SUS 310S vs.. Aisi 314 Rustfritt stål

1. Introduksjon

I riket med høye temperaturteknikk, velge riktig rustfritt stål Legering er avgjørende for å sikre holdbarhet, sikkerhet, og effektivitet.

To fremtredende utfordrere i dette rommet er Det er 310 -tallet og Aisi 314 rustfritt stål, Feiret for deres motstand mot ekstrem varme og etsende miljøer.

Denne artikkelen leverer en detaljert, Datadrevet sammenligning av disse legeringene, Utforske deres kjemiske sammensetning, Mekaniske egenskaper, og applikasjoner i den virkelige verden.

Ved å dissekere styrkene sine, begrensninger, og tekniske nyanser, Ingeniører og materielle forskere kan ta informerte beslutninger for å optimalisere ytelsen i bransjer som spenner fra petrokjemikalier til kraftproduksjon.

2. Betegnelse og nomenklatur

Opprinnelse og standarder

• Det er 310 -tallet følger Japansk industriell standard (Bare G4303), der "sus" betegner rustfritt stål for strukturell bruk.
  Det stemmer overens med ASTM 310s (UNS S31008), en lavkarbonvariant av 310 serie, med et maksimalt karboninnhold i 0.08% for å forbedre sveisbarheten.
• Aisi 314 holder seg til ASTM A240/A276 (US S31400), En amerikansk spesifikasjon designet for alvorlig høye temperaturtjeneste.
  Navnet stammer fra American Iron and Steel Institute (Aisi), understreker den silisiumrike komposisjonen (1.5–2,5%) for overlegen oksidasjonsmotstand.

Globale ekvivalenter

3. Kjemisk sammensetning og legeringsfilosofi

Sentrale forskjeller og filosofiske implikasjoner:

• Det er 310 -tallet understreker Nedre karbon innhold, Målretting av applikasjoner hvor sveisbarhet og Motstand mot intergranulær korrosjon er prioriteringer.
  Det tilbyr balansert ytelse for strukturelle komponenter i termiske systemer.
• Aisi 314 skifter fokus mot forbedret oksidasjon og skaleringsmotstand, utnytte Høyere silisium og Moderat karbon,
  gjør det mer egnet for Sykliske termiske belastninger og forgassende miljøer.

4. Fysiske og termiske egenskaper til SUS 310s vs aisi 314 Rustfritt stål

Begge legeringene deler nesten identisk tetthet og smelteområder, gjenspeiler deres lignende basekjemi.

Imidlertid, AISI 314s svake kant i krypbruddstyrke og termisk sykling skylder det forhøyede silisiuminnholdet, som danner en mer beskyttende silika-rik oksidskala.

Motsatt, SUS 310 -tallet tilbyr marginalt høyere termisk ledningsevne, Hjelpende varmeavledning i ovnens inventar.

5. Mekaniske egenskaper til SUS 310s vs. Aisi 314 Rustfritt stål

Sus 310s og Aisi 314 Rustfritt stål er begge høye temperaturer austenittisk rustfritt stål designet for å opprettholde mekanisk integritet under termisk spenning.

Mens deres grunnleggende romtemperaturegenskaper er like, Viktige forskjeller dukker opp under langvarig eksponering for forhøyede temperaturer på grunn av komposisjonsfaktorer som silisium og karboninnhold.

Bord: Sammenlignende mekaniske egenskaper ved rom og forhøyede temperaturer

6. Korrosjon og oksidasjonsmotstand

Oksidasjonsatferd

• 310S motstår kontinuerlig oksidasjon opp til 1150° C. i luft, danner en tynn cr₂o₃ -skala. Det utmerker seg i tørr, Ikke-svoveløse miljøer som varmebehandlingsovner.
• 314 skyver grensen til 1200° C., med sin sio₂-cr₂o₃-skala motstand mot spalling og tykning i syklisk oppvarming (F.eks., Sementovnforvarmere).

Aggressive miljøer

• Forgasselse forgasselse: 314Silisium hemmer karbondiffusjon, gjør det 30% mer motstandsdyktig enn 310-tallet i medrike atmosfærer (F.eks., Petrokjemiske reformatorer).
• Sulfidering: I H₂s-holdige gasser, 314Sitt sio₂ -lag fungerer som en barriere, forlenger levetiden av 25% Sammenlignet med 310 -er i raffineriovner.
• Nitridasjon: Begge legeringene fungerer bra, Men 314s høyere nikkelinnhold tilbyr marginal overlegenhet i ammoniakksyntese reaktorer.

Overflatebehandlinger

• Passivering: Begge drar nytte av salpetersyre passivasjon for å fjerne fritt jern og forbedre korrosjonsmotstanden.
• Belegg: 314 Kan gjennomgå aluminiserende for ekstra beskyttelse i sulfidmiljøer, Mens 310 -tallet ofte er avhengig av det iboende oksydlaget for moderate forhold.

7. Sveisbarhet og fabrikasjon av SUS 310s vs. Aisi 314 Rustfritt stål

Sveisbarhets- og fabrikasjonsegenskapene til SUS 310s og AISI 314 Rustfritt stål spiller en sentral rolle i deres industrielle adopsjon, Ettersom applikasjoner med høy temperatur ofte krever kompleks forming, Bli med, og maskinering.

Sveisbarhet: Utfordringer og beste praksis

Begge legeringene tilhører den austenittiske rustfrie stålfamilien, som generelt gir god sveisbarhet på grunn av deres enfasemikrostruktur.

Imidlertid, Deres distinkte kjemiske sammensetninger - spesielt karbon (C) og silisium (Og)- Lag bemerkelsesverdige forskjeller i sveiseatferd.

Det er 310 -tallet: Sveisbarhetsmesteren

• Lav karbonfordel:
  Med et maksimalt karboninnhold i 0.08% (vs. 0.25% i Aisi 314), SUS 310 -tallet minimerer dannelsen av kromkarbider (M₂₃c₆) I den varme-berørte sonen (Haz).
  Dette reduserer risikoen for sensibilisering, Et fenomen der korngrenser mister korrosjonsbestandighet på grunn av kromutarming.

• • Sveiseprosesser: Gassvolframsveising (GTAW / Turn) og gassmetallbue sveising (GMAW/MIG) er å foretrekke,
    med 310L Filer Metal (US S31003, ≤0,03% c) Brukes til å matche korrosjonsbestandighet og forhindre nedbør av karbid.
  • Etter sveisbehandling: Ingen obligatorisk varmebehandling etter sveis (PWHT) kreves for de fleste applikasjoner, Selv for tykke seksjoner (≥10 mm),
    Gjør det ideelt for reparasjoner på stedet og komplekse forsamlinger som ovnrørnettverk.

• Sveiseledd ytelse:
  Sveisede skjøter i 310 -tallet beholder ≥90% av basens strekkfasthet ved romtemperatur og 80% ved 800 ° C., med forlengelsesverdier som samsvarer med overordnet materiale (≥40%).
  Denne påliteligheten støtter bruken av den i sveisede varmevekslere for petrokjemiske reformatorer.

Aisi 314: Håndtere karbiddannelse og varm sprekker

• Høyere karbon- og silisiumutfordringer:
  De 0.25% maksimalt karbon og 1,5–2,5% silisium i 314 øke sannsynligheten for HAZ -karbiddannelse og varm sprekker under sveising.
  Silisium, mens det er kritisk for dannelse av høy temperatur, senker også legeringens Liquidus -temperatur, skape mikrorosegregeringsrisiko i sveisebassenget.

• • Forvarmingskrav: Forvarm til 200–300 ° C. Før sveising for å redusere termisk stress og langsom kjølehastighet, minimere Sigma -fasen (Fe-Cr) nedbør i Haz.
  • Filler Metal Selection: Bruk 314-Spesifikt fyllstoffmetall (F.eks., ER314) eller 310-typen fyllstoff (ER310) For å matche basens metalls krom- og nikkelinnhold, Sikre jevn høye temperaturstyrke.
  • Etter sveis varmebehandling (PWHT): Viktig for tykke seksjoner (>15 mm),
    involverer løsning med annealing ved 1050–1100 ° C. etterfulgt av rask avkjøling til redissolve karbider og gjenopprette duktilitet.
    Dette legger til 20–30% til fabrikasjonstid sammenlignet med 310 -tallet.

• Sveiseledd ytelse:
  Riktig varmebehandlede sveiser i 314 oppnå 95% av basismetallets krypstyrke ved 900 ° C, Men å forsømme PWHT kan redusere dette til 70%,
  Øke risikoen for langvarig svikt i bærende komponenter som ovnstøttebjelker.

Fabrikasjon: Danner, Maskinering, og varmebehandling

Kaldforming: Duktilitet dikterer brukervennlighet

• Det er 310 -tallet:
  Med en forlengelse av ≥40% i annealert tilstand, 310S utmerker seg i kaldformingsprosesser som dyp tegning, stempling, og rulle bøying.
  Det danner lett intrikate former som ovnvifteblader eller varmevekslerfinner uten mellomliggende annealing, Selv for tykkelser opp til 5 mm.

• • Eksempel: En ovnsbaffel med 310 -talls med en 90 ° bøyradius på 1,5x tykkelse opprettholder 95% av den som er dannede duktilitet, kritisk for vibrasjonsresistente applikasjoner.

• Aisi 314:
  Litt lavere forlengelse (≥35%) og høyere silisiumindusert fast løsning herding gjør kald forming mer utfordrende.
  Det krever 10–15% høyere formingskrefter, og alvorlig forkjølelse (F.eks., >20% reduksjon) kan nødvendiggjøre postdannende annealing ved 1050° C. For å gjenopprette duktilitet, Legger til kompleksitet til delproduksjon.

Varmt arbeid: Temperatur og verktøyhensyn

• Smiing og varm rulling:

• • 310S: Smie på 1100–1200 ° C., med et smalt arbeidsområde for å unngå Sigma -fasedannelse (Over 950 ° C.).
    Hot-rullede produkter som barer og plater viser ensartet kornstørrelse (ASTM nr. 6–7), Ideell for påfølgende maskinering.
  • 314: Krever høyere smiingstemperaturer (1150–1250 ° C.) På grunn av silisiumforsterket varm hardhet, øke energiforbruket av 15% og verktøyslitasje av 20%.
    Etter smelling, Rask avkjøling (vann eller luft) er kritisk for å forhindre nedbør av sigma fase.

• Maskinbarhet:
  Begge legeringene er utsatt for arbeidsherding under maskinering, Men 314s høyere silisiuminnhold forverrer verktøyets slitasje.
  Bruk koboltbaserte karbidverktøy med høye rakevinkler (15–20 °) og rikelig med kjølevæske for å håndtere varmen:

• • 310S: Maskinhastighet på 50–70 m/meg for å snu operasjoner, med en overflatefinish på RA 1,6–3,2 μm oppnåelig med riktig smøring.
  • 314: Redusert til 40–60 m/meg For å minimere verktøyet, Økende maskineringstid av 25% for tilsvarende funksjoner.

Varmebehandling: Annealing og stressavlastning

• Løsning annealing:

• • Begge legeringene krever oppvarming til 1050–1150 ° C. etterfulgt av slukking for å oppløse karbider og homogenisere mikrostrukturen.
    310S oppnår full mykgjøring (≤187 HB) med denne prosessen, mens 314 når ≤201 HB, Balanserende hardhet og duktilitet.

• Stressavlastning:
  For sveisede komponenter, stressavlastning kl 850–900 ° C. I 1–2 timer reduserer restspenninger uten å fremme karbidutfelling, en vanlig praksis i 310 -talls kjeleoverskrifter og 314 ovnbraketter.

