Per la saldatura dell'acciaio inossidabile, è meglio l'acciaio 308 o il 309?

Quando si tratta disaldatura acciaio inossidabile su acciaio inossidabileUna delle domande più frequenti che ingegneri e costruttori si pongono è:
“Devo usare il materiale d'apporto 308 o 309?”

Sia il 308 che il 309 sonomateriali di riempimento in acciaio inossidabile austeniticoampiamente utilizzati nella fabbricazione e riparazione di strutture in acciaio inossidabile. Tuttavia, servono a scopi diversi a seconda dell'composizione del metallo base, condizioni di saldatura e ambiente di servizio.

In questo articolo dettagliato,SAKYSTEEL, un produttore ed esportatore globale di acciaio inossidabile, spiega ildifferenze tra i metalli d'apporto per acciaio inossidabile 308 e 309le loro caratteristiche chimiche e metallurgiche e quale dei due offre prestazioni migliori per le applicazioni di saldatura acciaio inossidabile.

1. Introduzione agli acciai inossidabili 308 e 309

Acciaio inossidabile 308

acciaio inossidabile 308(UNS S30800) è unlega austenitica di cromo-nichelprogettato principalmente per la saldaturaacciai inossidabili 304 e 304LContiene circa20% di cromoE10% di nichel, conferendogli un'eccellente resistenza alla corrosione e una buona saldabilità.

A causa della sua composizione simile al 304, il riempitivo 308 è ilscelta standardquando si uniscono acciai inossidabili 304 o 304 o altri acciai inossidabili della serie 300 in ambienti non aggressivi.

Acciaio inossidabile 309

acciaio inossidabile 309(UNS S30900) è anche una lega austenitica di cromo-nichel, ma contienepiù cromo (≈23%)Enichel (≈13%)di 308. Questo lo rende piùresistente all'ossidazione, alla fatica termica e alla formazione di incrostazioni ad alte temperature.

Originariamente sviluppato come ungrado resistente al calore, 309 è ora utilizzato anche comemetallo di riempimento di transizioneper unire acciai inossidabili diversi e per saldare tra acciaio inossidabile e acciaio al carbonio.

2. Composizione chimica

La composizione chimica determina il comportamento di ciascuna lega durante e dopo la saldatura.

• Composizione dell'acciaio inossidabile 308:

  • Cromo: 19–21%

  • Nichel: 9–11%

  • Carbonio: ≤0,08%

  • Manganese: ≤2%

  • Silicio: ≤1%

• Composizione dell'acciaio inossidabile 309:

  • Cromo: 22–24%

  • Nichel: 12–15%

  • Carbonio: ≤0,08%

  • Manganese: ≤2%

  • Silicio: ≤1%

Differenza fondamentale:

309 hamaggiore contenuto di lega, migliorando la resistenza acalore e ossidazionema rendendolo leggermentepiù costosorispetto a 308.

3. Microstruttura e caratteristiche metallurgiche

Sia il 308 che il 309 sonoausteniticoacciai inossidabili, il che significa che la loro struttura cristallina ècubica a facce centrate (FCC)Ciò conferisce loro un'eccellente duttilità, tenacità e resistenza alla corrosione.

Tuttavia, il lorocontenuto di ferritedopo la solidificazione differisce:

• Il metallo di saldatura 308 in genere contiene3–10% di ferrite, che riduce le cricche a caldo.

• Il metallo di saldatura 309 tende ad averemaggiore contenuto di ferrite(fino al 15%), migliorando la resistenza alla fessurazione da solidificazione ad alte temperature.

Pertanto, 309 è migliore persaldatura di sezioni più spesse o materiali con elevato apporto termico, dove la formazione di crepe rappresenta un problema.

4. Applicazioni di saldatura dell'acciaio 308

metallo d'apporto 308è lo standard industriale per la saldaturaacciai inossidabili austeniticicome 304, 304L e 301.

Usi tipici:

• Saldatura304/304L a 304/304L

• Fabbricazione diserbatoi, tubazioni e componenti strutturali

• Attrezzature per la lavorazione di alimenti e bevande

• Applicazioni architettoniche e decorative

Il 308L (versione a basso tenore di carbonio) viene spesso utilizzato per prevenireprecipitazione di carburie mantenere la resistenza alla corrosione ingiunzioni saldatesenza trattamento termico post-saldatura.

Vantaggi del 308:

• Ottima compatibilità con l'acciaio inossidabile 304 e simili.

• Ottimo aspetto della saldatura e facile rimozione delle scorie.

• Mantiene la resistenza alla corrosione nella maggior parte degli ambienti

Limitazioni:

• Non ideale per applicazioni ad alta temperatura superiori a 800 °C.

• Non adatto per unire acciaio inossidabile e acciaio al carbonio.

5. Applicazioni di saldatura dell'acciaio 309

metallo d'apporto 309è progettato permaggiore contenuto di legaEmaggiore compatibilitàrispetto a 308.

Usi tipici:

• Saldaturaacciaio inossidabile, acciaio al carbonio o acciaio a bassa lega

• Aderendoacciai inossidabili dissimili(ad esempio, da 304 a 310, oppure da 316 a 321)

• Riparazione mediante saldatura di acciaio inossidabile di qualità sconosciuta

• Componenti ad alta temperatura comecomponenti per forni, scambiatori di calore e sistemi di scarico

Il contenuto più elevato di cromo e nichel del 309 gli consente ditollerare la discrepanza di composizionetra leghe diverse senza crepe o corrosione.

Vantaggi del 309:

• Eccellente resistenza all'ossidazione e alla formazione di incrostazioni fino a 1100 °C.

• Elevata tolleranza per metalli di base misti o sconosciuti

• Riduzione della tendenza alla formazione di cricche durante la saldatura ad alta temperatura.

Limitazioni:

• Leggermente più costoso del 308

• Una composizione eccessiva può ridurre la duttilità delle saldature di lamiere sottili.

6. Resistenza alla corrosione

Entrambi i tipi offrono un'eccellente resistenza alla corrosione, ma l'ambiente di utilizzo determina quale dei due offre prestazioni migliori.

• 308:Eccezionale incondizioni atmosferiche e chimiche blandesimile all'acciaio inossidabile 304.

• 309:Superiore inambienti ossidanti e ad alta temperatura, tollerante ai cicli termici senza incrostazioni o carburazione.

Perambienti marini o ricchi di cloruro, né il 308 né il 309 offrono prestazioni pari a quelle dei gradi contenenti molibdeno come il 316 o il 317.

Tuttavia, perapparecchiature termiche industriali e giunti di transizione, 309 supera nettamente 308.

7. Resistenza alle alte temperature

Questa è una delle differenze più importanti tra il 308 e il 309.

• 308:Funziona bene fino a870 °C (1600 °F)prima di perdere forza e resistenza all'ossidazione.

• 309:Mantiene l'integrità fino a1100 °C (2010 °F), rendendolo ideale perforni e sistemi di aspirazione.

Quindi, se il giunto saldato è esposto ariscaldamento continuo o ciclico, 309 è la scelta migliore.

8. Proprietà meccaniche

Proprietà meccaniche tipiche per entrambi i materiali d'apporto (condizioni del deposito di saldatura):

• 308:

  • Resistenza alla trazione: ~550 MPa

  • Resistenza allo snervamento: ~350 MPa

  • Allungamento: 35%

• 309:

  • Resistenza alla trazione: ~620 MPa

  • Resistenza allo snervamento: ~420 MPa

  • Allungamento: 35%

Conclusione:
Le saldature 309 sono più resistenti e più adatte a sopportare deformazioni ad alta temperatura, mentre le saldature 308 sono più duttili e più facili da rifinire per applicazioni estetiche o sanitarie.

9. Saldabilità e fabbricazione

Sia il 308 che il 309 hannoeccellente saldabilitàe può essere utilizzato con tutti i processi comuni —GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (Stick) e FCAW (animato).

Tuttavia, si consideri quanto segue:

• Utilizzo308Ldurante la saldatura di acciai inossidabili a basso tenore di carbonio per prevenire la corrosione intergranulare.

• Utilizzo309quando si uniscono metalli diversi o quando non si conosce l'esatta composizione di base.

Per evitare crepe,controllo dell'apporto di caloreEmantenere le temperature tra i passaggi al di sotto dei 150 °C.

10. Abbinamento dei metalli di base

Una regola generale: