SUS 310S 대. 아이시 314 스테인레스 스틸

1. 소개

고온 공학 영역에서, 권리를 선택합니다 스테인레스 스틸 합금은 내구성을 보장하는 데 중요합니다, 안전, 그리고 효율성.

이 공간에서 두 명의 저명한 경쟁자가 있습니다 310 년대 그리고 아이시 314 스테인레스 스틸, 극심한 열과 부식성 환경에 대한 저항으로 축하.

이 기사는 자세한 내용을 제공합니다, 이 합금의 데이터 중심 비교, 화학 성분을 탐구합니다, 기계적 성질, 및 실제 응용 프로그램.

그들의 강점을 해부함으로써, 제한, 기술적 뉘앙스, 엔지니어와 재료 과학자는 석유 화학에서 발전에 이르는 산업의 성과를 최적화하기 위해 정보에 입각 한 결정을 내릴 수.

2. 지정 및 명명법

기원과 표준

• 310 년대 다음을 따릅니다 일본산업표준 (그냥 G4303), 여기서 "SUS"는 구조적 사용을 위해 스테인레스 스틸을 나타냅니다.
  그것은 그것과 일치합니다 ASTM 310S (UNS S31008), 저탄소 변형 310 시리즈, 최대 탄소 함량이 있습니다 0.08% 용접 성을 향상시키기 위해.
• 아이시 314 준수합니다 ASTM A240/A276 (미국 S31400), 심각한 고온 서비스를 위해 설계된 미국 사양.
  그 이름은 아메리칸 아이언 앤 스틸 연구소 (아이시), 실리콘이 풍부한 조성물을 강조합니다 (1.5–2.5%) 우수한 산화 저항.

글로벌 등가

3. 화학 성분 및 합금 철학

주요 차이점과 철학적 의미:

• 310 년대 강조합니다 하위 탄소 콘텐츠, 어디에서 응용 프로그램을 대상으로합니다 용접성 그리고 변수 부식에 대한 저항 우선 순위입니다.
  열 시스템의 구조 구성 요소에 균형 잡힌 성능을 제공합니다..
• 아이시 314 향상에 대한 이동은 향상됩니다 산화 및 스케일링 저항, 활용 더 높은 실리콘 그리고 적당한 탄소,
  더 적합하게 만듭니다 순환 열 부하 그리고 기화 환경.

4. SUS 310S 대 AISI의 물리적 및 열적 특성 314 스테인레스 스틸

두 합금 모두 거의 동일한 밀도와 녹는 범위를 공유합니다, 비슷한 기본 화학을 반영합니다.

하지만, 크리프 파열 강도와 열 사이클링에서 AISI 314의 약간의 가장자리는 실리콘 함량이 높아집니다., 보다 보호 된 실리카가 풍부한 산화물 스케일을 형성합니다.

거꾸로, SUS 310S는 약간 높은 열전도율을 제공합니다, 용광로 비품의 열 소산 지원.

5. SUS 310S 대 기계적 특성. 아이시 314 스테인레스 스틸

SUS 310S 및 AISI 314 스테인레스 스틸은 열 응력 하에서 기계적 무결성을 유지하도록 설계된 고온 오스테 나이트 스테인리스 강입니다..

그들의 기준선 실온 특성은 비슷합니다, 실리콘 및 탄소 함량과 같은 조성 요인으로 인해 높은 온도에 장기간 노출되면 주요 차이가 나타납니다..

테이블: 실내 및 온도 상승의 비교 기계적 특성

6. 부식 및 산화 저항

산화 거동

• 310에스 연속적인 산화에 저항합니다 1150℃ 공중에서, 얇은 크 인 스케일 형성. 건조하게 뛰어납니다, 열처리 오븐과 같은 비 황화 환경.
• 314 한도를 푸시합니다 1200℃, 주기적 난방에서 스칼링 및 두껍게하는 Sio₂ -cr₂o₃ 스케일로 (예를 들어, 시멘트 가마 예선자).

