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.
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 240ASME........ 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.37,89 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 psi196 GPa
Conductividad térmica 212 °F (100 °C)
8.0 BTU/hr/ft2/ft/°F10,8 W/m-°K
Rango de fusión
2470 – 2555 °F1354 – 1402°C
Resistividad eléctrica
30,7 microhm-in a 68 °C78,0 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.