És millor el 308 o el 309 per a l'acer inoxidable que l'acer inoxidable?

Quan es tracta desoldadura d'acer inoxidable a acer inoxidable, una de les preguntes més freqüents que fan els enginyers i fabricants és:
"Hauria d'utilitzar metall d'aportació 308 o 309?"

Tant el 308 com el 309 sónmaterials de farciment d'acer inoxidable austeníticàmpliament utilitzat en la fabricació i reparació d'estructures d'acer inoxidable. Tanmateix, tenen finalitats diferents segons lacomposició del metall base, condicions de soldadura i entorn de servei.

En aquest article detallat,SAKYSTEEL, un fabricant i exportador mundial d'acer inoxidable, explica eldiferències entre els metalls de farciment d'acer inoxidable 308 i 309, les seves característiques químiques i metal·lúrgiques, i quin té un millor rendiment per a aplicacions de soldadura d'acer inoxidable a acer inoxidable.

1. Introducció als acers inoxidables 308 i 309

Acer inoxidable 308

acer inoxidable 308(UNS S30800) és unaliatge austenític de crom-níqueldissenyat principalment per a la soldaduraAcers inoxidables 304 i 304LConté al voltant de20% de cromi10% de níquel, donant-li una excel·lent resistència a la corrosió i una bona soldabilitat.

A causa de la seva composició similar a la 304, el farciment 308 és elopció estàndarden unir acers inoxidables de la sèrie 304 a 304 o altres acers inoxidables de la sèrie 300 en entorns no severs.

Acer inoxidable 309

acer inoxidable 309(UNS S30900) també és un aliatge austenític de crom-níquel, però contécrom més alt (≈23%)iníquel (≈13%)que 308. Això ho fa mésresistent a l'oxidació, la fatiga tèrmica i l'esquerdament a altes temperatures.

Originalment desenvolupat com agrau resistent a la calor, 309 ara també s'utilitza com ametall de farciment de transicióper unir acers inoxidables diferents i per soldar entre acer inoxidable i acer al carboni.

2. Composició química

La composició química determina el comportament de cada aliatge durant i després de la soldadura.

• Composició d'acer inoxidable 308:

  • Crom: 19–21%

  • Níquel: 9–11%

  • Carboni: ≤0,08%

  • Manganès: ≤2%

  • Silici: ≤1%

• Composició d'acer inoxidable 309:

  • Crom: 22–24%

  • Níquel: 12–15%

  • Carboni: ≤0,08%

  • Manganès: ≤2%

  • Silici: ≤1%

Diferència clau:

309 técontingut d'aliatge més alt, millorant la resistència acalor i oxidacióperò fent-ho lleugeramentmés carque 308.

3. Microestructura i característiques metal·lúrgiques

Tant el 308 com el 309 sónausteníticacers inoxidables, és a dir, la seva estructura cristal·lina éscúbica centrada en cares (FCC)Això els confereix una excel·lent ductilitat, tenacitat i resistència a la corrosió.

No obstant això, els seuscontingut de ferritadesprés de la solidificació difereix:

• El metall de soldadura 308 normalment conté3–10% de ferrita, cosa que redueix l'esquerdament en calent.

• El metall soldat 309 tendeix a tenircontingut més alt de ferrita(fins a un 15%), millorant la resistència a l'esquerdament per solidificació a alta temperatura.

Per tant, 309 és millor per asoldadura de seccions més gruixudes o materials amb una alta aportació de calor, on l'esquerdament és una preocupació.

4. Aplicacions de soldadura de 308

308 metall de farcimentés l'estàndard de la indústria per a la soldaduraacers inoxidables austeníticscom el 304, el 304L i el 301.

Usos típics:

• Soldadura304/304L a 304/304L

• Fabricació detancs, canonades i components estructurals

• Equips de processament d'aliments i begudes

• Aplicacions arquitectòniques i decoratives

El 308L (versió baixa en carboni) s'utilitza sovint per evitarprecipitació de carbursi mantenir la resistència a la corrosió enunions soldadessense tractament tèrmic posterior a la soldadura.

Avantatges del 308:

• Excel·lent combinació per a acers inoxidables 304 i similars

• Bon aspecte de soldadura i fàcil eliminació d'escòria

• Manté la resistència a la corrosió en la majoria d'entorns

Limitacions:

• No és ideal per a serveis a altes temperatures superiors a 800 °C

• No és adequat per unir acer inoxidable amb acer al carboni

5. Aplicacions de soldadura de 309

309 metall de farcimentestà dissenyat per acontingut d'aliatge més alticompatibilitat més àmpliaque 308.

Usos típics:

• Soldaduraacer inoxidable a acer al carboni o acer de baix aliatge

• Unint-seacers inoxidables diferents(p. ex., 304 a 310 o 316 a 321)

• Reparació de soldadura d'acer inoxidable de graus desconeguts

• Components d'alta temperatura com arapeces de forn, intercanviadors de calor i sistemes d'escapament

El contingut més elevat de crom i níquel del 309 li permettolerar la discrepància en la composicióentre diferents aliatges sense esquerdar-se ni corrosió.

Avantatges del 309:

• Excel·lent resistència a l'oxidació i a la descamació fins a 1100 °C

• Tolerància superior per a metalls base mixtos o desconeguts

• Reducció de la tendència a esquerdar-se durant la soldadura a alta temperatura

Limitacions:

• Una mica més car que el 308

• Una composició excessiva pot reduir la ductilitat de les soldadures de làmines primes

6. Resistència a la corrosió

Ambdós graus ofereixen una excel·lent resistència a la corrosió, però l'entorn de servei determina quin té un millor rendiment.

• 308:Destacat encondicions atmosfèriques i químiques suaus, similar a l'acer inoxidable 304.

• 309:Superior enambients oxidants i d'alta temperatura, tolerant cicles tèrmics sense escalat ni carburització.

Per aambients marins o rics en clorur, ni el 308 ni el 309 tenen un rendiment tan bo com els graus que contenen molibdè com el 316 o el 317.

No obstant això, per aequips de calor industrials i juntes de transició, 309 supera clarament 308.

7. Resistència a altes temperatures

Aquesta és una de les diferències més importants entre el 308 i el 309.

• 308:Té un bon rendiment fins a870 °C (1600 °F)abans de perdre força i resistència a l'oxidació.

• 309:Manté la integritat fins a1100 °C (2010 °F), fent-lo ideal per asistemes de forn i escapament.

Així doncs, si la unió soldada està exposada aescalfament continu o cíclic, El 309 és la millor opció.

8. Propietats mecàniques

Propietats mecàniques típiques per a tots dos metalls d'aportació (condició de dipòsit de soldadura):

• 308:

  • Resistència a la tracció: ~550 MPa

  • Límit elàstic: ~350 MPa

  • Elongació: 35%

• 309:

  • Resistència a la tracció: ~620 MPa

  • Límit elàstic: ~420 MPa

  • Elongació: 35%

Conclusió:
Les soldadures 309 són més fortes i resistents a la deformació a altes temperatures, mentre que les soldadures 308 són més dúctils i més fàcils d'acabar per a aplicacions estètiques o sanitàries.

9. Soldabilitat i fabricació

Tant el 308 com el 309 tenenexcel·lent soldabilitati es pot utilitzar amb tots els processos habituals —GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (Stick) i FCAW (Flux-Cored).

Tanmateix, tingueu en compte el següent:

• Ús308Len soldar acers inoxidables amb baix contingut en carboni per evitar la corrosió intergranular.

• Ús309quan uneixen metalls diferents o quan es desconeix la composició exacta de la base.

Per evitar esquerdes,controlar l'entrada de calorimantenir les temperatures entre passos per sota dels 150 °C.

10. Metalls base coincidents

Una regla general: