Quanto è inferiore la resistenza alla temperatura massima di 1.4404 rispetto a quella di 310S?

La risposta breve: una differenza di circa 230 gradi

1.4404 (la designazione EN di UNS S31603, ampiamente noto come 316L) e 310S (UNS S31008, EN 1.4845) sono entrambi acciai inossidabili austenitici, ma sono progettati per finestre di temperatura molto diverse. Nel servizio aereo continuo, 1.4404 è tipicamente valutato per un massimo di circa 870 gradi, mentre 310S è valutato per circa 1100 gradi - un intervallo di circa 230 gradi. La differenza è determinata principalmente dal contenuto di cromo e nichel, che determinano la protezione della scaglia di ossido alle alte temperature.

Composizione chimica: perché 310S dura più a lungo con il calore

Entrambi i gradi sono leghe austenitiche di cromo-nichel. 310S contiene molto più cromo (24,00-26,00%) e nichel (19,00-22,00%), che formano una scaglia di ossido di cromo densa e stabile che rallenta l'ulteriore ossidazione. 1.4404 aggiunge 2,00-3,00% di molibdeno, che migliora notevolmente la resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale nei cloruri, ma il molibdeno gioca un ruolo marginale nella resistenza all'ossidazione superiore a 800 gradi.

Intervalli di composizione tipici secondo ASTM A240 (% in peso):

Elemento	1.4404 / UNS S31603	310S/UNS S31008
Carbonio, massimo	0.030	0.08
Silicio, massimo	0.75	1.50
Manganese, max	2.00	2.00
Fosforo, max	0.045	0.045
Zolfo, max	0.030	0.030
Cromo	16.00-18.00	24.00-26.00
Nichel	10.00-14.00	19.00-22.00
Molibdeno	2.00-3.00	Non specificato
Azoto, massimo	0.10	Non specificato

Proprietà meccaniche (piastra ricotta, ASTM A240)

Proprietà	1.4404 / S31603	310S / S31008
Resistenza alla trazione, min (MPa)	485	515
Resistenza allo snervamento, min (MPa)	170	205
Allungamento, minimo (%)	40	40

A temperatura ambiente i due gradi hanno una forza simile. La vera separazione appare alla temperatura: 310S mantiene una resistenza utile e una scala protettiva dove 1.4404 si ossiderebbe rapidamente e perderebbe la capacità di carico-per strisciare. Al di sopra di circa 550 gradi, il creep - e non l'ossidazione - diventa solitamente il fattore di progettazione limitante per entrambi i gradi.

Limiti pratici di temperatura: servizio continuo e intermittente

Valori nominali pubblicati tipici per il servizio aereo: 1.4404 - circa 870 gradi continui e 815 gradi intermittenti; 310S - circa 1100 gradi continui e 1035 gradi intermittenti. Questi valori nominali presuppongono atmosfere ossidanti e carico applicato trascurabile. Nelle atmosfere riducenti o solforanti i limiti utilizzabili possono essere inferiori e nel servizio sotto vuoto o con gas inerte-l'ossidazione non è più la preoccupazione principale.

Guida all'applicazione

1.4404: apparecchiature per alimenti e bevande, stoccaggio di prodotti chimici, impianti farmaceutici, scambiatori di calore e componenti marini in cui la resistenza all'vaiolatura del cloruro è importante e il servizio rimane al di sotto di circa 500-550 gradi per le parti portanti.

310S: parti di forni, tubi radianti, muffole, componenti di forni, impianti di trattamento termico-e apparecchiature petrolchimiche dove il servizio raggiunge i 900-1100 gradi e la resistenza alle incrostazioni è essenziale.

Se un componente vedrà una temperatura sostenuta superiore a circa 900 gradi, 1.4404 non è un sostituto accettabile per 310S.

Domande frequenti

Qual è la temperatura massima di servizio di 1.4404?

Circa 870 gradi per servizio continuo in aria e circa 815 gradi per servizio intermittente, in base al comportamento di ossidazione. Per le parti-che sopportano pressione, la temperatura di progetto è solitamente molto più bassa perché la resistenza allo scorrimento viscoso scende nettamente al di sopra dei 550 gradi circa.

Perché il 310S tollera temperature più elevate rispetto all'1.4404?

310S contiene 24,00-26,00% di cromo e 19,00-22,00% di nichel, circa 8 punti percentuali in più di ciascuno rispetto a 1.4404. Questi elementi formano una scaglia di ossido di cromo a crescita più lenta e più aderente e mantengono stabile la struttura austenitica alle alte temperature.

L'1.4404 può sostituire il 310S in un forno funzionante a 1000 gradi?

No. A 1000 gradi, 1.4404 si ossida rapidamente e perde resistenza meccanica. 310S è valutato a circa 1100 gradi in aria ed è la scelta appropriata per tale servizio.

1.4404 è migliore di 310S per ambienti contenenti cloruro?

A temperatura moderata, sì. Il 2,00-3,00% di molibdeno contenuto nell'1.4404 conferisce una resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale decisamente migliore nei cloruri. Nel servizio con cloruro caldo, tuttavia, entrambi i gradi sono vulnerabili alla tensocorrosione e dovrebbero essere presi in considerazione i gradi duplex o di leghe superiori.

Quali sono gli equivalenti EN e UNS di questi gradi?

1.4404 corrisponde a UNS S31603 e EN X2CrNiMo17-12-2 (EN 10088); 310S corrisponde a UNS S31008 e EN 1.4845 (X8CrNi25-21).

Quale grado dovrebbe essere utilizzato per uno scambiatore di calore ad alta-temperatura?

Se la temperatura del metallo rimane inferiore a circa 550-600 gradi, l'1.4404 può essere adatto e offre una migliore resistenza alla corrosione nei fluidi di processo. Al di sopra di tale intervallo, il 310S - o un grado stabilizzato resistente al creep-come 321 o 347 per un servizio intorno a 800-900 gradi - è la scelta più sicura.