8. Typiske anvendelser av SUS 310s vs. Aisi 314 Rustfritt stål

I miljøer med høy temperatur, Å velge riktig rustfritt stållegering kan direkte påvirke driftssikkerheten, Vedlikeholdsintervaller, og generell systemets levetid.

Sus 310s og Aisi 314 rustfritt stål, Begge austenittiske rustfrie stål med utmerket varmemotstand, er mye brukt i forskjellige bransjer.

Imidlertid, Hver legering viser unike styrker som gjør den mer egnet for spesifikke applikasjoner.

Bruksområder av SUS 310S rustfritt stål

Bransjesektor: Petrokjemisk og raffinering

Søknad: SUS 310s brukes ofte til å reformere ovner, Strålende rør, og etylenspakker spoler.

Kombinasjonen av høye temperaturstyrke og god sveisbarhet gjør den godt egnet for både statiske og fabrikerte komponenter som opererer under oksidasjonsforhold.

Bransjesektor: Kraftproduksjon

Søknad: Denne legeringen brukes i superheaterrør, Varmevekslere, og kjelekomponenter,

Der den.

Bransjesektor: Metallurgi og varmebehandling

Søknad: SUS 310s brukes mye i ovndemper, retorter, og brennerdyser.

Den opprettholder strukturell integritet under kontinuerlig oppvarming, og dets lite karboninnhold reduserer risikoen for sensibilisering under sveising eller utvidet service.

Bransjesektor: Sement og keramikkproduksjon

Søknad: I roterende ovner og varmeskjold, SUS 310s tilbyr utmerket oksidasjonsmotstand, Sammen med tilstrekkelig mekanisk fleksibilitet til å motstå termisk sjokk og vibrasjon.

Bransjesektor: Avfallsforbrenning

Søknad: Komponenter som røykgassekanaler og askehåndteringssystemer drar nytte av SUS 310s evne til å motstå korrosjon fra sure gasser og forbrenningsrester med høy temperatur.

Bransjesektor: Fabrikasjon og sveiseverktøy

Søknad: På grunn av dens sveisbarhet og motstand mot skjevhet, SUS 310s er foretrukket for jigs, sveisearmaturer, og støttende strukturer utsatt for termisk stress.

Søknader til Aisi 314 Rustfritt stål

Bransjesektor: Industrielle ovner

Søknad: Aisi 314 brukes mye i ovndører, Strålende paneler, Oppvarmingselement støtter,

og parentes. Det høyere silisiuminnholdet forbedrer motstanden mot oksidasjon og metallstøving ved temperaturer som overstiger 1100 ° C..

Bransjesektor: Glass og keramikkbehandling

Søknad: Termoelementbeskyttelsesrør og batchovnforinger laget av Aisi 314 Tåper langvarig eksponering for ekstrem varme og etsende avgasser.

Bransjesektor: Stålproduksjon

Søknad: Denne legeringen opptrer pålitelig i høye temperaturer skinner, Skidstråler, og soaking pit covers, Hvor både skala motstand og mekanisk styrke er essensiell.

Bransjesektor: Termisk prosessutstyr

Søknad: I annealingbokser, Strålende støtter, og forgassende kamre,

AISI 314s overlegne motstand mot forgassing og nitridasjon gir lang levetid i kjemisk aggressiv, Miljøer med høy varme.

Bransjesektor: Eksos- og utslippskontroll

Søknad: Aisi 314 brukes i katalytiske omformerskjell, røykkanaler,

og termiske barrierer innen diesel og gassturbin eksosanlegg på grunn av dens evne til å motstå varm oksidasjon og avgasskorrosjon.

Bransjesektor: Kjemisk og energisektor

Søknad: Det er også valgt for komponenter i kullgasifiseringssystemer og syngasreaktorer, Hvor dens oksidasjonsmotstand og strukturell pålitelighet ved høye temperaturer er kritiske.

9. Fordeler og ulemper med SUS 310s vs. Aisi 314 Rustfritt stål

Det er 310 -tallet (Bare G4303 / UNS S31008)

Fordeler med SUS 310s

• Overlegen sveisbarhet: Lavt karbon (≤0,08%) minimerer karbidutfelling, eliminere varmebehandling etter sveis (PWHT) for de fleste applikasjoner.
• Kostnadseffektiv: 10–15% billigere enn 314 På grunn av lavere Ni/Si -innhold; Ideell for storstilt bruk i moderat varme (800–1100 ° C.).
• Utmerket kald formbarhet: Høy duktilitet (≥40% forlengelse) Aktiverer komplekse former via stempling/rulling uten annealing.
• Oksidasjonsmotstand: Stabil Cr₂o₃ -skala i tørr luft/CO₂ opp til 1150 ° C, Egnet for varmebehandlingsovner og sveisede strukturer.

Ulemper ved SUS 310 -tallet

• Lavere høye temp-styrke: Krypbruddstyrke ~ 37,5% lavere enn 314 ved 900 ° C. (25 MPA vs.. 40 MPA).
• Sårbar for forgassing/sulfidering: Mindre motstandsdyktig mot karbon/svovelinntrengning i aggressive miljøer (F.eks., Kullgassere, raffinerier).
• Begrenset syklisk varmemotstand: Utsatt for å skalere å spalte ved øvre temp -grenser, uegnet for alvorlig termisk sykling.

Aisi 314 (ASTM A240 / US S31400)

Fordeler med Aisi 314

• Ekstrem varmebestandighet: Opererer opp til 1200 ° C med SiO₂-Cr₂o₃ skala, 50° C høyere enn 310 -tallet; Overlegen motstand mot sulfidering/forgasselse i H₂s/co-rike atmosfærer.
• Høyere krypstyrke: 85 MPA og 800 ° C. (310S: 60 MPA) og 40 MPA og 900 ° C., kritisk for bærende komponenter (F.eks., ovn støtter, turbindeler).
• Aggressiv miljøtoleranse: Motstår alkali/nitridasjon i sement/ammoniakkapplikasjoner via silisiumforbedret skala.

Ulemper ved Aisi 314

• Kompleks sveising: Krever forvarming (200–300 ° C.) og PWHT for tykke seksjoner, øke fabrikasjonskostnadene med 20–30%.
• Nedre duktilitet: Redusert forlengelse (≥35%) begrenser kald forming; bedre egnet for varmt smiing/støping.
• Premium -kostnad: 10–15% dyrere på grunn av høyere Ni/Si -innhold; Begrenset tilgjengelighet for tilpassede former.
• Sigma -fase risiko: Langvarig bruk >950° C kan redusere duktilitet via Sigma -faseutfelling.

10. Sammendrag av sammenligningstabell: SUS 310S vs.. Aisi 314 Rustfritt stål

11. Konklusjon

I høye temperaturtjenester, Det er 310 -tallet og Aisi 314 Rustfritt stål leverer begge pålitelige austenittiske ytelser, Likevel imøtekommer de forskjellige prioriteringer.

Velge 310S Når fabrikasjon er lett, Kontroll av sensibilisering av lav karbon, og moderat krypmotstand er nok.

Velg 314 Når syklisk oksidasjonsresistens, Silisiumforbedret skala styrke, og forhøyet kryputholdenhet dominerer designkriteriene dine.

Ved å justere legeringsvalget med driftstemperaturen, atmosfære, og sveisestrategi, Du vil maksimere komponentlivet, minimere vedlikehold, og sikre trygt, Effektiv anleggsdrift.

Å velge DEZE betyr å velge en langsiktig og pålitelig høye temperaturløsning.

Våre kunder inkluderer mange multinasjonale utstyrsprodusenter og ingeniørentreprenører,

som har bekreftet den stabile ytelsen til DETTE Produkter under høy temperatur, korrosjon, og termiske syklusforhold i langvarig drift.

Hvis du trenger teknisk informasjon, prøver, eller sitater, Ta gjerne Kontakt dette profesjonelt team.

Vi vil gi deg rask respons og støtte på ingeniørnivå.

 

Vanlige spørsmål

Noe som er bedre, Sus 310s eller tigge 314 rustfritt stål?

Svaret avhenger av søknaden. Det er 310 -tallet er bedre for applikasjoner som involverer hyppig termisk sykling, sveising, og fabrikasjon,

på grunn av det Lavt karboninnhold, Noe som forbedrer sveisbarhet og reduserer risikoen for intergranulær korrosjon.

På den annen side, Aisi 314 er mer egnet for statiske komponenter utsatt for ekstremt høye temperaturer (opp til 1150 ° C.), Takk til det Høyere silisium- og karboninnhold, som gir overlegen oksidasjon og krypmotstand.

Oppsummert:

• Velg SUS 310s for allsidighet, sveisbarhet, og sykliske termiske forhold.
• Velg Aisi 314 for kontinuerlige miljøer med høy temperatur og forbedret oksidasjonsresistens.

Hva som varer lenger: Sus 310s eller tigge 314?

I Sykliske termiske forhold eller sveisede systemer, Det er 310 -tallet Vanligvis viser lengre levetid på grunn av dens motstand mot sensibilisering og termisk tretthet.

Imidlertid, i tørke, Statiske miljøer med høy temperatur, Aisi 314 kan overgå SUS 310s fordi dets høyere silisiuminnhold gir overlegen oksidasjonsmotstand og skala vedheft.

Levetid avhenger av:

• Temperaturområde
• Miljøforhold (oksiderende, forgassering, etc.)
• Mekanisk stress- og fabrikasjonsmetoder

Hvorfor er Sus 310s foretrukket fremfor Aisi 314 i sveisede strukturer?

Det er 310 -tallet inneholder ≤0,08% karbon, reduserer dannelsen av kromkromkarbider betydelig ved korngrenser under sveising.

Dette forbedrer motstanden mot intergranulær korrosjon, Spesielt i tjeneste med høy temperatur.

I kontrast, Aisi 314 har et høyere karboninnhold (opp til 0.25%), som kan føre til Sensibilisering og varm sprekker Under sveising med mindre det er nøye kontrollert med passende varmebehandlinger etter sveisen.

Slik, SUS 310s er ofte den valgte legeringen for fabrikerte eller feltsveisede samlinger.

Hvorfor er Aisi 314 valgt over SUS 310s for ekstremt høye temperaturer?

Aisi 314 inneholder 1.5–3,0% silisium, Sammenlignet med ≤1,5% i SUS 310s.

Dette forhøyede silisiumet forbedrer oksidasjonsmotstand og tillater Aisi 314 å opprettholde beskyttende skala vedheft ved temperaturer opp til 1150 ° C.,

gjør det ideelt for Industrielle ovner, varmeelementer, og eksos med høy temp.

Dessuten, Dens høyere karboninnhold bidrar til forbedret Krypstyrke under langvarig stress.

Dette gjør Aisi 314 en sterk kandidat for statisk, Langvarig eksponering i oksiderende eller tørre atmosfærer.

Kan SUS 310s vs. Aisi 314 brukes om hverandre?

Mens de deler lignende basekjemi og begge tilhører den austenittiske rustfrie stålfamilien, Utskiftbarhet er begrenset.

I applikasjoner som krever sveising eller termisk sykling, SUS 310s er mer pålitelig.

Motsatt, i høye temperaturer oksidasjonskritiske applikasjoner, Aisi 314 bør prioriteres. Ingeniører må evaluere:

• Tjenestetemperatur
• Eksponeringsmiljø
• Mekanisk belastning
• Fabrikasjonskrav

Referer alltid til det aktuelle Ingeniørstandarder og sikkerhetsfaktorer før du erstatter den ene karakteren med den andre.