공격적인 환경

• 기화 기화: 314실리콘은 탄소 확산을 억제합니다, 그것을 만드는 30% 공동 분위기에서 310 초보다 더 저항력이 있습니다 (예를 들어, 석유 화학 개혁가).
• 황화: HingS- 함유 가스에서, 314sioer 층은 장벽 역할을합니다, 서비스 수명 확장 25% 정유소 용광로의 310과 비교.
• 질화: 두 합금 모두 잘 작동합니다, 그러나 314의 높은 니켈 함량은 암모니아 합성 원자로에서 한계 우월성을 제공합니다..

표면 처리

• 패시베이션: 둘 다 질산 패시베이션의 혜택을 받고 자유 철을 제거하고 부식 저항을 향상시킵니다..
• 코팅: 314 황화 환경에서 추가 보호를 위해 알루미니 화를 겪을 수 있습니다, 310은 종종 적당한 조건에 대해 고유 한 산화물 층에 의존합니다..

7. SUS 310S 대 용접성 및 제조. 아이시 314 스테인레스 스틸

SUS 310 및 AISI의 용접 성 및 제조 특성 314 스테인레스 스틸은 산업 채택에서 중추적 인 역할을합니다., 고온 응용 프로그램에는 종종 복잡한 형성이 필요합니다, 합류, 그리고 기계로 가공.

용접성: 도전과 모범 사례

두 합금은 오스테 나이트 스테인레스 스틸 패밀리에 속합니다, 일반적으로 단일 상 미세 구조로 인해 좋은 용접성을 제공합니다..

하지만, 그들의 별개의 화학적 조성, 특히 탄소 (기음) 그리고 실리콘 (그리고)- 용접 거동에서 주목할만한 불일치를 창출하십시오.

310 년대: 용접성 챔피언

• 저탄소 이점:
  최대 탄소 함량이 있습니다 0.08% (대. 0.25% AISI에서 314), SUS 310S는 크롬 카바이드의 형성을 최소화한다 (m ₂₃cl) 열 영향 구역에서 (위험요소).
  이것은 위험을 줄입니다 감작, 크롬 고갈로 인해 입자 경계가 부식성을 잃는 현상.

• • 용접 공정: 가스 텅스텐 아크 용접 (GTAW/TIG) 및 가스 금속 아크 용접 (gmaw/mig) 선호된다,
    ~와 함께 310l Filer Metal (미국 S31003, ≤0.03% c) 부식성과 일치하고 탄화물 침전을 방지하는 데 사용됩니다.
  • 웰드 후 치료: 강의 후 열처리가 없음 (PWHT) 대부분의 응용 프로그램에는 필요합니다, 두꺼운 부분의 경우에도 (≥10 mm),
    퍼니스 튜브 네트워크와 같은 현장 수리 및 복잡한 어셈블리에 이상적.

• 용접 조인트 성능:
  310 초의 용접 된 조인트 기본 금속의 인장 강도의 90% 이상 실온에서 80% 800 ° C에서, 신장 값이 부모 자료와 일치합니다 (≥40%).
  이 신뢰성은 석유 화학 개혁자를위한 용접 열교환 기에서의 사용을 지원합니다..

아이시 314: 탄화물 형성 및 뜨거운 균열 관리

• 더 높은 탄소 및 실리콘 문제:
  그만큼 0.25% 최대 탄소 및 1.5–2.5% 실리콘 IN 314 가능성을 높이십시오 해초 카바이드 형성 그리고 뜨거운 크래킹 용접 중.
  규소, 고온 척도 형성에 중요합니다, 또한 합금의 액체 온도를 낮 춥니 다, 용접 풀에서 마이크로 분리 위험 생성.

• • 예열 요구 사항: 예열 200–300 ° C 용접 전 열 응력과 느린 냉각 속도를 줄이기 전에, 시그마 단계 최소화 (Fe-Cr) HAZ에서의 강수.
  • 필러 금속 선택: 사용 314-특정 필러 금속 (예를 들어, ER314) 또는 310 형 필러 (ER310) 기본 금속의 크롬 및 니켈 함량과 일치합니다, 일관된 고온 강도 보장.
  • 용접 후 열처리 (PWHT): 두꺼운 섹션에 필수적입니다 (>15 mm),
    솔루션 어닐링을 포함합니다 1050–1100 ° C 탄화물을 재분산하고 연성을 회복하기 위해 빠른 냉각.
    이것은 추가됩니다 20제조 시간에 –30% 310에 비해.

• 용접 조인트 성능:
  적절하게 열 처리 된 용접 314 성취하다 95% 900 ° C에서 기본 금속의 크리프 강도, 그러나 PWHT를 무시하는 것은 이것을 줄일 수 있습니다 70%,
  Kiln 지원 빔과 같은로드 베어링 구성 요소의 장기 고장 위험 증가.

제작: 형성, 가공, 열처리

냉간 성형: 연성은 유용성을 지시합니다

• 310 년대:
  신장으로 ≥40% 어닐링 된 상태에서, 310s는 깊은 그림과 같은 냉간 형성 과정에서 탁월합니다, 스탬핑, 그리고 롤 벤딩.
  중간 어닐링없이 퍼니스 팬 블레이드 또는 열교환 기 핀과 같은 복잡한 모양을 쉽게 형성합니다., 두께조차도까지 5 mm.

• • 예: 90 ° 굽힘 반경이 1.5 배의 두께가 유지되는 310 년대 용광로 배플 95% 형성된 연성의, 진동 내성 응용 분야에 중요합니다.

• 아이시 314:
  신장이 약간 낮습니다 (≥35%) 그리고 더 높은 실리콘-유도 된 고체 용액 경화.
  10-15% 더 높은 형성력이 필요합니다, 심한 감기 작업 (예를 들어, >20% 절감) 포스트 형식의 어닐링이 필요할 수 있습니다 1050℃ 연성을 회복합니다, 부품 생산에 복잡성을 추가합니다.

뜨거운 일: 온도 및 툴링 고려 사항

• 단조 및 뜨거운 롤링:

• • 310에스: 위조 1100–1200 ° C, 시그마 위상 형성을 피하기 위해 좁은 작업 범위로 (950 ° C 이상).
    바 및 플레이트와 같은 열정 된 제품은 균일 한 입자 크기를 나타냅니다. (ASTM NO. 6–7), 후속 가공에 이상적입니다.
  • 314: 더 높은 단조 온도가 필요합니다 (1150–1250 ° C) 실리콘이 강화 된 뜨거운 경도로 인해, 에너지 소비 증가 15% 그리고 도구 마모 20%.
    포스트 포깅, 급속 냉각 (물 또는 공기) 시그마 위상 강수량을 방지하는 데 중요합니다.

• 가공성:
  두 합금은 가공 중에 작업 경화가 발생하기 쉽습니다, 그러나 314의 높은 실리콘 함량은 도구 마모를 악화시킵니다.
  사용 코발트 기반 탄화물 도구 높은 갈퀴 각도로 (15–20 °) 열을 관리하기위한 풍부한 냉각제:

• • 310에스: 가공 속도 50–70 m/me 작업 전환, RA 1.6–3.2 μm의 표면 마감으로 적절한 윤활을 통해 달성 할 수 있습니다..
  • 314: 감소 40–60 m/me 도구 벗기기를 최소화합니다, 가공 시간 증가 25% 동등한 기능의 경우.

열처리: 어닐링과 스트레스 해소

• 용액 어닐링:

• • 두 합금 모두 가열이 필요합니다 1050–1150 ° C 카바이드를 용해시키고 미세 구조를 균질화하기 위해 담금질.
    310S는 완전 연화를 달성합니다 (≤187 HB) 이 과정으로, ~하는 동안 314 ≤201 HB에 도달합니다, 경도와 연성 균형.

