Austenitischer hitzebeständiger Edelstahl
Die Edelstahlbleche 309 und 310 sind hitzebeständige austenitische Stähle mit hohem Cr- und Ni-Gehalt. 309S und 310S sind jeweils deren kohlenstoffarme Versionen. In oxidierenden Medien weisen beide eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit auf. Bei Raumtemperatur ist die Matrixmikrostruktur des austenitischen Edelstahls 310 reines γ. 310 ist auch als „Edelstahl 2520“ bekannt, da er 25% Chrom bzw. 20% Nickel enthält. 310S und 309S oxidieren bei hohen Temperaturen nicht so leicht und sind häufig verwendete hochtemperaturbeständige Güten. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Oxidationsrate von 310 langsam ist, wenn die Temperatur unter 1000 °C liegt. Wenn die Temperatur weiter auf 1200 °C steigt, beschleunigt sich der Oxidationsgrad von 310 schnell. Darüber hinaus werden sie auch beim Transport und der Lagerung starker Säuren wie beispielsweise Salpetersäure mit einer Konzentration von 65% ~ 85% verwendet.
Alternative Werkstoffe in anderen Normen:
JIS G4303 SUS 309S, SUS 310S
EN 10088-1 X12CrNi23-13/ 1.4833, X15CrNiSi25-21/1.4841, X8CrNi25-21/ 1.4845
Chemische Zusammensetzung
| ASTM | 309 | 309S | 310 | 310S |
| C | ≤0,20 | ≤0,08 | ≤0,25 | ≤0,08 |
| Si | ≤1,00 | ≤1,00 | ≤1,50 | ≤1,50 |
| Mn | ≤2,00 | ≤2,00 | ≤2,00 | ≤2,00 |
| P | ≤0,045 | ≤0,045 | ≤0,045 | ≤0,045 |
| S | ≤0,030 | ≤0,030 | ≤0,030 | ≤0,030 |
| Cr | 22.00~24.00 | 22.00~24.00 | 24.00~26.00 | 24.00~26.00 |
| Ni | 12.00~15.00 | 12.00~15.00 | 19.00~22.00 | 19.00~22.00 |
Unter Hochtemperaturbedingungen behält hitzebeständiger Edelstahl 310 seine Leistung stabil und korrodiert und oxidiert nicht so leicht von außen. Dies liegt hauptsächlich am hohen Cr-Gehalt im Edelstahl 310 selbst. Metallisches Cr kann sich mit Sauerstoff verbinden und einen Cr2O3-Oxidfilm bilden, der die Oberfläche des Edelstahls 310 bis zur gesamten Verpackung dauerhaft bedeckt, was dem Tragen einer „Schutzkleidung“ für Edelstahl 310 entspricht, die den Kontakt des inneren Edelstahls 310 mit der Außenwelt verhindern kann. Dies ist der Hauptgrund, warum Edelstahl 310 bei hohen Temperaturen eine gute Oxidationsbeständigkeit aufweisen kann.
Bei hitzebeständigem Edelstahl ist das Chromelement (Cr) bei hohen Temperaturen stabil, oxidiert nicht und fällt nicht ab. Der Cr-Gehalt darf jedoch nicht zu hoch sein, da sonst auch die Zähigkeit des Edelstahls abnimmt, da Cr die Entstehung der α-Zusammensetzung fördern und γ hemmen kann. Zu viel α führt leicht zur Bildung einer spröden Phase. Daher hoffen wir, dass der Cr-Gehalt bei austenitischem Edelstahl moderat bleibt, was nicht nur die Leistung des Materials in allen Aspekten sicherstellen, sondern auch die Entstehung einiger spröder Phasen verhindern kann.
Nickel ist ein sehr wichtiges Element in hitzebeständigem austenitischem Edelstahl und spielt eine aktive Rolle bei der Förderung der γ-Bildung. Eine Erhöhung des Ni-Gehalts kann die Übergangstemperatur von der γ- zur α-Phase sehr niedrig machen, was die Stabilität der Austenitmatrix verbessern kann. Darüber hinaus kann ein geeigneter Ni-Gehalt die mechanischen Gesamteigenschaften und die guten Schweißeigenschaften von Edelstahl deutlich verbessern.
