氮化膜。在1832°F或1000°C)以上高溫情況下，氮的渙散功用夠靈敏滲透金屬，在晶界生成內(nèi)部氮化物，影響金屬的機械功用。

金相的不安穩(wěn)性，高溫顯露時構(gòu)成新的金相，都可以反過來影響機械功用和下降耐腐蝕性。當(dāng)奧氏體不銹鋼在溫度規(guī)劃800-1650°F (427-899°C)緩慢冷卻時，碳化物粒子常常在晶界堆積（敏化作用）。鉻和鎳的含量越高，碳的可溶性就越低，也就是說更簡略受敏化作用影響。在這個溫度規(guī)劃，舉薦用強制淬火冷卻，尤其是關(guān)于較厚的材料。跟著碳含量的下降，構(gòu)成碳化鉻的時間和溫度就增加。因此，這些不銹鋼的低碳等級對敏化具有較好的抵抗力，但是并不是可以徹底避免敏化作用的影響。當(dāng)加熱溫度長時間抵達1200-1850°F (649-1010°C)，309/309S，310/310S在室溫下的延展性會下降，這是由于西格瑪相和碳化物的影響。西格瑪相一般在晶界構(gòu)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。

高溫退化許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)一般只能用于對不同不銹鋼相對抗氧化性的估計。假設(shè)有需求，森邁爾鋼鐵公司，可以為您供應(yīng)具體運用的抗氧化性數(shù)據(jù)和閱歷。

焊接

奧氏體等級被認為是不銹鋼中最簡略焊接的等級。它們可以通過全部常見的方法進行焊接。309/309S，310/310S也是如此。假設(shè)需求填充焊料，一般要選成分匹配的。由于這個等級的不銹鋼含量前進，可以下降熔池的活動性。假設(shè)熔池的活動性仍然需求下降，可以選用含硅的焊料。

309/309S，310/310S的熱膨脹系數(shù)較高，導(dǎo)熱性較低，在固化的焊接金屬中會構(gòu)成少量的鐵素體，或許導(dǎo)致熱裂紋。這個問題在防脫焊口，寬焊口或許更嚴峻。低不銹鋼含量的焊料(如ER308)可以增加堆焊中的鐵素體然后下降熱裂紋的趨勢?；附饘俚某煞直幌♂尯?，或許下降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。焊接穩(wěn)當(dāng)?shù)脑?，不太或許發(fā)作熱影響區(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。選用不銹鋼刷研磨和沖刷，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，可以選用特制的硝酸，氟化氫酸，鹽酸的混合物來部分清洗。酸洗往后，要用清水徹底洗掉酸洗的殘留物。

不銹鋼熱處理/退火

對這些不銹鋼進行退火的首要原因是發(fā)作一個再結(jié)晶的微細結(jié)構(gòu)，抵達均勻晶粒度，分解有害的碳化鉻堆積物。要確保徹底退火，有必要把材料置于2050-2150°F (1120-1175°C)溫度規(guī)劃內(nèi)每英寸厚度所需時間約30分鐘。這僅僅是一般的做法。特別的情況或許需求特別的處理方法。恰當(dāng)退火后，這些等級在室溫下首要是奧氏體，少量的鐵素體也或許存在。

309/309S，310/310S在空氣退火進程中發(fā)作氧化皮是不行避免的。銹皮中含有豐盛的鉻并且具有必定的附著性。一般來說，在進一步加工之前都要把退火銹皮去除。去除銹皮有兩種方法：機械方法和化學(xué)方法。表面噴砂和化學(xué)除銹二者相結(jié)合一般是去除全部頑固銹皮最有用的方法。硅砂，玻璃微珠是很好的噴砂材料。也可以選用鐵粒，鋼粒，但是這或許引起游離鐵進入金屬的表面，然后引起表面生銹或變色。

化學(xué)除銹一般選用硝酸和氫氟酸的混合物?；瘜W(xué)槽液和加工溫度一般視實踐情況而定。常用的槽液包括5-15%HNO3 (65%初始強度) 和-3% HF (60% 初始強度)的水溶液。濃度過高的氫氟酸會導(dǎo)致除銹過猛。槽液溫度一般從室溫到140°F (50°C)。溫度過高會導(dǎo)致除銹過快，槽液腐蝕晶界，然后構(gòu)成金屬表面呈現(xiàn)凹槽。酸洗往后，要用清水徹底洗掉酸洗的殘留物，然后單調(diào)，避免金屬表面呈現(xiàn)斑漬。

由于309/309S，310/310S在室溫下呈現(xiàn)奧氏體結(jié)構(gòu)，因此不能通過熱處理抵達硬化。通過熱作或冷作，可以抵達更高的機械強度，但是這些等級一般達不到這種情況。通過冷作，也可以取得更好的抗拉強度和屈服強度，冷作后假設(shè)不退火，這些功用在高溫下就不安穩(wěn)，而這些不銹鋼往往是用于高溫作業(yè)。假設(shè)在高溫環(huán)境下運用冷作后的材料，卻剛好相反，會影響材料的蠕變功用。

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