• 스트레스 해소:
  용접 부품의 경우, 스트레스 해소 850–900 ° C 1-2 시간 동안 탄화물 침전을 촉진하지 않고 잔류 응력을 줄입니다., 310 년대 보일러 헤더에서 일반적인 관행 314 가마 괄호.

8. SUS 310S 대 전형적인 응용. 아이시 314 스테인레스 스틸

고온 환경에서, 올바른 스테인레스 스틸 합금을 선택하면 작동 안전에 직접 영향을 줄 수 있습니다., 유지 보수 간격, 전반적인 시스템 수명.

SUS 310S 및 AISI 314 스테인레스 스틸, 두 오스테 나이트 스테인레스 스틸은 우수한 내열성을 갖는 강철, 다양한 산업에서 널리 사용됩니다.

하지만, 각 합금은 특정 응용 분야에 더 적합한 독특한 강점을 나타냅니다..

SUS 310S 스테인리스 스틸의 응용

산업 부문: 석유 화학 및 정제

애플리케이션: SUS 310은 일반적으로 용광로 개혁에 사용됩니다, 빛나는 튜브, 및 에틸렌 크래킹 코일.

고온 강도와 우수한 용접 성의 조합은 산화 조건에서 작동하는 정적 및 제조 된 구성 요소에 적합합니다..

산업 부문: 발전

애플리케이션: 이 합금은 과열기 튜브에 사용됩니다, 열교환기, 보일러 구성 요소,

열 순환 및 크리프 변형에 대한 저항이 시간이 지남에 따라 일관된 성능을 보장하는 경우.

산업 부문: 야금 및 열처리

애플리케이션: SUS 310은 용광로 머플리에 널리 적용됩니다, 레토르트, 버너 노즐.

연속 가열에서 구조적 무결성을 유지합니다, 저탄소 함량은 용접 또는 확장 서비스 중 감작의 위험을 줄입니다..

산업 부문: 시멘트 및 세라믹 제조

애플리케이션: 로타리 가마와 열 방패, SUS 310은 우수한 산화 저항성을 제공합니다, 열 충격 및 진동을 견딜 수있는 충분한 기계적 유연성과 함께.

산업 부문: 폐기물 소각

애플리케이션: 연도 가스 덕트 및 애쉬 취급 시스템과 같은 부품은 SUS 310S의 산성 가스 및 고온 연소 잔류 물의 부식에 저항하는 능력의 이점.

산업 부문: 제조 및 용접 툴링

애플리케이션: 용접 성과 뒤틀림에 대한 저항으로 인해, SUS 310은 지그에게 선호됩니다, 용접 비품, 열 응력에 노출 된지지 구조.

AISI의 응용 314 스테인레스 스틸

산업 부문: 산업 용광로

애플리케이션: 아이시 314 용광로 문에서 광범위하게 사용됩니다, 빛나는 패널, 가열 요소가 지원합니다,

및 괄호. 실리콘 함량이 높을수록 온도를 초과하는 온도에서 산화 및 금속 먼지에 대한 저항력을 향상시킵니다. 1100 ℃.

산업 부문: 유리 및 세라믹 가공

애플리케이션: 열전대 방지 튜브 및 배치 오븐 라이닝 AISI 314 극심한 열과 부식성 오프 가스에 장기간 노출을 견딜 수 있습니다.

산업 부문: 철강 제조

애플리케이션: 이 합금은 고온 용광로 레일에서 안정적으로 수행합니다, 스키드 빔, 그리고 몸을 담그는 구덩이 덮개, 스케일 저항과 기계적 강도가 모두 필수적입니다.

산업 부문: 열 처리 장비

애플리케이션: 어닐링 상자에, 빛나는 지원, 및 기화실,

AISI 314의 기화 및 질화에 대한 우수한 저항성은 화학적으로 공격적으로 긴 서비스 수명을 제공합니다., 고열 환경.

산업 부문: 배기 및 배출 제어

애플리케이션: 아이시 314 촉매 변환기 쉘에 사용됩니다, 연도 덕트,

그리고 열 산화 및 배기 가스 부식을 견딜 수있는 능력으로 인해 디젤 및 가스 터빈 배기 시스템 내의 열 장벽.

산업 부문: 화학 및 에너지 부문

애플리케이션: 또한 석탄 가스화 시스템 및 Syngas 원자로의 구성 요소에 대해 선택됩니다., 고온에서의 산화 저항과 구조적 신뢰성이 중요합니다..

9. SUS 310S vs의 장점과 단점. 아이시 314 스테인레스 스틸

310 년대 (그냥 G4303 / UNS S31008)

SUS 310의 장점

• 우수한 용접성: 저탄소 (0.08% 이하) 탄화물 침전을 최소화합니다, 웰드 후 열처리 제거 (PWHT) 대부분의 응용 프로그램.
• 비용 효율적: 10–15%보다 저렴합니다 314 낮은 Ni/Si 컨텐츠로 인해; 적당한 열에서 대규모 사용에 이상적입니다 (800–1100 ° C).
• 우수한 냉간 형성성: 높은 연성 (≥40% 신장) 어닐링없이 스탬핑/롤링을 통해 복잡한 모양을 가능하게합니다.
• 산화 저항: 건조 공기/CO에 최대 1150 ° C의 안정적인 크 인 스케일, 열처리 용광로 및 용접 구조에 적합합니다.

SUS 310의 단점

• 낮은 혹시 강도: 크리프 파열 강도 ~ 37.5%보다 낮습니다 314 900 ° C에서 (25 MPA 대. 40 MPa).
• 기화/황화에 취약합니다: 공격적인 환경에서 탄소/황 유입에 대한 저항력이 적습니다 (예를 들어, 석탄 가스화제, 정유소).
• 제한된 순환 내열 저항: 상부 온도 한계에서 스폴링을 스케일링하기 쉽습니다, 심한 열 순환에 적합하지 않습니다.

아이시 314 (ASTM A240 / 미국 S31400)

AISI의 장점 314

• 극도의 내열: sio₂ -cr₂o₃ 스케일로 최대 1200 ° C로 작동합니다, 50° C 310 초보다 높습니다; HATS/공동 풍부한 대기에서 황화/기화에 대한 우수한 저항.
• 더 높은 크리프 강도: 85 MPA 및 800 ℃ (310에스: 60 MPa) 그리고 40 MPA 및 900 ℃, 로드 베어링 구성 요소에 중요합니다 (예를 들어, Kiln은 지원합니다, 터빈 부품).
• 공격적인 환경 공차: 실리콘 강화 스케일을 통해 시멘트/암모니아 응용 분야에서 알칼리/질화에 저항합니다.

AISI의 단점 314

• 복잡한 용접: 예열이 필요합니다 (200–300 ° C) 두꺼운 섹션의 경우 PWHT, 제조 비용 증가 20-30%.
• 낮은 연성: 신장 감소 (≥35%) 콜드 형성을 제한합니다; 뜨거운 단조/캐스팅에 더 적합합니다.
• 프리미엄 비용: 10NI/SI 함량이 높기 때문에 –15% 더 비쌉니다; 사용자 정의 모양에 대한 제한된 가용성.
• 시그마 단계 위험: 장기간 사용 >950° C는 시그마 상 강수량을 통해 연성을 감소시킬 수 있습니다.

10. 요약 비교 표: SUS 310S 대. 아이시 314 스테인레스 스틸

11. 결론

고온 서비스에서, 310 년대 그리고 아이시 314 스테인레스 스틸은 모두 안정적인 오스테 나이트 성능을 제공합니다, 그러나 그들은 다른 우선 순위를 충족시킵니다.

선택하다 310에스 제조가 쉬울 ​​때, 저탄소 감작 제어, 그리고 적당한 크리프 저항으로 충분합니다.

선택하다 314 순환 산화 저항이있을 때, 실리콘 강화 스케일 강도, 그리고 높은 크리프 내구력은 당신의 설계 기준을 지배합니다.

합금 선택을 작동 온도와 정렬하여, 대기, 및 용접 전략, 구성 요소 수명을 극대화합니다, 유지 보수를 최소화합니다, 그리고 안전을 보장하십시오, 효율적인 식물 운영.

Deze 선택은 장기적이고 신뢰할 수있는 고온 솔루션을 선택한다는 의미.

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자주 묻는 질문

어느 것이 더 낫습니까?, SUS 310S 또는 구걸 314 스테인레스 스틸?

답은 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 310 년대 빈번한 열 사이클링과 관련된 응용 분야에 더 좋습니다, 용접, 그리고 제작,

그로 인해 저탄소 함량, 용접 성을 향상시키고 편집 부식의 위험을 줄입니다..

반면에, 아이시 314 노출 된 정적 구성 요소에 더 적합합니다 매우 높은 온도 (최대 1150 ℃), 감사합니다 더 높은 실리콘 및 탄소 함량, 우수한 산화 및 크리프 저항성을 제공합니다.

요약하면:

• SUS 310을 선택하십시오 다양성을 위해, 용접성, 그리고 주기적 열 조건.
• AISI를 선택하십시오 314 지속적인 고온 환경 및 향상된 산화 저항의 경우.

더 오래 지속되는 것: SUS 310S 또는 구걸 314?

~ 안에 순환 열 조건 또는 용접 시스템, 310 년대 일반적으로 감작 및 열 피로에 대한 저항으로 인해 서비스 수명이 길어집니다..

하지만, ~에 마른, 고온 정적 환경, 아이시 314 실리콘 함량이 높기 때문에 SU 310을 능가 할 수 있습니다..

장수는에 달려 있습니다:

• 온도 범위
• 환경 조건 (산화, 기화, 등.)
• 기계적 응력 및 제조 방법

SUS 310이 AISI보다 선호되는 이유는 무엇입니까? 314 용접 구조?

310 년대 포함 ≤0.08% 탄소, 용접 중 곡물 경계에서 크롬 탄화물의 형성을 크게 감소시킵니다..

이것은 편 부식에 대한 저항을 향상시킵니다, 특히 고온 서비스에서.

대조적으로, 아이시 314 탄소 함량이 높습니다 (최대 0.25%), 이는 다음으로 이어질 수 있습니다. 감작 및 뜨거운 균열 적절한 weld 후 열처리로 조심스럽게 제어되지 않는 한 용접 중에.

따라서, SUS 310은 종종 선택의 합금입니다 제작 또는 필드 용기 어셈블리.

왜 AISI인가 314 매우 높은 온도를 위해 SUS 310에서 선택하십시오?

아이시 314 포함 1.5–3.0% 실리콘, SUS 310에서 ≤1.5%에 비해.

이 높은 실리콘이 향상됩니다 내산화성 AISI를 허용합니다 314 보호 스케일 접착력을 유지합니다 최대 온도 1150 ℃,

이상적으로 만드는 것 산업 용광로, 히터 요소, 그리고 높은 템기 배기.

게다가, 탄소 함량이 높을수록 개선에 기여합니다 크리프 강도 연장 된 스트레스하에.

이것은 Aisi를 만듭니다 314 강력한 후보 공전, 산화 또는 건조한 대기에서의 장기 노출.

310S 대. 아이시 314 서로 바꿔서 사용하다?

비슷한 기본 화학을 공유하고 둘 다 오스테 나이트 스테인리스 스틸 패밀리에 속합니다., 상호 교환 성이 제한적입니다.

용접 또는 열 사이클링이 필요한 응용 분야에서, SUS 310은 더 신뢰할 수 있습니다.

거꾸로, 고온 산화 크리티컬 응용 분야에서, 아이시 314 우선 순위를 정해야합니다. 엔지니어는 평가해야합니다:

• 서비스 온도
• 노출 환경
• 기계적 하중
• 제조 요구 사항

항상 관련성을 참조하십시오 엔지니어링 표준 및 안전 요인 한 등급을 다른 등급으로 대체하기 전에.