1. Einführung
Im Bereich der Hochtemperaturtechnik, Auswählen des Rechts Edelstahl Legierung ist entscheidend, um die Haltbarkeit zu gewährleisten, Sicherheit, und Effizienz.
Zwei prominente Konkurrenten in diesem Raum sind Seine 310er Und AISI 314 Edelstahl, gefeiert für ihren Widerstand gegen extreme Hitze und ätzende Umgebungen.
Dieser Artikel liefert eine detaillierte, datengesteuerter Vergleich dieser Legierungen, Erforschung ihrer chemischen Zusammensetzung, mechanische Eigenschaften, und reale Anwendungen.
Indem Sie ihre Stärken analysieren, Einschränkungen, und technische Nuancen, Ingenieure und materielle Wissenschaftler können fundierte Entscheidungen treffen, um die Leistung in Branchen zu optimieren, die von Petrochemikalien bis zur Stromerzeugung reichen.
2. Bezeichnung und Nomenklatur
Ursprünge und Standards
- Seine 310er folgt dem Japanischer Industriestandard (Nur G4303), wo „Sus“ Edelstahl für den strukturellen Gebrauch bezeichnet.
Es richtet sich an ASTM 310S (UNS S31008), eine kohlenstoffarme Variante der 310 Serie, mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0.08% Schweißbarkeit verbessern. - AISI 314 haftet an ASTM A240/A276 (UNS S31400), Eine amerikanische Spezifikation für einen schweren Hochtemperaturservice.
Sein Name stammt aus dem American Iron and Steel Institute (AISI), Betonung seiner silikonreichen Zusammensetzung (1.5–2,5%) für überlegene Oxidationsresistenz.


Globale Äquivalente
Standard / Land | SUS 310S Äquivalent | AISI 314 Gleichwertig |
---|---|---|
ER (Japan) | Seine 310er | IHRE 314 |
AISI / ASTM (USA) | 310S / ASTM A240 Typ 310s | 314 / ASTM A276, A314, A473 ... |
UNS (USA) | S31008 | S31400 |
IN (Europa) | X8crni25-21 (1.4845) | X15CRNISI25-21 (1.4841) |
AUS (Deutschland) | X8crni25-21 (Machen 1.4845) | 1.4841 |
AFNOR (Frankreich) | Z8CN25-20 | Z15CNS25-20 |
Uni (Italien) | 310S24 | X16crnisi25-20; X22CRNI25-20 |
GB (China) | 20KH23N18 | 16CR25NI20SI2 |
3. Chemische Zusammensetzung und Legierungsphilosophie
Element | Seine 310er (wt%) | AISI 314 (wt%) | Funktion und metallurgische Rolle |
---|---|---|---|
Chrom (Cr) | 24.0 – 26.0 | 24.0 – 26.0 | Bildet eine schützende Cr₂o₃ -Oxidschicht, Verbesserung Oxidation und Korrosionsbeständigkeit; stabilisiert die austenitisch Phase bei hohen Temperaturen. |
Nickel (In) | 19.0 – 22.0 | 19.0 – 22.0 | Erweitert das austenitische Feld, Verbesserung Zähigkeit, Duktilität, Und thermische Stabilität; verbessert auch die Resistenz gegen Wärmemüdung. |
Silizium (Und) |
≤ 1.50 | 1.50 – 2.00 | Verbessert Oxidationsbeständigkeit durch Förderung der Bildung von Sio₂ Subskala; verbessert Skalierungsbeständigkeit unter zyklischen thermischen Bedingungen. |
Kohlenstoff (C) | ≤ 0.08 | ≤ 0.25 | Erhöht Stärke durch feste Lösung und Carbidbildung, aber höhere Ebenen (wie in 314) kann reduzieren Schweißbarkeit und fördern Sensibilisierung. |
Mangan (Mn) | ≤ 2.00 | ≤ 2.00 | Fungiert als Desoxidisator während der Stahlherstellung; verbessert Heiße Verarbeitbarkeit und verbessert die Resistenz gegen Schwefelung. |
Phosphor (P) |
≤ 0.045 | ≤ 0.045 | Im Allgemeinen niedrig gehalten; Übermäßige Beträge reduzieren Duktilität und kann fördern Getreidegrenze Verspringer. |
Schwefel (S) | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 | Verbessert Bearbeitbarkeit, aber übermäßige Niveaus beeinträchtigen sich stark heiße Duktilität Und Korrosionsbeständigkeit. |
Stickstoff (N) | ≤ 0.10 | Nicht angegeben | Stärkt die Matrix durch Feste Lösungshärtung; trägt auch bei Lochfraßwiderstand In Chloridumgebungen. |
Eisen (Fe) | Gleichgewicht | Gleichgewicht | Basismatrixelement; liefert Massenstruktur und trägt dazu bei mechanische Integrität Und Magnetes Verhalten bei erhöhten Temperaturen. |
Schlüsselunterschiede und philosophische Implikationen:
- Seine 310er betont niedrigerer Kohlenstoff Inhalt, Targeting -Anwendungen wo Schweißbarkeit Und Resistenz gegen intergranuläre Korrosion sind Prioritäten.
