Propriedades Gerais
A liga 310 (UNS S31000) é um aço inoxidável austenítico projetado para aplicações resistentes à corrosão em alta temperatura. Aqui estão alguns pontos-chave sobre a liga 310: A liga 310 exibe boa resistência à oxidação até 2010 ° F (1100 ° C) sob condições levemente cíclicas. Ele pode suportar temperaturas elevadas sem oxidação significativa. Resistência à sulfetação e cementação: Devido ao seu alto teor de cromo e níquel moderado, a liga 310 é resistente à sulfetação e pode ser usada em atmosferas moderadamente cementadas. No entanto, atmosferas de cementação mais severas normalmente requerem ligas de níquel, como a liga 330 (UNS N08330). A liga 310 pode ser usada em aplicações levemente oxidantes, nitretantes, de cimentação e de ciclagem térmica. No entanto, a temperatura máxima de serviço pode precisar ser reduzida nessas aplicações em comparação com condições não cíclicas. Também é adequado para aplicações criogênicas devido à sua baixa permeabilidade magnética e tenacidade até -450 ° F (-268 ° C). Precipitação da fase sigma: Quando aquecida entre 1202 - 1742 ° F (650 - 950 ° C), a liga 310 está sujeita à precipitação da fase sigma, o que pode reduzir a tenacidade e as propriedades mecânicas. O tratamento de recozimento da solução em 2012 - 2102 ° F (1100 - 1150 ° C) pode ajudar a restaurar algum grau de tenacidade. Variantes:
A liga 310S (UNS S31008) é a versão de baixo carbono da liga, escolhida pela facilidade de fabricação. A liga 310H (UNS S31009) é uma modificação de alto carbono desenvolvida para maior resistência à fluência. Em muitos casos, o tamanho do grão e o teor de carbono da placa podem atender aos requisitos de 310S e 310H.
Aplicativos
- Componentes criogênicos
- Processamento de Alimentos
Fornos – queimadores, portas, ventiladores, tubulações e recuperadores
Fornos de leito fluidizado - combustores de carvão, grades, tubulações, caixas de vento - Processamento de minério/siderúrgicas – fundição e equipamentos de fusão de aço, equipamentos de lingotamento contínuo
Refino de petróleo – sistemas de recuperação catalítica, flares, recuperadores, ganchos tubulares - Geração de energia - internos de gaseificador de carvão, queimadores de carvão pulverizado, cabides de tubo
- Usinas de sinterização/cimento – queimadores, escudos de queimadores, sistemas de alimentação e descarga, caixas de vento
- Processamento térmico - tampas e caixas de recozimento, grades de queimadores, portas, ventiladores, muflas e retortas, recuperadores, vigas móveis
Padrões
ASTM........ UMA 240ASME........ SA 240
AMS.......... 5521
Resistência à corrosão
Corrosão úmida
A liga 310 não foi projetada especificamente para serviço em ambientes corrosivos úmidos. O alto teor de carbono, que é adicionado para melhorar as propriedades de fluência, pode ter um efeito prejudicial em sua resistência à corrosão aquosa. A liga pode ser propensa à corrosão intergranular após exposição prolongada a altas temperaturas. No entanto, vale a pena notar que a liga 310, com seu alto teor de cromo de 25%, oferece melhor resistência à corrosão em comparação com muitas outras ligas resistentes ao calor. O teor significativo de cromo contribui para suas propriedades gerais de resistência à corrosão. Embora a liga 310 possa não ser ideal para ambientes corrosivos úmidos, ela ainda pode fornecer desempenho satisfatório em aplicações de alta temperatura onde a resistência à oxidação e incrustação é crucial.
Corrosão de alta temperatura
O alto teor de cromo (25%) e silício (0,6%) da liga 310 a torna mais resistente à corrosão em alta temperatura na maioria dos ambientes em serviço. As temperaturas de operação estão listadas abaixo.
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 típicas de fluência
Temperatura |
Deformação de fluência (MPa) |
Ruptura por fluência (MPa) |
|||||
°C |
°F |
1000 H |
10000 H |
100000 H |
1000 H |
10000 H |
|
600 |
1112 |
120 |
100 |
40 |
200 |
140 |
|
700 |
1292 |
50 |
35 |
20 |
80 |
45 |
|
800 |
1472 |
20 |
10 |
8 |
35 |
20 |
|
900 |
1652 |
10 |
6 |
3 |
15 |
10 |
|
1000 |
1832 |
5 |
3 |
1.5 |
9 |
4 |
Análise Química
% de peso (todos os valores são máximos, a menos que um intervalo seja indicado de outra forma)
Elemento |
310 |
310S |
310H |
Cromo |
24,0 min.-26,0 máx. |
24,0 min.-26,0 máx. |
24,0 min.-26,0 máx. |
Níquel |
19.0 min.-22.0 máx. |
19.0 min.-22.0 máx. |
19.0 min.-22.0 máx. |
Carbono |
0.25 |
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 |
1.50 |
1.50 |
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 quadrada196 GPa
Condutividade térmica 212 ° F (100 ° C)
8,0 BTU/h/pés2/pés/°F10,8 W/m-°K
Faixa de fusão
2470 - 2555 ° F1354 – 1402°C
Resistividade elétrica
30,7 Microhm-in a 68 ° C78,0 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.) |
35,000 |
245 |
80,000 |
550 |
45 |
217 Brinell |
Dados de fabricação
A liga 310 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 310 pode ser facilmente soldada pela maioria dos processos padrão, incluindo TIG, PLASMA, MIG, SMAW, SAW e FCAW.