Acciaio inossidabile 310S vs 330: leghe ad alta-temperatura per servizi esigenti

 

 

Quali sono le composizioni chimiche, le proprietà chiave e gli usi primari del 310S e della lega 330?
Il grado 310S è un acciaio inossidabile austenitico con alto contenuto di cromo (24-26%) e nichel (19-22%), progettato per servizio continuo fino a 1150 gradi in atmosfere ossidanti. La lega 330 contiene ancora più nichel (35-37%), insieme al 17-20% di cromo e all'1-2% di silicio. Questa composizione garantisce un'eccezionale resistenza alla carburazione, alla nitrurazione e alla fatica termica.. 310S è ampiamente utilizzato per tubi radianti, rulli di forni e componenti di scambiatori di calore. La lega 330 è specificata per parti critiche come tubi di bruciatori radianti, storte di forni di ricottura e tubi di reforming nei processi petrolchimici in cui le condizioni atmosferiche sono severe.

In che modo differiscono le prestazioni di queste leghe in base ai cicli termici e ad atmosfere specifiche?
Il 310S offre prestazioni eccellenti in condizioni di ossidazione stabili e ad alta-temperatura. Tuttavia, la lega 330 è superiore nelle applicazioni che comportano rapidi cicli termici o esposizione ad atmosfere cementanti e riducenti. L'elevato contenuto di nichel e silicio nel 330 stabilizza la struttura contro l'assorbimento di carbonio e azoto, prevenendo l'infragilimento. Il suo coefficiente di espansione termica inferiore rispetto al 310S contribuisce anche a una migliore resistenza alla fatica termica e alla distorsione durante cicli ripetuti di riscaldamento e raffreddamento, cosa comune nei forni di lavorazione batch.

In quali ambienti del forno è necessario l'uso della lega 330 rispetto alla lega 310S?
La lega 330 è necessaria in ambienti con condizioni ossidanti e riducenti alternate, elevati potenziali di carbonio (atmosfere di carburazione) o dove i gas di processo contengono monossido di carbonio, idrocarburi o composti di azoto. Gli esempi includono tubi radianti in forni a combustione diretta-, cestelli e dispositivi in ​​processi di cementazione o carbonitrurazione e componenti in forni di cracking dell'etilene. Per atmosfere costantemente ossidanti senza cicli termici, il 310S è spesso una scelta più conveniente-.

Quali sono le considerazioni sulla fabbricazione di queste-leghe ad alta temperatura?
Entrambe le leghe presentano tassi di incrudimento- elevati, che richiedono più potenza per la formatura e la lavorazione, il che può portare a un'usura accelerata dell'utensile. La saldatura viene eseguita utilizzando metalli d'apporto corrispondenti (ER310 per 310S, ER330 per Alloy 330). La ricottura della soluzione di saldatura post- è altamente consigliata per ripristinare le proprietà ottimali alle alte-temperature e la resistenza alla corrosione. I progettisti devono tenere conto della significativa dilatazione termica negli assiemi ad alta-temperatura per gestire lo stress.

Qual è la linea guida di selezione finale per ingegneri e acquirenti?
La scelta dovrebbe essere dettata dall'atmosfera del forno e dal profilo del ciclo termico. Per un servizio ossidante continuo e stabile fino a 1150 gradi, 310S è una scelta eccezionale e comprovata. Per le applicazioni che implicano cicli termici, atmosfere di cementazione/riduzione o dove la-resistenza all'infragilimento a lungo termine è fondamentale, l'investimento nella lega 330 è giustificato per una maggiore durata di servizio e affidabilità. Analizzare sempre la composizione specifica dell'atmosfera con il fornitore del forno.