Je li 308 ili 309 bolji za nehrđajući čelik?

Kada je u pitanjuzavarivanje nehrđajućeg čelika s nehrđajućim čelikom, jedno od najčešćih pitanja koje inženjeri i proizvođači postavljaju je:
„Trebam li koristiti dodatni metal 308 ili 309?“

I 308 i 309 suaustenitni dodatni materijali od nehrđajućeg čelikaširoko se koriste u izradi i popravku konstrukcija od nehrđajućeg čelika. Međutim, služe različitim svrhama ovisno osastav osnovnog metala, uvjeti zavarivanja i radno okruženje.

U ovom detaljnom članku,SAKYSTEEL, globalni proizvođač i izvoznik nehrđajućeg čelika, objašnjavarazlike između dodatnih metala od nehrđajućeg čelika 308 i 309, njihove kemijske i metalurške karakteristike te koji je bolji za zavarivanje nehrđajućeg čelika.

1. Uvod u nehrđajuće čelike 308 i 309

Nehrđajući čelik 308

Nehrđajući čelik 308(UNS S30800) jeaustenitna legura kroma i niklaprvenstveno namijenjen za zavarivanjeNehrđajući čelici 304 i 304LSadrži oko20% kromai10% nikla, što mu daje izvrsnu otpornost na koroziju i dobru zavarljivost.

Zbog sličnog sastava kao i 304, 308 je punilostandardni izborprilikom spajanja nehrđajućih čelika 304 s 304 ili drugih nehrđajućih čelika serije 300 u neagresivnim okruženjima.

Nehrđajući čelik 309

Nehrđajući čelik 309(UNS S30900) je također austenitna legura kroma i nikla, ali sadrživiši krom (≈23%)inikal (≈13%)nego 308. Zbog toga je višeotporan na oksidaciju, termički umor i stvaranje kamenca na visokim temperaturama.

Izvorno razvijen kaotoplinski otporna klasa, 309 se sada također koristi kaoprijelazni metal za punjenjeza spajanje različitih nehrđajućih čelika i za zavarivanje između nehrđajućeg čelika i ugljičnog čelika.

2. Kemijski sastav

Kemijski sastav određuje kako se svaka legura ponaša tijekom i nakon zavarivanja.

• Sastav nehrđajućeg čelika 308:

  • Krom: 19–21%

  • Nikal: 9–11%

  • Ugljik: ≤0,08%

  • Mangan: ≤2%

  • Silicij: ≤1%

• Sastav nehrđajućeg čelika 309:

  • Krom: 22–24%

  • Nikal: 12–15%

  • Ugljik: ≤0,08%

  • Mangan: ≤2%

  • Silicij: ≤1%

Ključna razlika:

309 imaveći sadržaj legure, poboljšavajući otpornost natoplina i oksidacijaali čineći to maloskupljinego 308.

3. Mikrostruktura i metalurške karakteristike

I 308 i 309 suaustenitninehrđajući čelici, što znači da je njihova kristalna strukturaplošno centriran kubični (FCC)To im daje izvrsnu duktilnost, žilavost i otpornost na koroziju.

Međutim, njihovsadržaj feritanakon skrućivanja razlikuje se:

• Zavar 308 obično sadrži3–10% ferita, što smanjuje vruće pukotine.

• Zavar 309 obično imaveći sadržaj ferita(do 15%), poboljšavajući otpornost na pucanje pri skrućivanju pod utjecajem visoke temperature.

Dakle, 309 je bolji zazavarivanje debljih dijelova ili materijala s visokim unosom topline, gdje je pucanje zabrinjavajuće.

4. Primjena zavarivanja čelika 308

308 dodatni metalje industrijski standard za zavarivanjeaustenitni nehrđajući čelicikao što su 304, 304L i 301.

Tipične upotrebe:

• Zavarivanje304/304L do 304/304L

• Izradaspremnici, cijevi i strukturne komponente

• Oprema za preradu hrane i pića

• Arhitektonske i dekorativne primjene

308L (verzija s niskim udjelom ugljika) često se koristi za sprječavanjetaloženje karbidai održavati otpornost na koroziju uzavareni spojevibez toplinske obrade nakon zavarivanja.

Prednosti 308:

• Izvrsno odgovara za 304 i slične nehrđajuće čelike

• Dobar izgled zavara i lako uklanjanje troske

• Održava otpornost na koroziju u većini okruženja

Ograničenja:

• Nije idealno za rad na visokim temperaturama iznad 800°C

• Nije prikladno za spajanje nehrđajućeg čelika s ugljičnim čelikom

5. Primjena zavarivanja čelika 309

309 dodatni metalje dizajniran zaveći sadržaj legureišira kompatibilnostnego 308.

Tipične upotrebe:

• Zavarivanjenehrđajući čelik do ugljičnog čelika ili niskolegiranog čelika

• Pridruživanjerazličiti nehrđajući čelici(npr. 304 do 310 ili 316 do 321)

• Popravno zavarivanje nepoznatih vrsta nehrđajućeg čelika

• Komponente otporne na visoke temperature, kao što sudijelovi peći, izmjenjivači topline i ispušni sustavi

Veći sadržaj kroma i nikla u čeliku 309 omogućuje mu datolerirati neusklađenost sastavaizmeđu različitih legura bez pucanja ili korozije.

Prednosti 309:

• Izvrsna otpornost na oksidaciju i stvaranje kamenca do 1100°C

• Vrhunska tolerancija za miješane ili nepoznate osnovne metale

• Smanjena sklonost pucanju tijekom zavarivanja pri visokim temperaturama

Ograničenja:

• Nešto skuplji od 308

• Prekomjerno usklađivanje sastava može smanjiti duktilnost za zavare tankih limova

6. Otpornost na koroziju

Obje vrste pružaju izvrsnu otpornost na koroziju, ali radno okruženje određuje koja od njih daje bolje rezultate.

• 308:Izvanredan uatmosferski i blagi kemijski uvjeti, slično nehrđajućem čeliku 304.

• 309:Superiorniji uoksidirajućim i visokotemperaturnim okruženjima, tolerira toplinske cikluse bez stvaranja kamenca ili naugljičenja.

Zamorski ili kloridima bogati okolišiNi 308 ni 309 ne daju tako dobre rezultate kao vrste koje sadrže molibden poput 316 ili 317.

Međutim, zaindustrijska oprema za grijanje i prijelazni spojevi, 309 jasno nadmašuje 308.

7. Otpornost na visoke temperature

Ovo je jedna od najvažnijih razlika između 308 i 309.

• 308:Dobro se ponaša do870°C (1600°F)prije gubitka čvrstoće i otpornosti na oksidaciju.

• 309:Održava integritet do1100°C (2010°F), što ga čini idealnim zapeći i ispušni sustavi.

Dakle, ako je zavareni spoj izloženkontinuirano ili cikličko zagrijavanje, 309 je bolji izbor.

8. Mehanička svojstva

Tipična mehanička svojstva za oba dodatna metala (uvjeti zavara):

• 308:

  • Vlačna čvrstoća: ~550 MPa

  • Granica razvlačenja: ~350 MPa

  • Istezanje: 35%

• 309:

  • Vlačna čvrstoća: ~620 MPa

  • Granica razvlačenja: ~420 MPa

  • Istezanje: 35%

Zaključak:
Zavareni spojevi čelika 309 su jači i otporniji na deformacije pri visokim temperaturama, dok su zavareni spojevi čelika 308 duktilniji i lakši za završnu obradu za estetske ili sanitarne primjene.

9. Zavarljivost i izrada

I 308 i 309 imajuizvrsna zavarljivosti može se koristiti sa svim uobičajenim procesima —GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (štap) i FCAW (punjeno žigom).

Međutim, uzmite u obzir sljedeće:

• Koristiti308Lpri zavarivanju nehrđajućih čelika s niskim udjelom ugljika kako bi se spriječila interkristalna korozija.

• Koristiti309prilikom spajanja različitih metala ili kada točan sastav baze nije poznat.

Kako bi se izbjeglo pucanje,kontrolirati unos toplineiodržavati međuslojne temperature ispod 150°C.

10. Odgovarajući osnovni metali

Opće pravilo: