ステンレス鋼同士の接合には、308と309のどちらが適していますか？

に関して言えばステンレス鋼とステンレス鋼の溶接エンジニアや製造業者からよく寄せられる質問の一つは次のとおりです。
「溶加材には308と309のどちらを使うべきでしょうか？」

308と309は両方ともオーステナイト系ステンレス鋼充填材ステンレス鋼構造物の製造および修理に広く使用されています。ただし、用途に応じて異なる目的に使用されます。母材の組成、溶接条件、および使用環境.

この詳細な記事では、サキースティール世界的なステンレス鋼メーカー兼輸出業者である は、308ステンレス鋼と309ステンレス鋼の溶加材の違いそれらの化学的および冶金学的特性、そしてステンレス鋼同士の溶接用途においてどちらがより優れた性能を発揮するか。

1. 308および309ステンレス鋼の概要

308ステンレス鋼

308ステンレス鋼(UNS S30800)はオーステナイト系クロムニッケル合金主に溶接用に設計されています304および304Lステンレス鋼約クロム20％そしてニッケル10％これにより、優れた耐食性と良好な溶接性を実現しています。

304と組成が似ているため、308フィラーは標準選択304ステンレス鋼同士、または他の300系ステンレス鋼を非過酷な環境で接合する場合。

309ステンレス鋼

309ステンレス鋼(UNS S30900)もオーステナイト系クロムニッケル合金ですが、クロム含有量が高い（約23％）そしてニッケル（約13％）308より多い。高温下でも酸化、熱疲労、スケール発生に強い.

元々は耐熱グレード309は現在、遷移金属充填材異種ステンレス鋼の接合、およびステンレス鋼と炭素鋼の溶接に使用されます。

2. 化学組成

化学組成によって、各合金の溶接中および溶接後の性能​​が決まります。

• 308ステンレス鋼の構成：

  • クロム：19～21％

  • ニッケル：9～11％

  • 炭素含有量：≤0.08%

  • マンガン：2％以下

  • シリコン：1％以下

• 309ステンレス鋼の構成：

  • クロム：22～24％

  • ニッケル：12～15％

  • 炭素含有量：≤0.08%

  • マンガン：2％以下

  • シリコン：1％以下

主な違い：

309は合金含有量が高い耐性を向上させる熱と酸化しかし、少しより高価308以上。

3．微細構造と冶金学的特性

308と309は両方ともオーステナイトステンレス鋼とは、結晶構造が面心立方格子（FCC）これにより、優れた延性、靭性、耐腐食性が得られます。

しかし、彼らのフェライト含有量凝固後の違い：

• 308溶接金属は通常、フェライト含有量3～10％これにより、高温割れが軽減されます。

• 309溶接金属は、フェライト含有量が高い（最大15％）、高温下での凝固割れに対する耐性を向上させる。

したがって、309 は厚い部分や高熱入力の材料を溶接するひび割れが懸念される場合。

4. 308の溶接用途

308溶加材溶接の業界標準ですオーステナイト系ステンレス鋼例えば、304、304L、301など。

典型的な用途：

• 溶接304/304Lから304/304L

• 製造タンク、配管、構造部品

• 食品・飲料加工機器

• 建築および装飾用途

308L（低炭素バージョン）は、炭化物析出腐食耐性を維持する溶接されたままの継手溶接後熱処理なし。

308の利点：

• 304および類似のステンレス鋼との相性が抜群です。

• 溶接部の外観が良好で、スラグの除去も容易です。

• ほとんどの環境下で耐腐食性を維持します。

制限事項：

• 800℃を超える高温環境での使用には適していません。

• ステンレス鋼と炭素鋼の接合には適していません。

5. 309の溶接用途

309溶加材設計対象合金含有量が高いそしてより幅広い互換性308以上。

典型的な用途：

• 溶接ステンレス鋼から炭素鋼または低合金鋼へ

• 接合異種ステンレス鋼（例：304～310、または316～321）

• 未知のステンレス鋼の溶接補修

• 高温部品炉部品、熱交換器、排気システム

309はクロムとニッケルの含有量が高いため、組成の不一致を許容する異なる合金間でも、亀裂や腐食を起こさずに済む。

309の利点：

• 1100℃までの耐熱性、耐酸化性、耐スケール性に優れています。

• 混合金属または未知の卑金属に対する優れた耐性

• 高温溶接時の割れ発生傾向を低減

制限事項：

• 308より少し高価

• 組成の過剰一致は、薄板溶接部の延性を低下させる可能性がある。

6. 耐腐食性

どちらのグレードも優れた耐食性を備えていますが、どちらがより優れた性能を発揮するかは使用環境によって異なります。

• 308:傑出した大気条件および穏やかな化学条件304ステンレス鋼に似ています。

• 309:優れている酸化環境および高温環境スケールや浸炭を起こさずに熱サイクルに耐える。

のために海洋環境または塩化物濃度の高い環境308も309も、316や317のようなモリブデン含有グレードほど優れた性能を発揮しない。

しかし、工業用加熱装置および移行継手309は明らかに308を上回っている。

7. 高温耐性

これは308と309の最も重要な違いの一つです。

• 308:性能は良好で、870℃（1600°F）強度と耐酸化性を失う前に。

• 309:完全性を維持する1100℃（2010°F）そのため、炉および排気システム.

したがって、溶接継手が連続加熱または周期加熱, 309の方が良い選択です.

8. 機械的特性

両方の溶加材の代表的な機械的特性（溶着状態）：

• 308:

  • 引張強度：約550MPa

  • 降伏強度：約350MPa

  • 伸び率：35％

• 309:

  • 引張強度：約620MPa

  • 降伏強度：約420MPa

  • 伸び率：35％

結論：
309溶接部は強度が高く、高温変形に対する耐性も優れている一方、308溶接部は延性に優れ、美観や衛生面を考慮した仕上げ加工が容易である。

9. 溶接性および加工性

308と309の両方には優れた溶接性そして、あらゆる一般的なプロセスで使用できます。GTAW (TIG)、GMAW (MIG)、SMAW (スティック)、FCAW (磁芯).

しかし、以下の点を考慮してください。

• 使用308L低炭素ステンレス鋼を溶接する際に、粒界腐食を防止するため。

• 使用309異種金属を接合する場合、または正確な基本組成が不明な場合。

ひび割れを防ぐために、熱入力の制御そして層間温度を150℃以下に維持する.

10. ベースメタルのマッチング

一般的な目安として：