1. مقدمة
في عالم الهندسة ذات درجة الحرارة العالية, اختيار الحق الفولاذ المقاوم للصدأ سبيكة أمر بالغ الأهمية لضمان المتانة, أمان, والكفاءة.
اثنان من المتنافسين البارزين في هذا الفضاء 310s و إيسي 314 الفولاذ المقاوم للصدأ, يحتفل بمقاومتهم للحرارة الشديدة والبيئات التآكل.
توفر هذه المقالة مفصلة, مقارنة تعتمد على البيانات لهذه السبائك, استكشاف تكوينها الكيميائي, الخصائص الميكانيكية, وتطبيقات العالم الحقيقي.
عن طريق تشريح نقاط قوتهم, القيود, والفروق الدقيقة الفنية, يمكن للمهندسين والعلماء الماديين اتخاذ قرارات مستنيرة لتحسين الأداء في الصناعات التي تتراوح من البتروكيماويات إلى توليد الطاقة.
2. التعيين والتسمية
الأصول والمعايير
- 310s يتبع المعيار الصناعي الياباني (فقط G4303), حيث تشير "SUS" إلى الفولاذ المقاوم للصدأ للاستخدام الهيكلي.
يتوافق مع ASTM 310S (UNS S31008), متغير منخفض الكربون من 310 مسلسل, مع الحد الأقصى لمحتوى الكربون 0.08% لتعزيز قابلية اللحام. - إيسي 314 يلتزم ASTM A240/A276 (الولايات المتحدة S31400), مواصفات أمريكية مصممة لخدمة درجات الحرارة العالية الشديدة.
اسمه ينبع من معهد الحديد والصلب الأمريكي (إيسي), التأكيد على تكوينه الغني بالسيليكون (1.5-2.5 ٪) لمقاومة الأكسدة الفائقة.


المعادلات العالمية
معيار / دولة | SUS 310S ما يعادل | إيسي 314 مقابل |
---|---|---|
هو (اليابان) | 310s | هُم 314 |
إيسي / أستم (الولايات المتحدة الأمريكية) | 310س / ASTM A240 Type 310S | 314 / ASTM A276, A314, A473… |
نحن (الولايات المتحدة الأمريكية) | S31008 | S31400 |
في (أوروبا) | x8crni25-21 (1.4845) | x15crnisi25-21 (1.4841) |
من (ألمانيا) | x8crni25-21 (يصنع 1.4845) | 1.4841 |
أفنور (فرنسا) | Z8CN25-20 | Z15CNS25-20 |
يوني (إيطاليا) | 310S24 | x16crnisi25-20; x22CRNI25-20 |
غيغابايت (الصين) | 20KH23N18 | 16Cr25Ni20Si2 |
3. التكوين الكيميائي وفلسفة السبائك
عنصر | 310s (بالوزن ٪) | إيسي 314 (بالوزن ٪) | الوظيفة والدور المعدني |
---|---|---|---|
الكروم (كر) | 24.0 - 26.0 | 24.0 - 26.0 | يشكل طبقة واقية من أكسيد cr₂o₃, تعزيز أكسدة ومقاومة التآكل; يستقر الأوستنيتي المرحلة في درجات حرارة عالية. |
النيكل (في) | 19.0 - 22.0 | 19.0 - 22.0 | يوسع المجال الأوستنيتي, تحسين صلابة, ليونة, و الاستقرار الحراري; كما يعزز المقاومة ل التعب الحراري. |
السيليكون (و) |
≥ 1.50 | 1.50 - 2.00 | يتحسن مقاومة الأكسدة من خلال تعزيز تشكيل Sio₂ الفرعية; يعزز مقاومة التحجيم في الظروف الحرارية الدورية. |
الكربون (ج) | ≥ 0.08 | ≥ 0.25 | يزيد قوة من خلال محلول صلب وتكوين كربيد, لكن مستويات أعلى (كما في 314) قد تقلل قابلية اللحام وتعزيز التوعية. |
المنغنيز (من) | ≥ 2.00 | ≥ 2.00 | يعمل كمؤسس أثناء صناعة الصلب; يتحسن قابلية العمل الساخنة ويعزز المقاومة ل الكبريتات. |
الفوسفور (ص) |
≥ 0.045 | ≥ 0.045 | ظل عمومًا منخفضة; الكميات المفرطة تقلل ليونة ويمكن أن يعزز حدود الحبوب. |
الكبريت (س) | ≥ 0.030 | ≥ 0.030 | يتحسن القدرة على التصنيع, لكن المستويات المفرطة تتحلل بشدة ليونة ساخنة و مقاومة التآكل. |
نتروجين (ن) | ≥ 0.10 | غير محدد | يقوي المصفوفة حل الصلبة تصلب; يساهم أيضا في تحرض المقاومة في بيئات الكلوريد. |
حديد (الحديد) | توازن | توازن | عنصر المصفوفة الأساسية; يوفر هيكلًا كبيرًا ويساهم السلامة الميكانيكية و السلوك المغناطيسي في درجات حرارة مرتفعة. |
الاختلافات الرئيسية والآثار الفلسفية:
- 310s يؤكد كربون أقل محتوى, استهداف التطبيقات حيث قابلية اللحام و مقاومة التآكل بين الحبيبية هي الأولويات.
