Adakah 308 atau 309 Lebih Baik untuk Keluli Tahan Karat ke Keluli Tahan Karat?

Apabila ia berkaitan dengankimpalan keluli tahan karat kepada keluli tahan karat, salah satu soalan paling lazim yang ditanya oleh jurutera dan pembuat fabrikasi ialah:
"Patutkah saya menggunakan logam pengisi 308 atau 309?"

Kedua-dua 308 dan 309 adalahbahan pengisi keluli tahan karat austenitdigunakan secara meluas dalam fabrikasi dan pembaikan struktur keluli tahan karat. Walau bagaimanapun, ia mempunyai tujuan yang berbeza bergantung padakomposisi logam asas, keadaan kimpalan dan persekitaran perkhidmatan.

Dalam artikel terperinci ini,SAKYSTEEL, pengeluar dan pengeksport keluli tahan karat global, menjelaskanperbezaan antara logam pengisi keluli tahan karat 308 dan 309, ciri kimia dan metalurginya, dan yang manakah berfungsi lebih baik untuk aplikasi kimpalan tahan karat kepada tahan karat.

1. Pengenalan kepada Keluli Tahan Karat 308 dan 309

Keluli Tahan Karat 308

Keluli tahan karat 308(UNS S30800) ialahaloi kromium-nikel austenitdireka terutamanya untuk kimpalanKeluli tahan karat 304 dan 304LIa mengandungi sekitar20% kromiumdan10% nikel, memberikannya rintangan kakisan yang sangat baik dan kebolehkimpalan yang baik.

Oleh kerana komposisinya yang serupa dengan 304, pengisi 308 adalahpilihan piawaiapabila menyambungkan 304 kepada 304 atau keluli tahan karat siri 300 yang lain dalam persekitaran yang tidak teruk.

Keluli Tahan Karat 309

Keluli tahan karat 309(UNS S30900) juga merupakan aloi kromium-nikel austenit, tetapi ia mengandungikromium yang lebih tinggi (≈23%)dannikel (≈13%)daripada 308. Ini menjadikannya lebihtahan terhadap pengoksidaan, keletihan haba dan penskalaan pada suhu tinggi.

Pada asalnya dibangunkan sebagaigred tahan haba, 309 kini juga digunakan sebagailogam pengisi peralihanuntuk menyambungkan keluli tahan karat yang berbeza dan untuk mengimpal antara keluli tahan karat dan keluli karbon.

2. Komposisi Kimia

Komposisi kimia menentukan prestasi setiap aloi semasa dan selepas kimpalan.

• Komposisi Keluli Tahan Karat 308:

  • Kromium: 19–21%

  • Nikel: 9–11%

  • Karbon: ≤0.08%

  • Mangan: ≤2%

  • Silikon: ≤1%

• Komposisi Keluli Tahan Karat 309:

  • Kromium: 22–24%

  • Nikel: 12–15%

  • Karbon: ≤0.08%

  • Mangan: ≤2%

  • Silikon: ≤1%

Perbezaan Utama:

309 mempunyaikandungan aloi yang lebih tinggi, meningkatkan daya tahan terhadaphaba dan pengoksidaantetapi menjadikannya sedikitlebih mahaldaripada 308.

3. Mikrostruktur dan Ciri-ciri Metalurgi

Kedua-dua 308 dan 309 adalahaustenitkeluli tahan karat, bermakna struktur kristalnyakubik berpusat muka (FCC)Ini memberikannya kemuluran, ketahanan dan rintangan kakisan yang sangat baik.

Walau bagaimanapun, merekakandungan feritselepas pemejalan berbeza:

• Logam kimpalan 308 biasanya mengandungi3–10% ferit, yang mengurangkan keretakan panas.

• Logam kimpalan 309 cenderung mempunyaikandungan ferit yang lebih tinggi(sehingga 15%), meningkatkan rintangan terhadap keretakan pemejalan di bawah haba yang tinggi.

Oleh itu, 309 adalah lebih baik untukmengimpal bahagian atau bahan yang lebih tebal dengan input haba yang tinggi, yang membimbangkan tentang keretakan.

4. Aplikasi Kimpalan 308

Logam pengisi 308merupakan piawaian industri untuk kimpalankeluli tahan karat austenitseperti 304, 304L, dan 301.

Kegunaan Lazim:

• Kimpalan304/304L hingga 304/304L

• Fabrikasitangki, paip dan komponen struktur

• Peralatan pemprosesan makanan dan minuman

• Aplikasi seni bina dan hiasan

308L (versi rendah karbon) sering digunakan untuk mencegahpemendakan karbidadan mengekalkan ketahanan kakisan dalamsambungan yang dikimpaltanpa rawatan haba pasca kimpalan.

Kelebihan 308:

• Padanan yang sangat baik untuk keluli tahan karat 304 dan yang serupa

• Penampilan kimpalan yang baik dan penyingkiran sanga yang mudah

• Mengekalkan rintangan kakisan dalam kebanyakan persekitaran

Had:

• Tidak sesuai untuk perkhidmatan suhu tinggi melebihi 800°C

• Tidak sesuai untuk menyambungkan keluli tahan karat kepada keluli karbon

5. Aplikasi Kimpalan 309

309 logam pengisidireka untukkandungan aloi yang lebih tinggidankeserasian yang lebih luasdaripada 308.

Kegunaan Lazim:

• Kimpalankeluli tahan karat kepada keluli karbon atau keluli aloi rendah

• Menyertaikeluli tahan karat yang berbeza(cth., 304 hingga 310, atau 316 hingga 321)

• Pembaikan kimpalan gred keluli tahan karat yang tidak diketahui

• Komponen suhu tinggi sepertibahagian relau, penukar haba dan sistem ekzos

Kandungan kromium dan nikel 309 yang lebih tinggi membolehkannyabertolak ansur dengan ketidakpadanan komposisiantara aloi yang berbeza tanpa retak atau kakisan.

Kelebihan 309:

• Rintangan yang sangat baik terhadap pengoksidaan dan penskalaan sehingga 1100°C

• Toleransi unggul untuk logam asas campuran atau tidak diketahui

• Mengurangkan kecenderungan keretakan semasa kimpalan haba tinggi

Had:

• Sedikit lebih mahal daripada 308

• Komposisi yang terlalu sepadan boleh mengurangkan kemuluran untuk kimpalan kepingan nipis

6. Rintangan Kakisan

Kedua-dua gred ini memberikan ketahanan kakisan yang sangat baik, tetapi persekitaran perkhidmatan menentukan yang mana satu berprestasi lebih baik.

• 308:Cemerlang dalamkeadaan kimia atmosfera dan ringan, serupa dengan keluli tahan karat 304.

• 309:Unggul dalampersekitaran pengoksidaan dan suhu tinggi, bertolak ansur dengan kitaran haba tanpa penskalaan atau pengkarbonan.

Untukpersekitaran marin atau kaya klorida, 308 mahupun 309 tidak berfungsi sebaik gred yang mengandungi molibdenum seperti 316 atau 317.

Walau bagaimanapun, untukperalatan haba perindustrian dan sambungan peralihan, 309 jelas mengatasi 308.

7. Rintangan Suhu Tinggi

Ini adalah salah satu perbezaan terpenting antara 308 dan 309.

• 308:Berprestasi baik sehingga870°C (1600°F)sebelum kehilangan kekuatan dan rintangan pengoksidaan.

• 309:Mengekalkan integriti sehingga1100°C (2010°F), menjadikannya sesuai untuksistem relau dan ekzos.

Jadi, jika sambungan kimpalan terdedah kepadapemanasan berterusan atau kitaran, 309 adalah pilihan yang lebih baik.

8. Sifat Mekanikal

Sifat mekanikal tipikal untuk kedua-dua logam pengisi (keadaan mendapan kimpalan):

• 308:

  • Kekuatan Tegangan: ~550 MPa

  • Kekuatan Hasil: ~350 MPa

  • Pemanjangan: 35%

• 309:

  • Kekuatan Tegangan: ~620 MPa

  • Kekuatan Hasil: ~420 MPa

  • Pemanjangan: 35%

Kesimpulan:
Kimpalan 309 lebih kuat dan lebih tahan terhadap ubah bentuk suhu tinggi, manakala kimpalan 308 lebih mulur dan lebih mudah disiapkan untuk aplikasi estetik atau kebersihan.

9. Kebolehkimpalan dan Fabrikasi

Kedua-dua 308 dan 309 mempunyaikebolehkimpalan yang sangat baikdan boleh digunakan dengan semua proses biasa —GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (Stick) dan FCAW (Flux-Cored).

Walau bagaimanapun, pertimbangkan perkara berikut:

• Gunakan308Lsemasa mengimpal keluli tahan karat rendah karbon untuk mencegah kakisan antara butiran.

• Gunakan309apabila menyambungkan logam yang berbeza atau apabila komposisi asas yang tepat tidak diketahui.

Untuk mengelakkan keretakan,mengawal input habadanmengekalkan suhu antara laluan di bawah 150°C.

10. Memadankan Logam Asas

Peraturan umum: