Acero inoxidable 310/310S/310H

 

Propiedades generales

La aleación 310 (UNS S31000) es un acero inoxidable austenítico diseñado para aplicaciones resistentes a la corrosión a altas temperaturas. Estos son algunos puntos clave sobre la aleación 310: La aleación 310 exhibe una buena resistencia a la oxidación hasta 2010 ° F (1100 ° C) en condiciones ligeramente cíclicas. Puede soportar temperaturas elevadas sin oxidación significativa. Resistencia a la sulfuración y a la cementación: Debido a su alto contenido de cromo y a su moderado contenido de níquel, la aleación 310 es resistente a la sulfuración y puede utilizarse en atmósferas de carburación moderada. Sin embargo, las atmósferas de carburación más severas generalmente requieren aleaciones de níquel como la aleación 330 (UNS N08330). La aleación 310 se puede utilizar en aplicaciones ligeramente oxidantes, de nitruración, cementación y ciclos térmicos. Sin embargo, es posible que sea necesario reducir la temperatura máxima de servicio en estas aplicaciones en comparación con las condiciones sin ciclo. También es adecuado para aplicaciones criogénicas debido a su baja permeabilidad magnética y tenacidad de hasta -450 ° F (-268 ° C). Precipitación en fase Sigma: Cuando se calienta entre 1202 y 1742 ° F (650 - 950 ° C), la aleación 310 está sujeta a precipitación en fase sigma, lo que puede reducir la tenacidad y las propiedades mecánicas. El tratamiento de recocido en solución a 2012 - 2102 ° F (1100 - 1150 ° C) puede ayudar a restaurar cierto grado de tenacidad. Variantes:

La aleación 310S (UNS S31008) es la versión baja en carbono de la aleación, elegida por su facilidad de fabricación. La aleación 310H (UNS S31009) es una modificación con alto contenido de carbono desarrollada para mejorar la resistencia a la fluencia. En muchos casos, el tamaño de grano y el contenido de carbono de la placa pueden cumplir con los requisitos de 310S y 310H.

bar-rod
Pipe/Tube
PlateSheet
 
 

Aplicaciones

  • Componentes criogénicos
  • Procesamiento de alimentos
    Hornos: quemadores, puertas, ventiladores, tuberías y recuperadores
    Hornos de lecho fluidizado: cámaras de combustión de carbón, rejillas, tuberías, cajas de viento
  • Plantas de procesamiento de minerales/siderúrgicas: equipos de fundición y fundición de acero, equipos de colada continua
    Refinación de petróleo: sistemas de recuperación catalítica, antorchas, recuperadores, colgadores de tubos
  • Generación de energía: componentes internos del gasificador de carbón, quemadores de carbón pulverizado, colgadores de tubos
  • Plantas de sinterización/cemento: quemadores, protectores de quemadores, sistemas de alimentación y descarga, cajas de viento
  • Procesamiento térmico: cubiertas y cajas de recocido, rejillas de quemadores, puertas, ventiladores, muflas y retortas, recuperadores, vigas móviles

Normas

ASTM........ Un 240
ASME........ SA 240
AMS.......... 5521

Resistencia a la corrosión

Corrosión húmeda
La aleación 310 no está diseñada específicamente para el servicio en ambientes húmedos y corrosivos. El alto contenido de carbono, que se agrega para mejorar las propiedades de fluencia, puede tener un efecto perjudicial en su resistencia a la corrosión acuosa. La aleación puede ser propensa a la corrosión intergranular después de una exposición prolongada a altas temperaturas. Sin embargo, vale la pena señalar que la aleación 310, con su alto contenido de cromo del 25%, ofrece una mejor resistencia a la corrosión en comparación con muchas otras aleaciones resistentes al calor. El importante contenido de cromo contribuye a sus propiedades generales de resistencia a la corrosión. Si bien la aleación 310 puede no ser ideal para ambientes húmedos y corrosivos, aún puede proporcionar un rendimiento satisfactorio en aplicaciones de alta temperatura donde la resistencia a la oxidación y las incrustaciones es crucial.


Corrosión a alta temperatura
El alto contenido de cromo (25%) y silicio (0,6%) de la aleación 310 la hace más resistente a la corrosión a alta temperatura en la mayoría de los entornos de servicio. Las temperaturas de funcionamiento se enumeran a continuación.
Condiciones de oxidación (contenido máximo de azufre – 2 g/m3)
Servicio continuo de 1922 °F (1050 °C)
Temperatura máxima de 2012 °F (1100 °C)
Condiciones de oxidación (azufre máximo superior a 2 g/m3)
Temperatura máxima de 1742 °F (950 °C)
Atmósfera con bajo contenido de oxígeno (contenido máximo de azufre – 2 g/m3)
Temperatura máxima de 1832 °F (1000 °C)
Atmósferas de nitruración o cementación
1562 – 1742 °F (850 – 950 °C) máximo
La aleación no funciona tan bien como la aleación 600 (UNS N06600) o la aleación 800 (UNS N08800) en atmósferas reductoras, nitruradoras o carburantes, pero supera a la mayoría de los aceros inoxidables resistentes al calor en estas condiciones.

Propiedades típicas de fluencia

Temperatura

Deformación por fluencia (MPa)

Ruptura por fluencia (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

 

Análisis químico

% de peso (todos los valores son máximos a menos que se indique lo contrario en un rango)

Elemento

310

310S

310H

Cromo

24.0 mín.-26.0 máx.

24.0 mín.-26.0 máx.

24.0 mín.-26.0 máx.

Níquel

19.0 mín.-22.0 máx.

19.0 mín.-22.0 máx.

19.0 mín.-22.0 máx.

Carbono

0.25

0.08

0,04 min. - 0,10 máx.

Manganeso

2.00

2.00

2.00

Fósforo

0.045

0.045

0.045

Sulfer

0.030

0.030

0.030

Silicio

1.50

1.50

0.75

Hierro

Equilibrar

Equilibrar

Equilibrar

 

Propiedades físicas

Densidad

0.285 libras/pulg.3
7,89 g/cm3

Calor específico

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

Módulo de elasticidad

28,5 x 106 psi
196 GPa

 

Conductividad térmica 212 °F (100 °C)

8.0 BTU/hr/ft2/ft/°F
10,8 W/m-°K

Rango de fusión

2470 – 2555 °F
1354 – 1402°C

Resistividad eléctrica

30,7 microhm-in a 68 °C
78,0 microhm-cm a 20 °C

Propiedades mecánicas

Valores típicos a 68 °F (20 °C)

Límite elástico

0.2% Compensación

Tracción máxima

Fuerza

Alargamiento

en 2 pulg.

Dureza

psi (mín.)

(MPa)

psi (mín.)

(MPa)

% (mín.)

(máx.)

35,000

245

80,000

550

45

217 Brinell

 

 

Datos de fabricación

La aleación 310 se puede soldar y procesar fácilmente mediante prácticas de fabricación estándar en el taller.

Conformado en caliente

Caliente uniformemente a 1742 - 2192 ° F (950 - 1200 ° C). Después de la formación en caliente, se recomienda un recocido final a 1832 - 2101 ° F (1000 - 1150 ° C) seguido de un enfriamiento rápido.

Conformado en frío

La aleación es bastante dúctil y se forma de una manera muy similar a la 316. No se recomienda el conformado en frío de piezas con exposición prolongada a altas temperaturas, ya que la aleación está sujeta a precipitaciones de carburo y precipitantes de fase sigma.

 

Soldadura

La aleación 310 se puede soldar fácilmente mediante la mayoría de los procesos estándar, incluidos TIG, PLASMA, MIG, SMAW, SAW y FCAW.