إنه يوفر أداء متوازنًا للمكونات الهيكلية في الأنظمة الحرارية. - إيسي 314 تحولات التركيز نحو تعزيز أكسدة ومقاومة التحجيم, الاستفادة السيليكون الأعلى و الكربون المعتدل,
مما يجعلها أكثر ملاءمة ل أحمال حرارية دورية و بيئات المكربن.
4. الخواص الفيزيائية والحرارية لـ SUS 310S مقابل AISI 314 الفولاذ المقاوم للصدأ
ملكية | 310s | إيسي 314 |
---|---|---|
كثافة | 8.00 جم/سم3 | 8.00 جم/سم3 |
نطاق ذوبان | 1,390-1440 درجة مئوية | 1,400-1450 درجة مئوية |
حرارة محددة (20-800 درجة مئوية) | ~ 0.50 J/G · K. | ~ 0.50 J/G · K. |
الموصلية الحرارية (200 درجة مئوية) | ~ 15 ث/م · ك | ~ 14 ث/م · ك |
التمدد الحراري (20-800 درجة مئوية) | ~ 17.2 ميكرون/م · ك | ~ 17.0 ميكرون/م · ك |
قوة تمزق الزحف (900 درجة مئوية, 10 ك ح) | ~ 30 ميجا باسكال | ~ 35 ميجا باسكال |
يتشترك كل من السبائك في نطاقات متطابقة تقريبًا ونطاقات ذوبان, تعكس كيمياء القاعدة المماثلة لها.
لكن, حافة AISI 314 الطفيفة في قوة تمزق الزحف وركوب الدراجات الحرارية تدين بمحتوى السيليكون المرتفع, الذي يشكل مقياس أكسيد أكثر واقيًا غنيًا بالسيليكا.
على العكس من ذلك, تقدم SUS 310S الموصلية الحرارية أعلى بشكل هامشي, مساعدة تبديد الحرارة في تجهيزات الفرن.
5. الخصائص الميكانيكية لـ SUS 310S مقابل. إيسي 314 الفولاذ المقاوم للصدأ
SUS 310S و AISI 314 الفولاذ المقاوم للصدأ كلاهما فولاذ مقاوم للصدأ أوسنيتي عالي الحرارة مصمم للحفاظ على السلامة الميكانيكية تحت الضغط الحراري.
في حين أن خصائص درجة حرارة الغرفة الأساسية لها متشابهة, تظهر الاختلافات الرئيسية تحت التعرض المطول لدرجات حرارة مرتفعة بسبب عوامل تركيبية مثل محتوى السيليكون والكربون.


طاولة: الخواص الميكانيكية المقارنة في الغرفة ودرجات حرارة مرتفعة
ملكية | 310s | إيسي 314 | ملاحظات |
---|---|---|---|
قوة الشد (MPa) | 515 - 750 | 540 - 750 | إيسي 314 قد تظهر قوة أعلى قليلاً بسبب ارتفاع محتوى C. |
قوة العائد (0.2% الإزاحة, MPa) | ≥ 205 | ≥ 210 | تقدم كلتا المادتين قيم عائد مماثلة في درجة حرارة الغرفة. |
استطالة (%) | ≥ 40 | ≥ 40 | يتم الاحتفاظ بتصنيع عالية في كلا الدرجتين. |
صلابة (برينيل) |
~ 170 - 190 غ.ب | ~ 170 - 200 غ.ب | تزداد صلابة قليلاً في AISI 314 بسبب ارتفاع الكربون والسيليكون. |
قوة الزحف عند 600 درجة مئوية (MPa) | ~ 90 (100,000ح) | ~ 100 (100,000ح) | إيسي 314 يظهر أداء زحف محسّن تحت الحمل الحراري طويل الأجل. |
قوة الشد الساخنة عند 1000 درجة مئوية (MPa) | ~ 20 - 30 | ~ 25 - 35 | إيسي 314 يحافظ على قوة شد أفضل قليلاً في درجات الحرارة القصوى. |
صلابة التأثير (ج, في RT) | ≥ 100 ج (Charpy V-Notch) | ≥ 100 ج | تحتفظ كلتا المادتين بصياغة عالية بسبب بنية أوستنيكية مستقرة. |
6. مقاومة التآكل والأكسدة
سلوك الأكسدة
- 310س يقاوم أكسدة مستمرة حتى 1150درجة مئوية في الهواء, تشكيل مقياس رفيع. يتفوق في الجفاف, البيئات غير الكبريتات مثل أفران المعالجة الحرارية.
- 314 يدفع الحد 1200درجة مئوية, مع مقياس sio₂-cr₂o₃ مقاومة التثبيت والسماكة في التسخين الدوري (على سبيل المثال, أسمنت فرن الزجاجة).
البيئات العدوانية
- المكربن: 314السيليكون يمنع انتشار الكربون, صنعها 30% أكثر مقاومة من 310s في الأجواء الغنية (على سبيل المثال, الإصلاحيون البتروكيميائيين).
- الكبريتات: في الغازات المحتوية على H₂S, 314طبقة Sio₂ تعمل كحاجز, تمديد عمر الخدمة بواسطة 25% بالمقارنة مع 310s في أفران المصفاة.
- نترعة: كلا السبائك أداء جيدا, لكن محتوى النيكل الأعلى في 314 يوفر تفوقًا هامشيًا في مفاعلات تخليق الأمونيا.
المعالجات السطحية
- التخميل: يستفيد كلاهما من تخميل حمض النيتريك لإزالة الحديد الحر وتعزيز مقاومة التآكل.
- الطلاءات: 314 قد يخضع للألمنيوم لحماية إضافية في بيئات الكبريتيد, بينما يعتمد 310s غالبًا على طبقة أكسيد المتأصلة في الظروف المعتدلة.
7. قابلية اللحام وتصنيع SUS 310S مقابل. إيسي 314 الفولاذ المقاوم للصدأ
خصائص لحام وتصنيع SUS 310S و AISI 314 يلعب الفولاذ المقاوم للصدأ دورًا محوريًا في تبنيهم الصناعي, نظرًا لأن التطبيقات ذات درجة الحرارة العالية تتطلب غالبًا تشكيلًا معقدًا, الانضمام, والتصنيع.


قابلية اللحام: التحديات وأفضل الممارسات
كلا السبائك تنتمي إلى عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي, الذي يوفر عمومًا قابلية لحام جيدة بسبب البنية المجهرية ذات الطور الواحد.
لكن, تركيباتهم الكيميائية المتميزة - خاصة الكربون (ج) والسيليكون (و)- خلق تباينات ملحوظة في سلوك اللحام.
310s: بطل قابلية اللحام
- ميزة الكربون المنخفض:
مع الحد الأقصى لمحتوى الكربون 0.08% (مقابل. 0.25% في أيسي 314), SUS 310S يقلل من تكوين كروم الكروم (m₂₃c₆) في المنطقة المتأثرة بالحرارة (المخاطر).
هذا يقلل من خطر التوعية, ظاهرة حيث تفقد حدود الحبوب مقاومة التآكل بسبب استنفاد الكروم.
-
- عمليات اللحام: لحام تنغستن الغاز (جي تي إيه دبليو/تي آي جي) ولحام قوس المعادن الغازية (GMAW/ميج) يفضل,
مع 310ل المعادن المعدنية (الولايات المتحدة S31003, ≤0.03 ٪ ج) تستخدم لمطابقة مقاومة التآكل ومنع هطول الأمطار كربيد. - علاج ما بعد الدفعة: لا توجد معالجة حرارية إلزامية بعد الينتشر (PWHT) مطلوب لمعظم التطبيقات, حتى بالنسبة للأقسام السميكة (≥10 مم),
جعلها مثالية للإصلاحات في الموقع والتجمعات المعقدة مثل شبكات أنبوب الفرن.
- عمليات اللحام: لحام تنغستن الغاز (جي تي إيه دبليو/تي آي جي) ولحام قوس المعادن الغازية (GMAW/ميج) يفضل,
- أداء مشترك اللحام:
تحتفظ المفاصل الملحومة في 310s ≥ 90 ٪ من قوة الشد المعدنية الأساسية في درجة حرارة الغرفة و 80% في 800 درجة مئوية, مع قيم الاستطالة مطابقة المادة الأصل (≥ 40 ٪).
تدعم هذه الموثوقية استخدامها في المبادلات الحرارية الملحومة للمصلحين البتروكيميائيين.
إيسي 314: إدارة تكوين كربيد وتكسير ساخن
- تحديات أعلى من الكربون والسيليكون:
ال 0.25% الحد الأقصى للكربون وسيليكون 1.5-2.5 ٪ في 314 زيادة احتمالية تشكيل كربيد هاز و تكسير ساخن أثناء اللحام.
السيليكون, في حين أن هناك حاسمة لتشكيل مقياس درجات الحرارة العالية, كما يقلل درجة حرارة سائل السبائك, خلق مخاطر التجميع الدقيق في تجمع اللحام.
-
- تسخين المتطلبات: سخن ل 200-300 درجة مئوية قبل اللحام لتقليل الإجهاد الحراري ومعدلات التبريد البطيئة, تقليل مرحلة سيجما (Fe-Cr) هطول الأمطار في HAZ.
- اختيار المعادن الحشو: يستخدم 314-معدن حشو معين (على سبيل المثال, ER314) أو 310 حشو النوع (ER310) لمطابقة محتوى الكروم والنيكل المعدني الأساسي, ضمان قوة درجات الحرارة العالية المتسقة.
- المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT): ضروري للأقسام السميكة (>15 مم),
تنطوي على حل الصلب في 1050-1100 درجة مئوية تليها التبريد السريع لإعادة حلبة الكربيد واستعادة ليونة.
هذا يضيف 20-30 ٪ لوقت التصنيع بالمقارنة مع 310s.
- أداء مشترك اللحام:
اللحامات المعالجة بالحرارة بشكل صحيح في 314 يحقق 95% من قوة زحف المعدن الأساسي عند 900 درجة مئوية, لكن إهمال PWHT يمكن أن يقلل من هذا إلى 70%,
زيادة خطر الفشل على المدى الطويل في مكونات الحمل مثل حزم دعم الفرن.
تلفيق: تشكيل, بالقطع, والمعالجة الحرارية
تشكيل الباردة: ليونة تملي قابلية الاستخدام
- 310s:
مع استطالة ≥ 40 ٪ في الدولة الصلب, 310S يتفوق في عمليات تشكيل البرد مثل الرسم العميق, ختم, و Roll Bending.
إنه يشكل بسهولة أشكالًا معقدة مثل شفرات مروحة الفرن أو زعانف المبادل الحراري دون تلدين وسيطة, حتى بالنسبة للسماكة تصل إلى 5 مم.
-
- مثال: يربك الفرن 310S مع دائرة نصف قطرها 90 درجة من السمك البالغ 1.5x يحافظ 95% من ليونة تشكيلها, حاسمة للتطبيقات المقاومة للاهتزاز.
- إيسي 314:
انخفاض قليلا الاستطالة (≥35 ٪) وارتفاع تصلب الحلول الصلبة الناجم عن السيليكون يجعل البرد يشكل أكثر صعوبة.
يتطلب 10-15 ٪ من قوى تشكيل, والعمل البارد الشديد (على سبيل المثال, >20% تخفيض) قد يتطلب تلبيس ما بعد التشكيل في 1050درجة مئوية لاستعادة ليونة, إضافة التعقيد إلى إنتاج الإنتاج.
العمل الساخن: اعتبارات درجة الحرارة والأدوات
- التزوير والتداول الساخن:
-
- 310س: صياغة في 1100-1200 درجة مئوية, مع نطاق عمل ضيق لتجنب تشكيل مرحلة سيجما (فوق 950 درجة مئوية).
المنتجات الساخنة مثل القضبان واللوحات تظهر حجم الحبوب الموحدة (ASTM لا. 6-7), مثالي للآلات اللاحقة. - 314: يتطلب ارتفاع درجات حرارة التزوير (1150-1250 درجة مئوية) بسبب صلابة الساخنة المعززة بالسيليكون, زيادة استهلاك الطاقة بواسطة 15% وارتداء الأداة بواسطة 20%.
ما بعد العمل, التبريد السريع (الماء أو الهواء) أمر بالغ الأهمية لمنع هطول الطور السيجما.
- 310س: صياغة في 1100-1200 درجة مئوية, مع نطاق عمل ضيق لتجنب تشكيل مرحلة سيجما (فوق 950 درجة مئوية).
- القدرة على التصنيع:
كلا السبائك عرضة لصياد العمل أثناء الآلات, لكن محتوى السيليكون الأعلى في 314 يزيد من ملابس الأدوات.
يستخدم أدوات كربيد القائمة على الكوبالت مع زوايا أشعل النار عالية (15-20 درجة) وباردة وفيرة لإدارة الحرارة:
-
- 310س: سرعة الآلات من 50-70 م/أنا لتحويل العمليات, مع الانتهاء من السطح من RA 1.6-3.2 ميكرون يمكن تحقيقه مع تزييت مناسب.
- 314: خفضت إلى 40-60 م/أنا لتقليل تقشر الأدوات, زيادة وقت التصنيع بواسطة 25% لميزات مكافئة.


المعالجة الحرارية: الصلب وتخفيف التوتر
- الصلب الحل:
-
- كلا السبائك تتطلب التدفئة إلى 1050-1150 درجة مئوية تليها التبريد لإذابة الكربيد وتجانس البنية المجهرية.
310يحقق S التليين الكامل (≤187 HB) مع هذه العملية, بينما 314 يصل إلى ≤201 HB, تحقيق التوازن بين الصلابة والليونة.
- كلا السبائك تتطلب التدفئة إلى 1050-1150 درجة مئوية تليها التبريد لإذابة الكربيد وتجانس البنية المجهرية.
- تخفيف التوتر:
للمكونات الملحومة, تخفيف الإجهاد في 850-900 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعات يقلل من الضغوط المتبقية دون تعزيز هطول الأمطار كربيد, ممارسة شائعة في 310S Leailer Heads و 314 قوس الفرن.
8. التطبيقات النموذجية لـ SUS 310S مقابل. إيسي 314 الفولاذ المقاوم للصدأ
في بيئات درجات الحرارة العالية, يمكن أن يؤثر اختيار سبيكة الفولاذ المقاوم للصدأ الصحيحة بشكل مباشر على السلامة التشغيلية, فترات الصيانة, وطول عمر النظام العام.
SUS 310S و AISI 314 الفولاذ المقاوم للصدأ, كل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مع مقاومة حرارة ممتازة, تستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات.
لكن, تعرض كل سبيكة نقاط قوة فريدة تجعلها أكثر ملاءمة لتطبيقات محددة.


تطبيقات SUS 310S الفولاذ المقاوم للصدأ
قطاع الصناعة: البتروكيماويات والتكرير
طلب: يستخدم SUS 310S بشكل شائع في إصلاح الأفران, أنابيب مشع, وملفات تكسير الإيثيلين.
مزيجها من قوة درجات الحرارة العالية وقابلية اللحام الجيدة يجعلها مناسبة تمامًا لكل من المكونات الثابتة والملفقة التي تعمل في ظروف مؤكسدة.
قطاع الصناعة: توليد الطاقة
طلب: يتم استخدام هذه السبائك في أنابيب المتأجر الفائق, مبادلات حرارية, ومكونات المرجل,
حيث تضمن مقاومتها لركوب الدراجات الحرارية وتشوه الزحف أداءً ثابتًا بمرور الوقت.
قطاع الصناعة: المعادن والمعالجة الحرارية
طلب: يتم تطبيق SUS 310S على نطاق واسع في أغطية الفرن, يعيد, وفوهات الموقد.
يحافظ على السلامة الهيكلية تحت التسخين المستمر, ويقلل محتوى الكربون المنخفض من خطر التوعية أثناء اللحام أو الخدمة الممتدة.
قطاع الصناعة: تصنيع الأسمنت والسيراميك
طلب: في الأفران الدوارة والدروع الحرارية, تقدم SUS 310S مقاومة أكسدة ممتازة, جنبا إلى جنب مع مرونة ميكانيكية كافية لتحمل الصدمة الحرارية والاهتزاز.
قطاع الصناعة: حرق النفايات
طلب: تستفيد مكونات مثل قناة غاز المداخن وأنظمة معالجة الرماد من قدرة SUS 310S على مقاومة التآكل من الغازات الحمضية وبقايا الاحتراق عالية درجة الحرارة.
قطاع الصناعة: أدوات التصنيع واللحام
طلب: بسبب قابلية اللحام ومقاومة التزييف, يتم تفضيل SUS 310S للرقصات, تجهيزات اللحام, ودعم الهياكل المعرضة للإجهاد الحراري.
تطبيقات AISI 314 الفولاذ المقاوم للصدأ
قطاع الصناعة: الأفران الصناعية
طلب: إيسي 314 يستخدم على نطاق واسع في أبواب الفرن, لوحات مشع, يدعم عنصر التدفئة,
والأقواس. يعزز محتوى السيليكون الأعلى مقاومة الأكسدة والغبار المعدني في درجات حرارة تتجاوز 1100 درجة مئوية.
قطاع الصناعة: معالجة الزجاج والسيراميك
طلب: أنابيب الحماية الحرارية وبطانات الفرن الدُفعات المصنوعة من AISI 314 صمدت التعرض لفترة طويلة للحرارة الشديدة والغازين المسببة للتآكل.
قطاع الصناعة: تصنيع الصلب
طلب: تعمل هذه السبائك بشكل موثوق في قضبان الفرن عالية الحرارة, عوارض التزلج, وتغطي حفرة, حيث يكون كل من مقاومة المقياس والقوة الميكانيكية ضرورية.
قطاع الصناعة: معدات المعالجة الحرارية
طلب: في صناديق الصلب, الدعم المشع, والكربنة الغرف,
توفر مقاومة AISI 314 المتفوقة للكربن والرسالة حياة طويلة في الخدمة العدوانية كيميائيًا, بيئات عالية الحرارة.
قطاع الصناعة: مكافحة العادم والانبعاثات
طلب: إيسي 314 يعمل في قذائف المحول الحفاز, قنوات المداخن,
والحواجز الحرارية داخل أنظمة عادم الديزل والتوربينات الغازية بسبب قدرتها على تحمل الأكسدة الساخنة وتآكل غاز العادم.
قطاع الصناعة: قطاع المواد الكيميائية والطاقة
طلب: يتم اختياره أيضًا للمكونات في أنظمة تغويز الفحم ومفاعلات Syngas, حيث تكون مقاومة الأكسدة والموثوقية الهيكلية في درجات حرارة عالية أمرًا بالغ الأهمية.
9. مزايا وعيوب SUS 310S مقابل. إيسي 314 الفولاذ المقاوم للصدأ


310s (فقط G4303 / UNS S31008)
مزايا SUS 310S
- قابلية اللحام متفوقة: كربون منخفض (.080.08%) يقلل من هطول الأمطار كربيد, القضاء على المعالجة الحرارية بعد الليباد (PWHT) بالنسبة لمعظم التطبيقات.
- فعالة من حيث التكلفة: 10-15 ٪ أرخص من 314 بسبب انخفاض محتوى Ni/Si; مثالي للاستخدام على نطاق واسع في حرارة معتدلة (800-1100 درجة مئوية).
- قابلية تشكيل باردة ممتازة: ليونة عالية (≥ 40 ٪ استطالة) يمكّن الأشكال المعقدة عن طريق الختم/المتداول دون الصلب.
- مقاومة الأكسدة: مقياس cr₂o₃ مستقر في الهواء الجاف/CO₂ حتى 1150 درجة مئوية, مناسبة لأفران المعالجة الحرارية والهياكل الملحومة.
عيوب SUS 310S
- انخفاض قوة الاطفال العالي: قوة تمزق الزحف ~ 37.5 ٪ أقل من 314 في 900 درجة مئوية (25 MPA مقابل. 40 MPa).
- عرضة للكربن/الكبريت: أقل مقاومة لدخول الكربون/الكبريت في بيئات عدوانية (على سبيل المثال, فحم الأزهار, المصافي).
- مقاومة حرارة دورية محدودة: عرضة لتوسيع نطاق التثبيت عند حدود درجة الحرارة العلوية, غير مناسب لركوب الدراجات الحرارية الشديدة.
إيسي 314 (ASTM A240 / الولايات المتحدة S31400)
مزايا AISI 314
- مقاومة الحرارة الشديدة: يعمل ما يصل إلى 1200 درجة مئوية مع مقياس Sio₂-cr₂o₃, 50درجة مئوية أعلى من 310s; مقاومة متفوقة للكبريت/المكربن في الأجواء الغنية بالشت.
- قوة زحف أعلى: 85 MPA و 800 درجة مئوية (310س: 60 MPa) و 40 MPA و 900 درجة مئوية, حاسمة للمكونات الحاملة للحمل (على سبيل المثال, الدعم الفرن, أجزاء التوربينات).
- تحمل البيئة العدوانية: يقاوم القلويات/النتروة في تطبيقات الأسمنت/الأمونيا عبر مقياس محسّن السيليكون.
عيوب AISI 314
- لحام معقد: يتطلب التسخين (200-300 درجة مئوية) و PWHT للأقسام السميكة, زيادة تكاليف التصنيع بنسبة 20-30 ٪.
- ليونة أقل: انخفاض الاستطالة (≥35 ٪) يحد من تشكيل البرد; أكثر ملاءمة للتزوير/الصب الساخن.
- تكلفة قسط: 10-5 ٪ أكثر تكلفة بسبب ارتفاع محتوى Ni/Si; توافر محدود للأشكال المخصصة.
- مخاطر مرحلة سيجما: استخدام طويل >950قد يقلل درجة مئوية من ليونة عبر هطول الأمطار في مرحلة السيجما.
10. جدول المقارنة الموجزة: SUS 310S مقابل. إيسي 314 الفولاذ المقاوم للصدأ
ملكية | 310s | إيسي 314 |
---|---|---|
تعيين قياسي | JIS G4303 310s | ASTM A240 / الولايات المتحدة S31400 |
الكروم (كر) | 24.0-26.0 ٪ | 23.0-26.0 ٪ |
النيكل (في) | 19.0-22.0 ٪ | 19.0-22.0 ٪ |
السيليكون (و) | ≤1.50 ٪ | 1.50-3.00 ٪ (عالية SI لمقاومة الأكسدة) |
الكربون (ج) | .080.08% (منخفض الكربون لتحسين قابلية اللحام) | ≤0.25 ٪ (أعلى الكربون لقوة الزحف) |
قوة الشد (MPa) | ~ 550 ميجا باسكال | ~ 620 ميجا باسكال |
قوة العائد (0.2% الإزاحة) | ~ 205 ميجا باسكال | ~ 240 ميجا باسكال |
استطالة (%) | ≥ 40 ٪ | ≥30 ٪ |
كثافة (جم/سم3) |
7.90 | 7.90 |
نطاق ذوبان (درجة مئوية) | 1398-1454 درجة مئوية | 1400-1455 درجة مئوية |
الموصلية الحرارية (ث/م · ك @ 100 درجة مئوية) | ~ 14.2 | ~ 16.3 |
أقصى درجة حرارة الخدمة (الأكسدة) | ~ 1100 درجة مئوية | ~ 1150 درجة مئوية |
مقاومة الأكسدة | ممتاز (جيد للظروف الدورية) | أرقى (بسبب ارتفاع SI) |
مقاومة المكربن | معتدل | جيد |
قابلية اللحام | ممتاز (انخفاض الكربون يقلل من التوعية) | عدل (قد يسبب أعلى C التكسير الساخن) |
سهولة التصنيع | جيد (الأشكال واللحامات بسهولة) | عدل (من الصعب تشكيلها والآلة) |
مقاومة زحف | معتدل | أعلى (معزز بالكربون والسيليكون) |
التطبيقات النموذجية | مبادلات حرارية, أجزاء الفرن, المكونات الملحومة | أبواب الفرن, يدعم, أجزاء ثابتة عالية |
الأنسب ل | التدفئة الدورية, الأنظمة الملحومة | بيئات ثابتة طويلة درجات الحرارة العالية |
11. خاتمة
في خدمة درجات الحرارة العالية, 310s و إيسي 314 الفولاذ المقاوم للصدأ على حد سواء يقدم أداء أوستنيكي موثوق به, ومع ذلك فهي تلبي أولويات مختلفة.
يختار 310س عندما يصنع التصنيع, التحكم في توعية الكربون المنخفض, ومقاومة زحف معتدلة كافية.
اختر 314 عند مقاومة الأكسدة الدورية, قوة النطاق المعززة بالسيليكون, ويهيمن ارتفاع التحمل الزاحف على معايير التصميم الخاصة بك.
من خلال محاذاة اختيار السبائك مع درجة حرارة التشغيل الخاصة بك, أَجواء, واستراتيجية اللحام, ستعمل على زيادة عمر المكون, تقليل الصيانة, وضمان آمن, عملية مصنع فعالة.
اختيار Deze يعني اختيار حل درجات حرارة عالي الأجل وموثوق به.
يشمل عملاؤنا العديد من الشركات المصنعة للمعدات متعددة الجنسيات ومقاولي الهندسة,
الذين تحققوا من الأداء المستقر هذا المنتجات تحت درجة حرارة عالية, تآكل, وظروف الدورة الحرارية في التشغيل على المدى الطويل.
إذا كنت بحاجة إلى معلومات فنية, عينات, أو اقتباسات, لا تتردد في ذلك اتصل بهذا فريق محترف.
سوف نقدم لك الدعم السريع للاستجابة والهندسة على مستوى الهندسة.
الأسئلة الشائعة
أيهما أفضل, سوس 310s أو التسول 314 الفولاذ المقاوم للصدأ?
الجواب يعتمد على التطبيق. 310s هو أفضل للتطبيقات التي تتضمن ركوب الدراجات الحرارية المتكررة, لحام, والتصنيع,
بسبب محتوى الكربون المنخفض, مما يعزز قابلية اللحام ويقلل من خطر التآكل بين الحبيبية.
على الجانب الآخر, إيسي 314 أكثر ملاءمة للمكونات الثابتة المعرضة ل درجات حرارة عالية للغاية (ما يصل الى 1150 درجة مئوية), شكرا لها ارتفاع محتوى السيليكون والكربون, التي توفر أكسدة متفوقة ومقاومة زحف.
في ملخص:
- اختر SUS 310S للتنوع, قابلية اللحام, والظروف الحرارية الدورية.
- اختر AISI 314 لبيئات درجات الحرارة العالية المستمرة ومقاومة الأكسدة المعززة.
ما الذي يدوم لفترة أطول: سوس 310s أو التسول 314?
في الظروف الحرارية الدورية أو الأنظمة الملحومة, 310s عادة ما يعرض عمر خدمة أطول بسبب مقاومته للتوعية والتعب الحراري.
لكن, في جاف, بيئات ثابتة درجة الحرارة العالية, إيسي 314 يمكن أن يتفوق على SUS 310s لأن محتوى السيليكون الأعلى يوفر مقاومة أكسدة فائقة وتصاق المقياس.
طول العمر يعتمد على:
- نطاق درجة الحرارة
- الظروف البيئية (الأكسدة, المكربن, إلخ.)
- طرق الإجهاد والتصنيع الميكانيكي
لماذا يفضل SUS 310S على AISI 314 في الهياكل الملحومة?
310s يتضمن ≤0.08 ٪ الكربون, يقلل بشكل كبير من تكوين كربيد الكروم عند حدود الحبوب أثناء اللحام.
هذا يحسن مقاومة التآكل بين الحبيبية, خاصة في خدمة درجات الحرارة العالية.
في المقابل, إيسي 314 لديه محتوى كربون أعلى (ما يصل الى 0.25%), والتي يمكن أن تؤدي إلى التوعية والتكسير الساخن أثناء اللحام ما لم يتم التحكم بعناية مع العلاجات الحرارية المناسبة بعد الولادة.
هكذا, SUS 310S غالبًا ما تكون سبيكة للاختيار مجموعات ملفقة أو معروضة بالميدان.
لماذا AISI 314 تم اختياره على SUS 310S لدرجات حرارة عالية للغاية?
إيسي 314 يتضمن 1.5-3.0 ٪ السيليكون, بالمقارنة مع ≤1.5 ٪ في SUS 310S.
هذا السيليكون المرتفع يعزز مقاومة الأكسدة ويسمح AISI 314 للحفاظ على التصاق مقياس وقائي في درجات الحرارة حتى 1150 درجة مئوية,
مما يجعلها مثالية ل الأفران الصناعية, عناصر سخان, والعادمات العالية.
علاوة على ذلك, يساهم محتوى الكربون العالي في التحسن قوة زحف تحت الضغط المطول.
هذا يجعل أيسي 314 مرشح قوي ل ثابت, التعرض طويل الأجل في الأجواء المؤكسدة أو الجافة.
يمكن SUS 310S مقابل. إيسي 314 يمكن استخدامها بالتبادل?
بينما يشتركان في كيمياء قاعدة مماثلة وينتميان إلى عائلة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي, قابلية التبادل محدودة.
في التطبيقات التي تتطلب اللحام أو ركوب الدراجات الحرارية, SUS 310S أكثر موثوقية.
على العكس من ذلك, في تطبيقات الأكسدة ذات درجة الحرارة العالية, إيسي 314 يجب إعطاء الأولوية. يجب على المهندسين تقييم:
- درجة حرارة الخدمة
- بيئة التعرض
- التحميل الميكانيكي
- متطلبات التصنيع
الرجوع دائمًا إلى ذي الصلة المعايير الهندسية وعوامل السلامة قبل استبدال درجة واحدة للآخر.