Es bietet eine ausgewogene Leistung für strukturelle Komponenten in thermischen Systemen. - AISI 314 Verschiebungen konzentrieren sich auf verbessert Oxidation und Skalierungsresistenz, Nutzung höheres Silizium Und mäßiger Kohlenstoff,
es besser für geeigneter für Zyklische Wärmelastung Und Umgebungen Kohlensäure.
4. Physikalische und thermische Eigenschaften von SUS 310S vs AISI 314 Edelstahl
Eigentum | Seine 310er | AISI 314 |
---|---|---|
Dichte | 8.00 g/cm³ | 8.00 g/cm³ |
Schmelzbereich | 1,390–1.440 ° C. | 1,400–1.450 ° C. |
Spezifische Wärme (20–800 ° C.) | ~ 0,50 J/g · k | ~ 0,50 J/g · k |
Wärmeleitfähigkeit (200 °C) | ~ 15 W/m · k | ~ 14 W/m · k |
Wärmeausdehnung (20–800 ° C.) | ~ 17,2 µm/m · k | ~ 17,0 µm/m · k |
Kriechbruchkraft (900 °C, 10 k h) | ~ 30 MPa | ~ 35 MPa |
Beide Legierungen haben eine nahezu identische Dichte und Schmelzbereiche, ihre ähnliche Basenchemie widerspiegeln.
Jedoch, AISI 314s leichte Kante in Kriechbruchstärke und thermischem Radfahren verdankt seinen erhöhten Siliziumgehalt, die eine schützendere kieselreiche Oxidskala bildet.
Umgekehrt, SUS 310S bietet eine geringfügig höhere thermische Leitfähigkeit, Unterstützung der Wärmeabteilung in Ofenvorrichtungen.
5. Mechanische Eigenschaften von SUS 310S vs. AISI 314 Edelstahl
SUS 310S und AISI 314 Edelstahl sind beide hochtemperature austenitische rostfreie Stähle, die zur Aufrechterhaltung der mechanischen Integrität unter thermischer Spannung entwickelt wurden.
Während ihre Grundlagen im Raum-Raum ähnlich sind, Schlüsselunterschiede ergeben.


Tisch: Vergleichende mechanische Eigenschaften bei Raum und erhöhte Temperaturen
Eigentum | Seine 310er | AISI 314 | Anmerkungen |
---|---|---|---|
Zugfestigkeit (MPa) | 515 – 750 | 540 – 750 | AISI 314 kann aufgrund eines höheren C -Gehalts eine etwas höhere Stärke aufweisen. |
Streckgrenze (0.2% Offset, MPa) | ≥ 205 | ≥ 210 | Beide Materialien bieten vergleichbare Ertragswerte bei Raumtemperatur. |
Verlängerung (%) | ≥ 40 | ≥ 40 | In beiden Klassen wird eine hohe Duktilität aufbewahrt. |
Härte (Brinell) |
~ 170 – 190 HB | ~ 170 – 200 HB | Die Härte steigt bei AISI leicht an 314 aufgrund von höheren Kohlenstoff und Silizium. |
Kriechstärke bei 600 ° C (MPa) | ~ 90 (100,000H) | ~ 100 (100,000H) | AISI 314 zeigt eine verbesserte Kriechleistung unter langfristiger thermischer Belastung. |
Heiße Zugfestigkeit bei 1000 ° C (MPa) | ~ 20 - 30 | ~ 25 - 35 | AISI 314 behält bei extremen Temperaturen eine etwas bessere Zugfestigkeit bei. |
Schlagzähigkeit (J, bei rt) | ≥ 100 J (Charpy V-Neoth) | ≥ 100 J | Beide Materialien behalten eine hohe Zähigkeit aufgrund einer stabilen austenitischen Struktur bei. |
6. Korrosion und Oxidationsresistenz
Oxidationsverhalten
- 310S widersteht der kontinuierlichen Oxidation bis zu 1150°C in der Luft, eine dünne Cr₂o₃ -Skala bilden. Es zeichnet sich in trocken aus, Nicht-überschwefelige Umgebungen wie Wärmebehandlungsöfen.
- 314 drückt die Grenze auf 1200°C, mit seiner sio₂-cr₂o₃-Skala, die Spallung und Verdickung bei der zyklischen Erwärmung widersteht (z.B., Zementöfenvorheime).
Aggressive Umgebungen
- Vergaservergaser: 314Silizium hemmt die Kohlenstoffdiffusion, es machen 30% resistenter als 310er in ko-reichen Atmosphären (z.B., Petrochemische Reformer).
- Schwefelung: In H₂s-haltigen Gasen, 314Sio₂ -Schicht wirkt als Barriere, Verlängerung der Lebensdauer um 25% im Vergleich zu 310s in Raffinerienöfen.
- Nitridation: Beide Legierungen funktionieren gut, Der höhere Nickelgehalt von 314 bietet jedoch eine marginale Überlegenheit bei Reaktoren der Ammoniaksynthese.
Oberflächenbehandlungen
- Passivierung: Beide profitieren von Salpetersäure -Passivierung, um freies Eisen zu entfernen und die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
- Beschichtungen: 314 kann Aluminisierung für zusätzlichen Schutz in sulfidischen Umgebungen unterziehen, Während 310S häufig auf seine inhärente Oxidschicht für moderate Bedingungen angewiesen sind.
7. Schweißbarkeit und Herstellung von SUS 310S vs. AISI 314 Edelstahl
Die Schweißbarkeits- und Herstellungseigenschaften von SUS 310S und AISI 314 Edelstahl spielen eine entscheidende Rolle bei ihrer industriellen Einführung, Als Hochtemperaturanwendungen erfordern häufig eine komplexe Formung, Beitritt, und Bearbeitung.


Schweißbarkeit: Herausforderungen und Best Practices
Beide Legierungen gehören zur Familie Austenitic Edelstahl, Dies bietet im Allgemeinen eine gute Schweißbarkeit aufgrund ihrer einphasigen Mikrostruktur.
Jedoch, ihre unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen - insbesondere Kohlenstoff (C) und Silizium (Und)- Erstellen Sie bemerkenswerte Unterschiede beim Schweißverhalten.
Seine 310er: Der Schweißbarkeits -Champion
- Niedriger Kohlenstoffvorteil:
Mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0.08% (vs. 0.25% in aisi 314), SUS 310S minimiert die Bildung von Chromcarbiden (M₂₃c₆) in der hitzebürbigen Zone (HAZ).
Dies verringert das Risiko von Sensibilisierung, Ein Phänomen, bei dem Korngrenzen durch Chromabbau Korrosionsresistenz verlieren.
-
- Schweißverfahren: Bogenschweißen von Gastwolfram (WIG/WIG) und Gasmetallbogenschweißen (GMAW/MIG) werden bevorzugt,
mit 310L Filer Metal (UNS S31003, ≤ 0,03% c) Wird verwendet, um den Korrosionsbeständigkeit zu entsprechen und den Ausfall von Kohlensäurern zu verhindern. - Behandlung nach der Scheibe: Keine obligatorische Wärmebehandlung nach dem Schweigen (PWHT) ist für die meisten Anwendungen erforderlich, Auch für dicke Abschnitte (≥ 10 mm),
Es ist ideal für Reparaturen vor Ort und komplexe Baugruppen wie Ofenrohrnetzwerke.
- Schweißverfahren: Bogenschweißen von Gastwolfram (WIG/WIG) und Gasmetallbogenschweißen (GMAW/MIG) werden bevorzugt,
- Schweißverbindungsleistung:
Schweißverbindungen im 310er Jahre zurückhalten ≥ 90% der Zugfestigkeit des Grundmetalls bei Raumtemperatur und 80% bei 800 ° C., mit Dehnungswerten, die dem übergeordneten Material entsprechen (≥ 40%).
Diese Zuverlässigkeit unterstützt ihre Verwendung in geschweißten Wärmetauschern für petrochemische Reformatoren.
AISI 314: Verwaltung der Carbidformation und heißes Knacken
- Höhere Kohlenstoff- und Siliziumherausforderungen:
Der 0.25% maximaler Kohlenstoff und 1,5–2,5% Silizium in 314 Erhöhen Sie die Wahrscheinlichkeit von HIZ -Carbidbildung Und heißes Knacken Während des Schweißens.
Silizium, Während für die Bildung von High-Temperatur-Skalen kritisch ist, verringert auch die Flüssigkeitstemperatur der Legierung, Erstellen von Mikrosegregationsrisiken im Schweißpool.
-
- Vorheizanforderungen: Vorheizen zu 200–300 ° C. Vor dem Schweißen, um thermische Belastungen und langsame Kühlraten zu reduzieren, Minimierung der Sigma -Phase (Fe-CR) Niederschlag in der HAZ.
- Füllmetallauswahl: Verwenden 314-spezifisches Füllstoff -Metall (z.B., ER314) oder 310-Typ-Füllstoff (ER310) um dem Chrom- und Nickelgehalt des Basismetalls zu entsprechen, Gewährleistung einer konsequenten Hochtemperaturstärke.
- Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT): Wesentlich für dicke Abschnitte (>15 mm),
Einbeziehung von Lösung mit Glühen bei 1050–1100 ° C. gefolgt von einer schnellen Abkühlung, um Carbide umzubauen und die Duktilität wiederherzustellen.
Dies fügt hinzu 20–30% zur Herstellungszeit im Vergleich zu 310s.
- Schweißverbindungsleistung:
Richtig hitzebehandelte Schweißnähte in 314 erreichen 95% der Kriechstärke des Grundmetalls bei 900 ° C, Aber die Vernachlässigung von PWHT kann dies auf reduzieren 70%,
Erhöhen des Risikos eines langfristigen Versagens in tragenden Komponenten wie KILN-Trägerstrahlen.
Herstellung: Bildung, Bearbeitung, und Wärmebehandlung
Kaltform: Duktilität diktiert die Benutzerfreundlichkeit
- Seine 310er:
Mit einer Dehnung von ≥ 40% im geglühten Staat, 310S zeichnet sich in Kaltformprozessen wie Deep Drawing aus, Stempeln, und rollen Biegung.
Es bildet leicht komplizierte Formen wie Ofenlüfterblätter oder Wärmetauscherflossen ohne mittleres Tempern, Auch für Dicken bis hin zu 5 mm.
-
- Beispiel: Ein 310S -Ofenlackel mit einem 90 ° Biegeradius von 1,5 -facher Dicke beibehält 95% seiner geformten Duktilität, kritisch für vibrationsresistente Anwendungen.
- AISI 314:
Etwas niedrigere Dehnung (≥35%) und höhere Silizium-induzierte feste Lösungshärtung machen die Kälte, die schwieriger bildet.
Es erfordert 10–15% höhere Formungskräfte, und schwere Kältearbeit (z.B., >20% Reduktion) kann nach der Bildung von Tempern bei erfordern 1050°C Duktilität wiederherstellen, Fügen Sie der Teilerzeugung Komplexität hinzu.
Heißes Arbeiten: Überlegungen zum Temperatur und Werkzeug
- Schmieden und heißes Rollen:
-
- 310S: Fälschen bei 1100–1200 ° C., mit einem engen Arbeitsbereich, um die Sigma -Phasenbildung zu vermeiden (über 950 ° C.).
Heißrollte Produkte wie Bars und Teller zeigen eine gleichmäßige Korngröße (ASTM Nr. 6–7), Ideal für die nachfolgende Bearbeitung. - 314: Erfordert höhere Schmiedenstemperaturen (1150–1250 ° C.) Aufgrund der mit Silizium verstärkten heißen Härte, Erhöhung des Energieverbrauchs durch 15% und Werkzeugkleidung von 20%.
Post-Koging, schnelle Abkühlung (Wasser oder Luft) ist entscheidend, um die Sigma -Phasenausfällung zu verhindern.
- 310S: Fälschen bei 1100–1200 ° C., mit einem engen Arbeitsbereich, um die Sigma -Phasenbildung zu vermeiden (über 950 ° C.).
- Bearbeitbarkeit:
Beide Legierungen neigen dazu, während der Bearbeitung berufstätig zu sein, Aber der höhere Siliziumgehalt von 314 verschärft den Werkzeugkleidung.
Verwenden Cobalt-basierte Carbid-Tools mit hohen Rechenwinkeln (15–20 °) und reichlich Kühlmittel, um Wärme zu bewältigen:
-
- 310S: Bearbeitungsgeschwindigkeit von 50–70 m/ich zum Drehen von Operationen, mit einer Oberfläche von RA 1,6–3,2 μm erreichbar mit ordnungsgemäßer Schmierung.
- 314: Reduziert auf 40–60 m/ich So minimieren Sie das Werkzeugabfall, Erhöhung der Bearbeitungszeit durch 25% für äquivalente Funktionen.


Wärmebehandlung: Glühen und Stressabbau
- Lösungsglühen:
-
- Beide Legierungen erfordern Erhitzen auf 1050–1150 ° C. gefolgt von Löschung, um Carbide aufzulösen und die Mikrostruktur zu homogenisieren.
310S erreicht vollweidende Erweichen (≤ 187 Hb) mit diesem Prozess, während 314 erreicht ≤ 2010 Hb, Härte und Duktilität ausbalancieren.
- Beide Legierungen erfordern Erhitzen auf 1050–1150 ° C. gefolgt von Löschung, um Carbide aufzulösen und die Mikrostruktur zu homogenisieren.
- Stressabbau:
Für geschweißte Komponenten, Stressabbau bei 850–900 ° C. 1–2 Stunden reduziert Restspannungen ohne die Förderung des Carbidniederschlags, eine übliche Praxis in 310S -Kesselkopfzeilen und 314 Ofenklammern.
8. Typische Anwendungen von SUS 310S vs. AISI 314 Edelstahl
In Hochtemperaturumgebungen, Die Auswahl der richtigen Edelstahllegierung kann die betriebliche Sicherheit direkt beeinflussen, Wartungsintervalle, und Gesamtsystem -Langlebigkeit.
SUS 310S und AISI 314 Edelstahl, Sowohl austenitische Edelstähle mit ausgezeichnetem Wärmewiderstand, werden in verschiedenen Branchen häufig eingesetzt.
Jedoch, Jede Legierung zeigt einzigartige Stärken, die es für bestimmte Anwendungen besser geeignet machen.


Anwendungen von SUS 310S Edelstahl
Branchensektor: Petrochemische und raffinierende
Anwendung: SUS 310S wird üblicherweise in der Reformöfen verwendet, Strahlungsrohre, und Ethylen -Rissspulen.
Die Kombination aus Hochtemperaturstärke und guter Schweißbarkeit macht es sowohl für statische als auch für hergestellte Komponenten, die unter oxidierenden Bedingungen arbeiten, gut geeignet.
Branchensektor: Stromerzeugung
Anwendung: Diese Legierung wird in Superhitzer -Röhren eingesetzt, Wärmetauscher, und Kesselkomponenten,
wo sein Widerstand gegen thermisches Radfahren und Kriechendeformation eine konsequente Leistung im Laufe der Zeit gewährleistet.
Branchensektor: Metallurgie und Wärmebehandlung
Anwendung: SUS 310S wird in Ofenschreichen weit verbreitet angewendet, Retorten, und Brennerdüsen.
Es behält die strukturelle Integrität unter kontinuierlicher Erwärmung bei, und sein niedriger Kohlenstoffgehalt verringert das Sensibilisierungsrisiko während des Schweißens oder des erweiterten Dienstes.
Branchensektor: Zement- und Keramikherstellung
Anwendung: In Rotationsöfen und Hitzeschildern, SUS 310S bietet einen hervorragenden Oxidationsbeständigkeit, zusammen mit ausreichender mechanischer Flexibilität, um dem thermischen Schock und der Vibration standzuhalten.
Branchensektor: Verschwinzung
Anwendung: Komponenten wie Rauchgaskanäle und Aschenhandhabungssysteme profitieren von der Fähigkeit von SUS 310, Korrosion vor sauren Gasen und Hochtemperaturverbrennungsresten zu widerstehen.
Branchensektor: Herstellung und Schweißwerkzeug
Anwendung: Aufgrund seiner Schweißbarkeit und des Widerstands gegen Verziehen, SUS 310S ist für Jigs bevorzugt, Schweißbehörden, und Unterstützung von Strukturen, die thermischer Stress ausgesetzt sind.
Anwendungen von AISI 314 Edelstahl
Branchensektor: Industrieöfen
Anwendung: AISI 314 wird ausgiebig in Ofentüren verwendet, strahlende Panels, Heizelement unterstützt,
und Klammern. Sein höherer Siliziumgehalt verbessert die Resistenz gegen Oxidation und Metallstaub bei überschrittenen Temperaturen 1100 °C.
Branchensektor: Glas- und Keramikverarbeitung
Anwendung: Thermoelement -Schutzrohre und Batch -Ofenauskleidung aus AISI 314 Längerer Exposition gegenüber extremer Wärme und ätzenden Abgasen standhalten.
Branchensektor: Stahlherstellung
Anwendung: Diese Legierung spielt zuverlässig in Hochtemperaturenrohrschienen, Rutschstrahlen, und einweichen Grubenabdeckungen, wo sowohl Skalierungswiderstand als auch mechanische Festigkeit unerlässlich sind.
Branchensektor: Wärmeverarbeitungsgeräte
Anwendung: In Tempernboxen, Strahlungsunterstützung, und Kammern verschlingen,
AISI 314s überlegener Widerstand gegen Vergasung und Nitridation bietet eine lange Lebensdauer in chemisch aggressiv, Umgebungen mit hoher Hitze.
Branchensektor: Abgas- und Emissionskontrolle
Anwendung: AISI 314 wird in katalytischen Konverterschalen verwendet, Rauchkanäle,
und thermische Barrieren in Diesel- und Gasturbinenabgassungssystemen aufgrund ihrer Fähigkeit, heiße Oxidation und Abgaskorrosion standzuhalten.
Branchensektor: Chemischer und Energiesektor
Anwendung: Es wird auch für Komponenten in Kohlevergasungssystemen und Synt -Reaktoren ausgewählt, wo seine Oxidationsresistenz und seine strukturelle Zuverlässigkeit bei hohen Temperaturen kritisch sind.
9. Vor- und Nachteile von SUS 310S vs.. AISI 314 Edelstahl


Seine 310er (Nur G4303 / UNS S31008)
Vorteile von SUS 310S
- Hervorragende Schweißbarkeit: Kohlenstoff (≤0,08 %) Minimiert den Vergasungsniederschlag, Eliminierung der Wärmebehandlung nach dem Schweigen (PWHT) Für die meisten Anwendungen.
- Kostengünstig: 10–15% billiger als 314 Aufgrund des niedrigeren Ni/Si -Inhalts; Ideal für den groß angelegten Gebrauch in mäßiger Hitze (800–1100 ° C.).
- Ausgezeichnete Kälteformbarkeit: Hohe Duktilität (≥ 40% Dehnung) ermöglicht komplexe Formen durch Stempeln/Rollen ohne Glühen.
- Oxidationsbeständigkeit: Stabile Cr₂o₃ -Skala in trockener Luft/Co₂ bis zu 1150 ° C, Geeignet für Wärmebehandlungsöfen und geschweißte Strukturen.
Nachteile von SUS 310S
- Niedrigere Hochtemperaturstärke: Kriechbruchfestigkeit ~ 37,5% niedriger als 314 bei 900 ° C. (25 MPA vs. 40 MPa).
- Anfällig für Vergasung/Schwefelung: Weniger resistent gegen Kohlenstoff/Schwefel in aggressive Umgebungen (z.B., Kohle -Vergaser, Raffinerien).
- Eingeschränkter zyklischer Wärmewiderstand: Anfällig für die Skalierung an den oberen Temperaturgrenzen, ungeeignet für schweres thermisches Radfahren.
AISI 314 (ASTM A240 / UNS S31400)
Vorteile von AISI 314
- Extremer Wärmewiderstand: Arbeitet bis zu 1200 ° C mit Sio₂-cr₂o₃-Skala, 50° C höher als 310s; Überlegene Resistenz gegen Sulfidation/Vergaser in H₂s/Co-reichen Atmosphären.
- Höhere Kriechstärke: 85 MPA und 800 ° C. (310S: 60 MPa) Und 40 MPA und 900 ° C., kritisch für tragende Komponenten (z.B., Ofenträger, Turbinenteile).
- Aggressive Umwelttoleranz: Widersteht Alkali/Nitridation in Zement-/Ammoniakanwendungen über die Siliziumverstärkungsskala.
Nachteile von AISI 314
- Komplexes Schweißen: Erfordert Vorheizen (200–300 ° C.) und PWHT für dicke Abschnitte, Erhöhung der Herstellungskosten um 20–30%.
- Niedrigere Duktilität: Reduzierte Dehnung (≥35%) Grenzen der kalten Form; besser für heißes Schmieden/Casting geeignet.
- Prämienkosten: 10–15% teurer aufgrund eines höheren Ni/Si -Inhalts; Begrenzte Verfügbarkeit für benutzerdefinierte Formen.
- Sigma -Phasenrisiko: Längerer Gebrauch >950° C kann die Duktilität durch Sigma -Phasenausfällung verringern.
10. Zusammenfassung Vergleichstabelle: SUS 310S vs. AISI 314 Edelstahl
Eigentum | Seine 310er | AISI 314 |
---|---|---|
Standardbezeichnung | Jis g4303 seine 310s | ASTM A240 / UNS S31400 |
Chrom (Cr) | 24.0–26,0% | 23.0–26,0% |
Nickel (In) | 19.0–22,0% | 19.0–22,0% |
Silizium (Und) | ≤ 1,50% | 1.50–3,00% (hoher SI für Oxidationsresistenz) |
Kohlenstoff (C) | ≤0,08 % (niedriger Kohlenstoff zur Verbesserung der Schweißbarkeit) | ≤ 0,25% (höherer Kohlenstoff für Kriechstärke) |
Zugfestigkeit (MPa) | ~ 550 MPa | ~ 620 MPA |
Streckgrenze (0.2% Offset) | ~ 205 MPa | ~ 240 MPa |
Verlängerung (%) | ≥ 40% | ≥ 30% |
Dichte (g/cm³) |
7.90 | 7.90 |
Schmelzbereich (°C) | 1398–1454 ° C. | 1400–1455 ° C. |
Wärmeleitfähigkeit (W/m · k @ 100 ° C.) | ~ 14.2 | ~ 16.3 |
Maximale Service -Temperatur (Oxidation) | ~ 1100 ° C. | ~ 1150 ° C. |
Oxidationsbeständigkeit | Exzellent (Gut für zyklische Bedingungen) | Vorgesetzter (aufgrund höherer Si) |
Vergaserwiderstand | Mäßig | Gut |
Schweißbarkeit | Exzellent (Niedriger Kohlenstoff minimiert die Sensibilisierung) | Gerecht (Höheres C kann heißes Knacken verursachen) |
Einfache Herstellung | Gut (Formulare und Schweißnähte leicht) | Gerecht (schwer zu formen und maschinell zu formen) |
Kriechwiderstand | Mäßig | Höher (Verbessert durch Kohlenstoff und Silizium) |
Typische Anwendungen | Wärmetauscher, Ofenteile, Schweißkomponenten | Ofentüren, unterstützt, Statische Hochteile |
Am besten geeignet für | Zyklische Erwärmung, Schweißsysteme | Verlängerte statische Umgebungen mit hohem Temperatur |
11. Abschluss
Im Hochtemperaturservice, Seine 310er Und AISI 314 Edelstahl liefern beide zuverlässige austenitische Leistung, Dennoch richten sie unterschiedliche Prioritäten.
Wählen 310S Bei Leichtigkeit der Herstellung, Mit kohlenstoffarme Sensibilisierungsregelung, und mäßiger Kriechwiderstand reicht aus.
Entscheiden Sie sich für 314 Wenn zyklische Oxidationsresistenz, Siliziumverstärkte Skalenstärke, und erhöhte Kriechdauer dominieren Ihre Designkriterien.
Durch Ausrichtung der Legierungsauswahl mit Ihrer Betriebstemperatur, Atmosphäre, und Schweißstrategie, Sie werden die Lebensdauer der Komponenten maximieren, Minimieren Sie die Wartung, und sicher sicherstellen, effizienter Anlagenbetrieb.
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FAQs
Was ist besser?, SUS 310S oder BEG 314 Edelstahl?
Die Antwort hängt von der Anwendung ab. Seine 310er ist besser für Anwendungen, die häufiges Wärmeradfahren betreffen, Schweißen, und Herstellung,
aufgrund seiner Niedriger Kohlenstoffgehalt, Dies verbessert die Schweißbarkeit und verringert das Risiko einer intergranulären Korrosion.
Auf der anderen Seite, AISI 314 ist besser für statische Komponenten geeignet, die ausgesetzt sind extrem hohe Temperaturen (bis zu 1150 °C), Danke an sein höherer Silizium- und Kohlenstoffgehalt, die überlegene Oxidation und Kriechbeständigkeit liefern.
Zusammenfassend:
- Wählen Sie SUS 310S für Vielseitigkeit, Schweißbarkeit, und zyklische thermische Bedingungen.
- Wählen Sie AISI 314 Für kontinuierliche Hochtemperaturumgebungen und verbesserte Oxidationsresistenz.
Was dauert länger: SUS 310S oder BEG 314?
In zyklische thermische Bedingungen oder geschweißte Systeme, Seine 310er weist aufgrund ihres Widerstands gegen Sensibilisierung und thermischer Müdigkeit typischerweise eine längere Lebensdauer auf.
Jedoch, In trocken, Hochtemperaturstatische Umgebungen, AISI 314 kann SUS 310s übertreffen, da sein höherer Siliziumgehalt überlegene Oxidationsbeständigkeit und Skala -Adhäsion bietet.
Langlebigkeit hängt davon ab:
- Temperaturbereich
- Umweltbedingungen (Oxidation, Kohlensäure, usw.)
- Mechanische Spannungs- und Herstellungsmethoden
Warum wird Sus 310s gegenüber AISI bevorzugt? 314 in geschweißten Strukturen?
Seine 310er enthält ≤ 0,08% Kohlenstoff, signifikant Reduzierung der Bildung von Chromcarbiden bei Korngrenzen während des Schweißens.
Dies verbessert die Resistenz gegen intergranuläre Korrosion, vor allem im Hochtemperaturservice.
Im Gegensatz, AISI 314 hat einen höheren Kohlenstoffgehalt (bis zu 0.25%), was dazu führen kann Sensibilisierung und heißes Knacken Während des Schweißens, sofern nicht sorgfältig mit geeigneten Wärmebehandlungen nach dem Schweigen kontrolliert werden.
Daher, SUS 310S ist oft die Legierung der Wahl für Herstellungen oder Feldverletzungen.
Warum ist Aisi 314 Über SUS 310S für extrem hohe Temperaturen ausgewählt?
AISI 314 enthält 1.5–3,0% Silizium, im Vergleich zu ≤ 1,5% in SUS 310Ss.
Dieses erhöhte Silizium verbessert sich Oxidationsbeständigkeit und erlaubt AISI 314 Schutz der Schutzskala -Adhäsion bei Aufrechterhaltung Temperaturen bis 1150 °C,
Damit ist es ideal für Industrieöfen, Heizungselemente, und hohe Abgaser.
Darüber hinaus, Der höhere Kohlenstoffgehalt trägt zu einer verbesserten Kriechstärke unter längerem Stress.
Das macht AISI 314 ein starker Kandidat für statisch, langfristige Exposition bei oxidierenden oder trockenen Atmosphären.
Kann Sus 310s vs. AISI 314 austauschbar verwendet werden?
Während sie eine ähnliche Basischemie haben und beide zur Familie der Austenitischen Edelstahl -Familie gehören, Austauschbarkeit ist begrenzt.
In Anwendungen, die Schweiß- oder Wärmelkreislauf erfordern, SUS 310S ist zuverlässiger.
Umgekehrt, In Hochtemperatur-oxidationskritischen Anwendungen, AISI 314 sollte priorisiert werden. Ingenieure müssen bewerten:
- Servicetemperatur
- Expositionsumgebung
- Mechanische Belastung
- Herstellungsanforderungen
Beziehen Sie sich immer auf die Relevanten technische Standards und Sicherheitsfaktoren Vor dem Ersetzen einer Klasse für die andere.