Je pro nerezovou ocel lepší 308 nebo 309?

Když jde osvařování nerezové oceli s nerezovou ocelí, jednou z nejčastějších otázek, které si inženýři a výrobci kladou, je:
„Mám použít přídavný kov 308 nebo 309?“

Jak 308, tak 309 jsoupřídavné materiály z austenitické nerezové oceliširoce používané při výrobě a opravách konstrukcí z nerezové oceli. Slouží však různým účelům v závislosti nasložení základního kovu, podmínky svařování a provozní prostředí.

V tomto podrobném článkuSAKYSTEEL, globální výrobce a vývozce nerezové oceli, vysvětlujerozdíly mezi přídavnými kovy z nerezové oceli 308 a 309, jejich chemické a metalurgické vlastnosti a který z nich je vhodnější pro svařování nerezových ocelí.

1. Úvod do nerezových ocelí 308 a 309

Nerezová ocel 308

Nerezová ocel 308(UNS S30800) jeaustenitická chromniklová slitinaurčené primárně pro svařováníNerezové oceli 304 a 304LObsahuje přibližně20 % chromua10 % niklu, což mu dává vynikající odolnost proti korozi a dobrou svařitelnost.

Díky svému podobnému složení jako ocel 304 je ocel 308 plnivemstandardní volbapři spojování nerezových ocelí 304 s 304 nebo jiných nerezových ocelí řady 300 v nenáročných podmínkách.

Nerezová ocel 309

Nerezová ocel 309(UNS S30900) je také austenitická chromniklová slitina, ale obsahujevyšší obsah chromu (≈23 %)anikl (≈13 %)než 308. Díky tomu je to víceodolné vůči oxidaci, tepelné únavě a tvorbě okuků při vysokých teplotách.

Původně vyvinuto jakožáruvzdorná třída, 309 se nyní používá také jakopřechodový přídavný kovpro spojování rozdílných nerezových ocelí a pro svařování mezi nerezovou a uhlíkovou ocelí.

2. Chemické složení

Chemické složení určuje, jak se každá slitina chová během svařování a po něm.

• Složení nerezové oceli 308:

  • Chrom: 19–21 %

  • Nikl: 9–11 %

  • Uhlík: ≤0,08 %

  • Mangan: ≤2 %

  • Křemík: ≤1%

• Složení nerezové oceli 309:

  • Chrom: 22–24 %

  • Nikl: 12–15 %

  • Uhlík: ≤0,08 %

  • Mangan: ≤2 %

  • Křemík: ≤1%

Klíčový rozdíl:

309 mávyšší obsah slitiny, čímž se zlepšuje odolnost vůčiteplo a oxidaceale trochu to dělámdražšínež 308.

3. Mikrostruktura a metalurgické vlastnosti

Jak 308, tak 309 jsouaustenitickénerezové oceli, což znamená, že jejich krystalová struktura jeplošně centrovaný kubický (FCC)Díky tomu mají vynikající tažnost, houževnatost a odolnost proti korozi.

Nicméně, jejichobsah feritupo ztuhnutí se liší:

• Svarový kov 308 obvykle obsahuje3–10 % feritu, což snižuje praskání za tepla.

• Svarový kov 309 má tendenci mítvyšší obsah feritu(až o 15 %), což zlepšuje odolnost proti praskání při tuhnutí za vysoké teploty.

309 je tedy lepší prosvařování silnějších profilů nebo materiálů s vysokým tepelným příkonem, kde je praskání problémem.

4. Svařovací aplikace oceli 308

přídavný kov 308je průmyslovým standardem pro svařováníaustenitické nerezové ocelijako 304, 304L a 301.

Typické použití:

• Svařování304/304L až 304/304L

• Výrobanádrže, potrubí a konstrukční prvky

• Zařízení pro zpracování potravin a nápojů

• Architektonické a dekorativní aplikace

308L (nízkouhlíková verze) se často používá k prevencisrážení karbidůa udržovat odolnost proti korozisvařované spojebez tepelného zpracování po svařování.

Výhody 308:

• Vynikající volba pro nerezové oceli 304 a podobné

• Dobrý vzhled svaru a snadné odstraňování strusky

• Zachovává odolnost proti korozi ve většině prostředí

Omezení:

• Není ideální pro provoz při vysokých teplotách nad 800 °C

• Není vhodné pro spojování nerezové oceli s uhlíkovou ocelí

5. Svařovací aplikace oceli 309

309 přídavný kovje určen provyšší obsah slitinyaširší kompatibilitanež 308.

Typické použití:

• Svařovánínerezová ocel až uhlíková ocel nebo nízkolegovaná ocel

• Připojováníodlišné nerezové oceli(např. 304 až 310 nebo 316 až 321)

• Opravné svařování neznámých jakostí nerezové oceli

• Vysokoteplotní komponenty, jako napříkladčásti pece, výměníky tepla a výfukové systémy

Vyšší obsah chromu a niklu u oceli 309 umožňujetolerovat nesoulad ve složenímezi různými slitinami bez praskání nebo koroze.

Výhody 309:

• Vynikající odolnost proti oxidaci a tvorbě vodního kamene až do 1100 °C

• Vynikající tolerance pro smíšené nebo neznámé základní kovy

• Snížený sklon k praskání při svařování za vysoké teploty

Omezení:

• O něco dražší než 308

• Nadměrné složení může snížit tažnost svařovaných tenkých plechů

6. Odolnost proti korozi

Oba druhy poskytují vynikající odolnost proti korozi, ale ten, který z nich má lepší vlastnosti, určuje provozní prostředí.

• 308:Vynikající vatmosférické a mírné chemické podmínky, podobný nerezové oceli 304.

• 309:Vynikající voxidační a vysokoteplotní prostředí, snášející tepelné cykly bez tvorby okujů nebo nauhličování.

Promořské nebo na chloridy bohaté prostředíAni 308, ani 309 nefungují tak dobře jako třídy obsahující molybden, jako je 316 nebo 317.

Nicméně, proprůmyslová tepelná zařízení a přechodové spoje, 309 jasně překonává 308.

7. Odolnost vůči vysokým teplotám

Toto je jeden z nejdůležitějších rozdílů mezi 308 a 309.

• 308:Dobře funguje až do870 °C (1600 °F)před ztrátou pevnosti a odolnosti proti oxidaci.

• 309:Zachovává integritu až do1100 °C (2010 °F), díky čemuž je ideální propece a výfukové systémy.

Takže, pokud je svařovaný spoj vystavennepřetržitý nebo cyklický ohřev, 309 je lepší volba.

8. Mechanické vlastnosti

Typické mechanické vlastnosti obou přídavných materiálů (podmínky svarového návaru):

• 308:

  • Pevnost v tahu: ~550 MPa

  • Mez kluzu: ~350 MPa

  • Protažení: 35%

• 309:

  • Pevnost v tahu: ~620 MPa

  • Mez kluzu: ~420 MPa

  • Protažení: 35%

Závěr:
Svary oceli 309 jsou pevnější a odolnější vůči deformaci za vysokých teplot, zatímco svary oceli 308 jsou tvárnější a snáze se dokončují pro estetické nebo hygienické účely.

9. Svařitelnost a výroba

Jak 308, tak 309 majívynikající svařitelnosta lze jej použít se všemi běžnými procesy –GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (Stick) a FCAW (Flux-Cored).

Zvažte však následující:

• Použití308Lpři svařování nízkouhlíkových nerezových ocelí k prevenci mezikrystalové koroze.

• Použití309při spojování různých kovů nebo když přesné základní složení není známo.

Aby se zabránilo praskání,regulace tepelného příkonuaudržovat mezivrstvé teploty pod 150 °C.

10. Párování základních kovů

Obecné pravidlo: