Лист никельсодержащий AISI 310S: жаростойкий прокат для высокотемпературных агрегатов
Лист из стали AISI 310S (UNS S31008, аналог 10Х23Н18 по ГОСТ 5632) — аустенитный жаростойкий прокат с содержанием никеля 19–22 % и хрома 24–26 %. Низкоуглеродная модификация (C 0,08 %) исключает выделение карбидов хрома по границам зёрен, что сохраняет пластичность и стойкость к межкристаллитной коррозии после сварки и длительной эксплуатации при 800–1050 C. Лист поставляется горячекатаным (толщина 4–60 мм) и холоднокатаным (0,5–4 мм) с травленой или шлифованной поверхностью.
Химический состав и механические свойства
Аустенитная структура стабилизирована высоким соотношением Ni/Cr, что обеспечивает стойкость к окалинообразованию в окислительных, восстановительных и азотосодержащих средах. Предел текучести при 20 C — не менее 205 МПа, временное сопротивление — 515–720 МПа, относительное удлинение — 40 %. При 900 C длительная прочность на 10 000 ч составляет порядка 18–22 МПа.
| Параметр | Значение | Условие испытания | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 205 | 20 C | МПа | ASTM A240 |
| Временное сопротивление | 515–720 | 20 C | МПа | ASTM A240 |
| Относительное удлинение | 40 | 20 C | % | ASTM A240 |
| Твёрдость | 95 | HRB | — | ASTM E18 |
| Максимальная рабочая температура | 1050 | непрерывный нагрев | C | — |
Жаростойкость и коррозионная стойкость
Сталь AISI 310S формирует плотную оксидную плёнку CrO–NiO, устойчивую к отслаиванию при циклическом нагреве. Скорость окалинообразования при 1000 C не превышает 0,1 г/(мч). Материал сохраняет стойкость в средах:
- продукты сгорания природного газа и мазута с содержанием серы до 1,5 %;
- азото-водородные смеси при синтезе аммиака (до 600 C);
- расплавы солей и щелочей в установках термообработки;
- окислительные среды печей обжига цементного клинкера;
- водяной пар высокого давления в пароперегревателях.
Технологические особенности
Лист AISI 310S обрабатывается резанием, гибкой, штамповкой и сваркой без предварительного подогрева. Рекомендуемые присадочные материалы — электроды ER310, проволока ER310. После сварки термообработка не требуется благодаря низкому содержанию углерода. Горячая деформация проводится при 1150–1200 C с последующей закалкой в воде или на воздухе. Обрабатываемость резанием — удовлетворительная, склонность к наклёпу — высокая, что требует применения СОЖ с высоким давлением подачи.
Области применения
- футеровка и экраны камер сгорания газовых турбин;
- трубные решётки и коллекторы пароперегревателей котлов;
- реторты, муфели и подовые плиты термических печей;
- оборудование установок каталитического крекинга нефти;
- элементы выхлопных систем двигателей и глушителей спецтехники;
- теплообменники агрегатов производства серной кислоты.
Формы поставки и нормативная база
Прокат соответствует ASTM A240/A240M, EN 10028-7 (1.4845), ГОСТ 5632. Поставляется в виде листов мерной и немерной длины, полос, рулонов. Кромки — обрезные или необрезные. Поверхность — No.1 (горячекатаная травленая), 2B (холоднокатаная), 2D, шлифованная. Толщина холоднокатаного листа — 0,5–4,0 мм, горячекатаного — 4–60 мм. Ширина — до 2000 мм.
Вопросы и ответы
Чем AISI 310S отличается от AISI 310?
AISI 310S содержит не более 0,08 % углерода против 0,25 % у базовой марки. Это снижает риск выделения карбидов хрома при 600–800 C и повышает стойкость сварных соединений к межкристаллитной коррозии.
При какой максимальной температуре эксплуатируется лист AISI 310S?
Длительная работа возможна до 1050 C в окислительной среде. В восстановительных средах и при наличии сероводорода верхний предел снижается до 800–850 C.
Требуется ли термообработка после сварки листа AISI 310S?
Нет. Низкое содержание углерода исключает необходимость аустенизации после сварки. При повышенных требованиях к коррозионной стойкости рекомендуется закалка с 1100–1150 C.
Какие присадочные материалы применяются для сварки AISI 310S?
Используются электроды и проволока класса ER310 (25 % Cr, 20 % Ni). Для разнородных соединений с углеродистыми сталями применяют никелевые сплавы на основе ERNiCr-3.
