É mellor o aceiro inoxidable 308 ou 309 que o aceiro inoxidable?

Cando se trata desoldadura de aceiro inoxidable a aceiro inoxidable, unha das preguntas máis frecuentes que fan os enxeñeiros e fabricantes é:
"Debería usar metal de recheo 308 ou 309?"

Tanto o 308 como o 309 sonmateriais de recheo de aceiro inoxidable austeníticoamplamente utilizados na fabricación e reparación de estruturas de aceiro inoxidable. Non obstante, serven para diferentes fins dependendo docomposición do metal base, condicións de soldadura e ambiente de servizo.

Neste artigo detallado,SAKYSTEEL, un fabricante e exportador mundial de aceiro inoxidable, explica odiferenzas entre os metais de recheo de aceiro inoxidable 308 e 309, as súas características químicas e metalúrxicas e cal delas ten un mellor rendemento para aplicacións de soldadura de inoxidable a inoxidable.

1. Introdución aos aceiros inoxidables 308 e 309

Aceiro inoxidable 308

Aceiro inoxidable 308(UNS S30800) é unaliaxe austenítica de cromo-níqueldeseñado principalmente para soldaduraAceiros inoxidables 304 e 304LContén arredor de20 % de cromoe10 % de níquel, o que lle confire unha excelente resistencia á corrosión e unha boa soldabilidade.

Debido á súa composición similar á 304, o recheo 308 é oelección estándarao unir aceiros inoxidables de 304 a 304 ou outros aceiros inoxidables da serie 300 en ambientes non severos.

Aceiro inoxidable 309

Aceiro inoxidable 309(UNS S30900) é tamén unha aliaxe austenítica de cromo-níquel, pero conténcromo superior (≈23%)eníquel (≈13%)que 308. Isto faino máisresistente á oxidación, á fatiga térmica e á descamación a altas temperaturas.

Desenvolvido orixinalmente como ungrao resistente á calor, 309 agora tamén se usa como ametal de recheo de transiciónpara unir aceiros inoxidables diferentes e para soldar entre aceiro inoxidable e aceiro ao carbono.

2. Composición química

A composición química determina o comportamento de cada aliaxe durante e despois da soldadura.

• Composición do aceiro inoxidable 308:

  • Cromo: 19–21%

  • Níquel: 9–11%

  • Carbono: ≤0,08%

  • Manganeso: ≤2%

  • Silicio: ≤1%

• Composición do aceiro inoxidable 309:

  • Cromo: 22–24%

  • Níquel: 12–15%

  • Carbono: ≤0,08%

  • Manganeso: ≤2%

  • Silicio: ≤1%

Diferenza clave:

309 tenmaior contido de aliaxe, mellorando a resistencia acalor e oxidaciónpero facéndoo lixeiramentemáis caroque 308.

3. Microestrutura e características metalúrxicas

Tanto o 308 como o 309 sonausteníticoaceiros inoxidables, o que significa que a súa estrutura cristalina écúbica centrada nas caras (FCC)Isto lles dá unha excelente ductilidade, tenacidade e resistencia á corrosión.

Non obstante, os seuscontido de ferritadespois da solidificación difire:

• O metal de soldadura 308 contén normalmente3–10 % de ferrita, o que reduce as fisuras en quente.

• O metal de soldadura 309 tende a termaior contido de ferrita(ata un 15 %), mellorando a resistencia á solidificación mediante fisuración a altas temperaturas.

Polo tanto, 309 é mellor parasoldar seccións ou materiais máis grosos con alta entrada de calor, onde as fendas son unha preocupación.

4. Aplicacións de soldadura de 308

308 metal de recheoé o estándar da industria para a soldaduraaceiros inoxidables austeníticoscomo 304, 304L e 301.

Usos típicos:

• Soldadura304/304L a 304/304L

• Fabricación detanques, tubaxes e compoñentes estruturais

• Equipos de procesamento de alimentos e bebidas

• Aplicacións arquitectónicas e decorativas

O 308L (versión baixa en carbono) úsase a miúdo para evitarprecipitación de carburose manter a resistencia á corrosión enunións soldadassen tratamento térmico posterior á soldadura.

Vantaxes do 308:

• Excelente combinación para aceiros inoxidables 304 e similares

• Boa aparencia da soldadura e fácil eliminación da escoria

• Mantén a resistencia á corrosión na maioría dos ambientes

Limitacións:

• Non é ideal para servizos a altas temperaturas por riba dos 800 °C

• Non axeitado para unir aceiro inoxidable con aceiro ao carbono

5. Aplicacións de soldadura de 309

309 metal de recheoestá deseñado paramaior contido de aliaxeecompatibilidade máis amplaque 308.

Usos típicos:

• Soldaduraaceiro inoxidable a aceiro ao carbono ou aceiro de baixa aliaxe

• Uniéndoseaceiros inoxidables diferentes(por exemplo, de 304 a 310 ou de 316 a 321)

• Reparación de soldaduras de aceiro inoxidable descoñecido

• Compoñentes de alta temperatura comopezas de forno, intercambiadores de calor e sistemas de escape

O maior contido de cromo e níquel do 309 permítelletolerar a discrepancia de composiciónentre diferentes aliaxes sen rachar nin corroerse.

Vantaxes do 309:

• Excelente resistencia á oxidación e á incrustación ata 1100 °C

• Tolerancia superior para metais base mesturados ou descoñecidos

• Redución da tendencia á formación de gretas durante a soldadura a alta temperatura

Limitacións:

• Lixeiramente máis caro que o 308

• Unha composición excesivamente axustada pode reducir a ductilidade das soldaduras de láminas delgadas

6. Resistencia á corrosión

Ambos os graos ofrecen unha excelente resistencia á corrosión, pero o ambiente de servizo determina cal deles ten un mellor rendemento.

• 308:Destacado encondicións atmosféricas e químicas suaves, semellante ao aceiro inoxidable 304.

• 309:Superior enambientes oxidantes e de alta temperatura, tolerando ciclos térmicos sen descamación nin carburación.

Paraambientes mariños ou ricos en cloruros, nin o 308 nin o 309 teñen un rendemento tan bo como os graos que conteñen molibdeno, como o 316 ou o 317.

Non obstante, paraequipos de calor industrial e xuntas de transición, 309 supera claramente a 308.

7. Resistencia a altas temperaturas

Esta é unha das diferenzas máis importantes entre o 308 e o 309.

• 308:Ten un bo rendemento ata870 °C (1600 °F)antes de perder forza e resistencia á oxidación.

• 309:Mantén a integridade ata1100 °C (2010 °F), o que o fai ideal parasistemas de forno e extracción.

Entón, se a unión soldada está exposta aquecemento continuo ou cíclico, 309 é a mellor opción.

8. Propiedades mecánicas

Propiedades mecánicas típicas para ambos metais de aporte (condición de depósito de soldadura):

• 308:

  • Resistencia á tracción: ~550 MPa

  • Resistencia elástica: ~350 MPa

  • Alongamento: 35%

• 309:

  • Resistencia á tracción: ~620 MPa

  • Resistencia elástica: ~420 MPa

  • Alongamento: 35%

Conclusión:
As soldaduras 309 son máis fortes e resistentes á deformación a altas temperaturas, mentres que as soldaduras 308 son máis dúctiles e fáciles de rematar para aplicacións estéticas ou sanitarias.

9. Soldabilidade e fabricación

Tanto o 308 como o 309 teñenexcelente soldabilidadee pódese usar con todos os procesos habituais —GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (Stick) e FCAW (Flux-Cored).

Non obstante, teña en conta o seguinte:

• Usar308Lao soldar aceiros inoxidables con baixo contido en carbono para evitar a corrosión intergranular.

• Usar309ao unir metais disímiles ou cando se descoñece a composición exacta da base.

Para evitar rachaduras,controlar a entrada de caloremanter as temperaturas entre pasadas por debaixo dos 150 °C.

10. Metais base coincidentes

Unha regra xeral: