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 apresenta boa resistência à oxidação em altas temperaturas. Ele pode suportar oxidação de até 1900 ° F (1038 ° C) em condições não cíclicas. No entanto, ciclos térmicos frequentes podem 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 1832 ° F (1000 ° C). 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 cementadoras, pois apresenta apenas resistência moderada à absorção de carbono. Pode não fornecer proteção suficiente contra a difusão de carbono e subsequente carburação. Aplicações: A liga 309 pode ser utilizada em aplicações levemente oxidantes, nitretantes, de cimentação e de ciclagem térmica. No entanto, a temperatura máxima de serviço deve ser reduzida nessas aplicações em comparação com condições não cíclicas. Quando aquecido entre 1202 - 1742 ° F (650 - 950 ° C), a liga 309 é suscetível à precipitação da 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 309S e 309H.
A liga 309 pode ser facilmente soldada e processada por práticas padrão de fabricação em oficina.
Aplicativos
- Fornos — queimadores, portas, ventiladores, tubagens e recuperadores
Fornos de leito fluidizado - grades, tubulações, caixas de vento
Equipamento para fábrica de papel
Refino de petróleo - sistemas de recuperação catalítica, recuperadores
Geração de energia - queimadores de carvão pulverizado, cabides tubulares
Processamento térmico - tampas e caixas de recozimento, grades de queimadores, portas, ventiladores, panelas de chumbo e salinas neutras, muflas e retortas, recuperadores, vigas móveis
Tratamento de resíduos — incineradores, fornos rotativos e calcinadores
Padrões
ASTM........ UMA 240ASME........ SA 240
AMS.......... 5523
Resistência à corrosão
Corrosão úmida
A liga 309 não foi projetada especificamente para serviço 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 em sua resistência à corrosão aquosa. Aqui estão alguns pontos adicionais em relação à 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 de alta temperatura
A liga 309 resiste à corrosão em alta temperatura 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)
Temperatura máxima de 2012 ° F (1100 ° C)
Condições oxidantes (enxofre máximo superior a 2 g/m3)
Temperatura máxima de 1742 ° F (950 ° C)
Atmosfera de baixo oxigênio (teor máximo de enxofre – 2 g/m3)
Temperatura máxima de 1832 ° F (1000 ° C)
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 redutoras, nitretadas ou cementadoras, mas supera a maioria dos aços inoxidáveis resistentes ao calor nessas condições.
Propriedades de fluência
Propriedades típicas de fluência
Temperatura |
Deformação de fluência (MPa) |
Arrebatamento de Criaturas (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
% de 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 |
Sulfrão |
0.030 |
0.030 |
0.030 |
Silício |
0.75 |
0.75 |
0.75 |
Ferro |
Equilíbrio |
Equilíbrio |
Equilíbrio |
Propriedades físicas
Densidade
0,285 libras/pol37,89 g/cm3
Calor específico
0,12 BTU/lb-°F (32 – 212°F)502 J/kg-°K (0 – 100°C)
Módulo de elasticidade
28,5 x 106 libras por polegada quadrada193 GPa
Condutividade térmica 212 ° F (100 ° C)
9,0 BTU/h/pés2/pés/°F15,6 W/m-°K
Faixa de fusão
2500 - 2590 ° F1480 – 1530°C
Resistividade elétrica
30,7 Microhm-in a 68 ° C78 Microhm-cm a 20°C
Propriedades mecânicas
Valores típicos a 68 ° F (20 ° C)
Força de rendimento Deslocamento de 0,2% |
Tração final Força |
Elongação em 2 pol. |
Dureza |
||
Psi (Min.) |
(MPa) |
Psi (Min.) |
(MPa) |
% (min.) |
(máx.) |
45,000 |
310 |
85,000 |
586 |
50 |
202 (HBN) |
Dados de fabricação
A liga 309 pode ser facilmente soldada e processada por práticas padrão de fabricação em oficina.
Conformação a quente
Aqueça uniformemente a 1742 - 2192 ° F (950 - 1200 ° C). Após a conformação a quente, recomenda-se um recozimento final a 1832 - 2101 ° F (1000 - 1150 ° C), seguido de têmpera rápida.
Conformação a frio
A liga é bastante dúctil e se forma de maneira muito semelhante à 316. A conformação a frio de peças com exposição prolongada a altas temperaturas não é recomendada, pois a liga está sujeita à 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.