۳۰۰ 
۱۰۰⚊ 
مقدمه استیل ۳۱۰
تاکنون بیش از ۳۰۰ نوع استیل ساخته شده است. اما دلیل این حجم از تنوع در فولادهای ضد زنگ چیست؟ در پاسخ به این سوال باید گفت که افزودن هر عنصر به ساختار فولاد می تواند ویژگی های متفاوتی در آن ایجاد کند و آنرا نسبت به سایر آلیاژها متمایز کند. امروزه عناصر زیادی مانند نیکل، منگنز، تیتانیوم، وانادیوم، مولیبدنم و ... به فولاد اضافه می شود و گریدهای مختلفی را می سازد. یکی از انواع این استیل های نیز استیل 310 است. استیل 310 از جمله استیل های با کربن متوسط آستنیتی ست که برای کار در دمای بالا مانند بخش های کوره و تجهیزات عملیات حرارتی مناسب است. از این نوع استیل تا دمای 1150 درجه سانتیگراد برای کار پیوسته و 1035 درجه سانتیگراد برای کارهای متناوب استفاده می شود. گرید 310S ورژن کم کربن استیل 310 است.
تصویر شماره ۱ - استیل ۳۱۰
آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:
- کاربردهای استیل 310 و 310S
- ویژگی های استیل 310/310S
- تولید استیل گرید 310/310S
- ماشین کاری استیل گرید 310/310S
- جوشکاری استیل 310/310S
- عملیات حرارتی استیل 310/310S
- مقاومت حرارتی استیل 310/310S
- اشکال موجود استیل 310/310S
کاربردهای استیل 310 و 310S
گریدهای استیل 310/310S در موارد زیر استفاده می شود.
- آویزهای لوله برای بویلرهای بخار و تصفیه خانه های پتروشیمی
- اجزای داخلی کاربراتورها
- محفظه های احتراق سیال
- کوره ها
- ترموول
- محفظه ی احتراق و مشعل ها
- دستگاه های تقطیر
- صدا خفه کن
- پوشش های آنیلینگ
- تجهیزات پروسس غذا
- سازه های برودتی
ویژگی های استیل 310/310S
گرید استیل ۳۱۰ حاوی 25 درصد کروم و 20 درصد نیکل است که باعث شده است مقاومت بالایی در برابر اکسید شدن و خوردگی داشته باشد. گرید 310S ورژن با کربن کمتر این گرید است که حساسیت کمتری به تردی و حساسیت زایی دارد. مقادار بالای کروم و نیکل متوسط باعث می شود که این گرید برای کار در محیط های حاوی H2S مناسب باشد. استیل 310 به طور گسترده در اتمسفر کربنی مانند محیطهای پتروشیمیایی استفاده می شود. البته برای محیطهای کربنی شدید سایر الیاژهای مقاوم به حرارت باید انتخاب شود. گرید 310 به دلیل ضعف در برابر شوک های گرمایی برای استفاده در خنک سازی توصیه نمی شود. به دلیل سختی زیاد و خاصیت آهنربایی ضعیف از این گرید برای کاربردهای برودتی زیاد استفاده می شود.
در مقایسه با سایر استیل های آستنیتی این گرید با عملیات حرارتی سخت نمی شود بلکه به وسیله ی کار سرد می توان سختی آن را افزود. هرچند به ندرت انجام می شود.
اجزای شیمیایی استیل 310/310S
اجزای شیمیایی استیل گرید 310 و همچنین 310S در جدول زیر قابل مشاهده است.
|
عنصر |
310 |
310S |
|
کربن |
0.25 max |
0.08 max |
|
منگنز |
2.00 max |
2.00 max |
|
سیلیسیم |
1.50 max |
1.50 max |
|
فسفر |
0.045 max |
0.045 max |
|
گوگرد |
0.030 max |
0.030 max |
|
کروم |
24.00 - 26.00 |
24.00 - 26.00 |
|
نیکل |
19.00 - 22.00 |
19.00 - 22.00 |
ویژگی های مکانیکی استیل گرید 310/310S
ویژگی های مکانیکی استیل 310/310S را می توانید در جدول زیر ملاحظه کنید.
|
Mechanical Properties |
310/ 310S |
|
استحکام کششی MPa (min) |
520 |
|
درصد افزایش طول % (min) |
40 |
|
سختی (HV) (max) |
225 |
ویژگی های فیزیکی استیل فریتی
خلاصه ویژگی های فیزیکی استیل های گرید 310 و 310S در جدول زیر خلاصه شده است.
|
ویژگی ها |
دردمای |
مقدار |
واحد |
|
چگالی |
|
8,000 |
Kg/m3 |
|
هدایت الکتریکی |
25°C |
1.25 |
%IACS |
|
مقاومت الکتریکی |
25°C |
0.78 |
Micro ohm.m |
|
مدول الاستیسیته |
20°C |
200 |
GPa |
|
مدول برش |
20°C |
77 |
GPa |
|
نسبت پوآسون |
20°C |
0.30 |
|
|
محدوده ی ذوب |
|
1400-1450 |
°C |
|
گرمای ویژه |
|
500 |
J/kg.°C |
|
نفوذپذیری مغناطیسی نسبی |
|
1.02 |
|
|
هدایت گرمایی |
100°C |
14.2 |
W/m.°C |
|
ضریب انبساط |
0-100°C |
15.9 |
/°C |
|
|
0-315°C |
16.2 |
/°C |
|
|
0-540°C |
17.0 |
/°C |
تولید استیل گرید 310/310S
استیل گرید 310/310S در محدوده دمایی 975 تا 1175 درجه سانتیگراد تحت عملیات فورجینگ قرار می گیرد. کار سنگین تا حداقل دمای 1050 درجه روی آن انجام می شود در نهایت یک پرداخت سبک نیز اجرا می شود. پس از فورجینگ عملیات آنیلینگ برای کاهش استرس های ناشی از فورجینگ توصیه می شود. آلیاژها می توانند به سادگی تحت متدها و تجهیزات استاندارد تحت عملیات شکل دهی سرد قرار بگیرند.
ماشین کاری استیل گرید 310/310S
ماشین کاری در استیل 310/310S مانند نوع 304 است. سخت کاری می تواند یک مشکل باشد. معمولا لایه سخت کاری را به وسیله برش سرعت پایین و سنگین حذف می کنند. از ماشین های سنگین و ابزار قدرتمند برای ماشین کاری استفاده می شود.
جوشکاری استیل 310/310S
استیل 310/310S با تطابق الکترود و فلز فیلر می تواند تحت جوشکاری قرار بگیرد. از روش های SMAW, GMAW (MIG), GTAW (TIG) and SAW برای جوشکاری می توان استفاده کرد. الکترودها می توانند AWS A5.4 E310-XX and A 5.22 E310T-X و فیلر AWS A5.9 ER310 باشد. آرگون گاز محافظ است. پیش گرم و کردن و پس گرمادهی نیاز نیست اما برای خدمات خوردگی در مایع عملیات آنیلینگ محلول پس از جوش ضروری ست. استفاده از اسیدشویی و کم اثر سازی به منظور حذف اکسیدهای دمای بلا لامز است. سرباره های جوش نیز باید به طور کامل حذف شوند.
عملیات حرارتی استیل 310/310S
عملیات حرارتی استیل 310/310S آنیلینگ محلولی به وسیله حرارت دهی در رنج 1040 تا 1065 درجه سانتیگراد می باشد. سپس آب دهی انجام می شود.
مقاومت حرارتی استیل 310/310S
استیل 310/310Sمقاومت خوبی در برابر اکسید شدن در استفاده ی متناوب در هوا تا دمای 1035 درجه سانتیگراد و استفاده پیوسته تا دمای 1050 درجه سانتیگراد دارد. این گرید در برابر اکسید شدن، سولفیداسیون و سامانتاسیون مقاوم است.
اشکال موجود استیل 310/310S
استیل 310/310S می تواند به صورت ورق، پلیت، تسمه، میله، سیم، تیوب بدون درز ، لوله، لوله و تیوب جوشی، بیلت فورجینگ، فورجینگ و قیتینگ تهیه شود. مقاومت به خوردگی در استیل 310/310S به دلیل مقادیر بالای نیکل و کروم بالاتر از استیل 304 است. از گرید 310/310S برای کار در مایعات خورنده استفاده نمی شود. آلیاژ شامل مولیبیدیم نمی شود بههمین دلیل مقاومت به خوردگی حفره ای ضعیف است. استیل 310/310S می تواند به خوردگی غیریکنواخت در دماهای 550-800 درجه سانتیگراد حساس باشد. در دماهای بیشتر از 100 درجه سانتیگراد و در مجاورت مایعات خورنده حاوی کلرید ممکن است شاهد ترک ناشی از خوردگی تنشی کلرید باشیم.