Aço inox 309/309S

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Aço inox 309/309S

Propriedades Gerais

A liga 309 (UNS S30900) é um aço inoxidável austenítico desenvolvido especificamente para aplicações de resistência à corrosão em alta temperatura. Aqui estão alguns pontos-chave sobre a liga 309: A liga 309 exibe boa resistência à oxidação em altas temperaturas. Pode suportar a oxidação até 1900°F (1038°C) em condições não cíclicas. No entanto, a ciclagem térmica frequente pode reduzir sua resistência à oxidação para aproximadamente 1850°F (1010°C). Atmosferas contendo enxofre: Devido ao seu alto teor de cromo e baixo teor de níquel, a Liga 309 pode ser usada em ambientes com teor de enxofre de até 1000°C (1832°F). Isso o torna adequado para aplicações onde atmosferas contendo enxofre estão presentes. Atmosferas de cementação: A liga 309 não é recomendada para uso em atmosferas altamente carburadoras, pois apresenta apenas resistência moderada à absorção de carbono. Pode não fornecer proteção suficiente contra a difusão de carbono e posterior carburação. Aplicações: A liga 309 pode ser utilizada em aplicações de oxidação leve, nitretação, cimentação e ciclagem térmica. No entanto, a temperatura máxima de serviço deve ser reduzida nessas aplicações em comparação com as condições de não ciclagem. Quando aquecida entre 1202 – 1742°F (650 – 950°C), a Liga 309 é suscetível à precipitação de fase sigma. Isso pode resultar em tenacidade e propriedades mecânicas reduzidas. Para restaurar a tenacidade, recomenda-se um tratamento de recozimento de solução a 2012 – 2102°F (1100 – 1150°C).

309S (UNS S30908) é a versão de baixo carbono da liga. É utilizado para facilitar a fabricação.

309H (UNS S30909) é uma modificação de alto carbono desenvolvida para maior resistência à fluência. Na maioria dos casos, o tamanho do grão e o teor de carbono da placa podem atender aos requisitos do 309S e do 309H.

A liga 309 pode ser facilmente soldada e processada pelas práticas padrão de fabricação de fábrica.

 

bar-rod
Pipe/Tube
PlateSheet
 
 

Aplicativos

  • Fornos — queimadores, portas, ventiladores, tubulações e recuperadores
    Fornos de Leito Fluidizado — redes, tubulações, caixas eólicas
    Equipamentos para Fábrica de Papel
    Refino de petróleo — sistemas de recuperação catalítica, recuperadores
    Geração de energia — queimadores de carvão pulverizado, cabides de tubo
    Processamento térmico — tampas e caixas de recozimento, grades de queimadores, portas, ventiladores, panelas de chumbo e panelas de sal neutras, muflas e retortas, recuperadores, vigas de passeio
    Tratamento de resíduos — incineradores, fornos rotativos e calcinadores

Padrões

ASTM........ A 240
ASME........ SA 240
AMS.......... 5523

Resistência à corrosão

Corrosão úmida
A liga 309 não foi projetada especificamente para manutenção em ambientes corrosivos úmidos. O alto teor de carbono na liga 309, que é adicionado para melhorar as propriedades de fluência, pode ter um efeito prejudicial sobre sua resistência à corrosão aquosa. Aqui estão alguns pontos adicionais sobre sua resistência à corrosão: O alto teor de carbono na liga 309 pode torná-la mais suscetível à corrosão em ambientes aquosos. A exposição prolongada a altas temperaturas pode levar à corrosão intergranular nesta liga. Resistência à corrosão em comparação com ligas resistentes ao calor: Apesar de suas limitações em ambientes corrosivos úmidos, a liga 309 oferece melhor resistência à corrosão do que muitas outras ligas resistentes ao calor. Isso se deve principalmente ao seu alto teor de cromo, que é de 23% na liga 309.

Corrosão a Altas Temperaturas
A liga 309 resiste à corrosão a altas temperaturas na maioria das condições em serviço. As temperaturas de operação são as seguintes:

Condições oxidantes (teor máximo de enxofre – 2 g/m3)
Serviço contínuo de 1922°F (1050°C)
2012°F (1100°C) temperatura de pico

Condições oxidantes (teor máximo de enxofre superior a 2 g/m3)
Temperatura máxima de 950°C (1742°F)

Baixa atmosfera de oxigênio (teor máximo de enxofre – 2 g/m3)
1000°C (1832°F) temperatura máxima

Atmosferas de nitretação ou cementação
1562 –1742°F (850 – 950°C) máximo

A liga não tem um desempenho tão bom quanto a Liga 600 (UNS N06600) ou a Liga 800 (UNS N08800) em atmosferas de redução, nitretação ou cementação, mas supera a maioria dos aços inoxidáveis resistentes ao calor nessas condições.

Propriedades de Creep

Propriedades típicas de fluência

Temperatura

Tensão de fluência (MPa)

Arrebatamento Creep (MPa)

°C

°F

1000 H

10000 H

100000 H

1000 H

10000 H

100000 H

600

1112

120

80

40

190

120

65

700

1292

50

25

20

75

36

16

800

1472

20

10

8

35

18

7.5

900

1652

8

4

3

15

8.5

3

1000

1832

4

2.5

1.5

8

4

1.5


Análise Química

Peso % (todos os valores são máximos, a menos que um intervalo seja indicado de outra forma)

Elemento

309

309S

309H

Cromo

22,0 min.-24,0 máx.

22,0 min.-24,0 máx.

22,0 min.-24,0 máx.

Níquel

12,0 min.-15,0 máx.

12,0 min.-15,0 máx.

12,0 min.-15,0 máx.

Carbono

0.20

0.08

0,04 min.-0,10 máx.

Manganésio

2.00

2.00

2.00

Fósforo

0.045

0.045

0.045

Sulfo

0.030

0.030

0.030

Silício

0.75

0.75

0.75

Ferro

Equilíbrio

Equilíbrio

Equilíbrio

 

 

Propriedades Físicas

Densidade

0,285 lbs/pol3
7,89 g/cm3

Calor específico

32 – 212°F (0,12 BTU/lb-°F)
502 J/kg-°K (0 – 100°C)

Módulo de elasticidade

28,5 x 106 psi
193 GPa

 

Condutividade térmica 100°C (212°F)

9,0 BTU/h/ft2/ft/°F
15,6 W/m-°K

Faixa de Derretimento

2500 – 2590°F
1480 – 1530°C

Resistividade Elétrica

30,7 Microhm-in a 68°C
78 Microhm-cm a 20°C

Propriedades Mecânicas

Valores típicos a 20°C (68°F)

Resistência ao Rendimento

0,2% de Compensação

Tração definitiva

Força

Elongação

em 2 pol.

Dureza

psi (mín.)

(MPa)

psi (mín.)

(MPa)

% (mín.)

(máx.)

45,000

310

85,000

586

50

202 (HBN)

 

 

Dados de fabricação

A liga 309 pode ser facilmente soldada e processada pelas práticas padrão de fabricação de fábrica.

Conformação a quente

Calor uniforme em 1742 – 2192°F (950 – 1200°C). Após a formação a quente, recomenda-se um recozimento final a 1832 – 2101°F (1000 – 1150°C) seguido de resfriamento rápido.

Conformação a Frio

A liga é bastante dúctil e se forma de maneira muito semelhante ao 316. A conformação a frio de peças com exposição a longo prazo a altas temperaturas não é recomendada, uma vez que a liga está sujeita a precipitação de carboneto e precipitantes de fase sigma.

 

Soldagem

A liga 309 pode ser facilmente soldada pela maioria dos processos padrão, incluindo TIG, PLASMA, MIG, SMAW, SAW e FCAW.