Er 308 eller 309 bedre for rustfritt stål enn rustfritt stål?

Når det gjeldersveising av rustfritt stål til rustfritt stål, et av de vanligste spørsmålene ingeniører og produsenter stiller er:
«Bør jeg bruke 308 eller 309 fyllmateriale?»

Både 308 og 309 eraustenittiske fyllmaterialer i rustfritt stålmye brukt i fabrikasjon og reparasjon av rustfrie stålkonstruksjoner. De tjener imidlertid forskjellige formål avhengig avbasismetallsammensetning, sveiseforhold og driftsmiljø.

I denne detaljerte artikkelen,SAKYSTEEL, en global produsent og eksportør av rustfritt stål, forklarerForskjellene mellom 308 og 309 rustfrie fyllmaterialer, deres kjemiske og metallurgiske egenskaper, og hvilken som fungerer best for sveiseapplikasjoner av rustfritt stål til rustfritt stål.

1. Introduksjon til 308 og 309 rustfritt stål

308 rustfritt stål

308 rustfritt stål(UNS S30800) er enaustenittisk krom-nikkellegeringprimært utviklet for sveising304 og 304L rustfritt stålDen inneholder rundt20 % kromog10 % nikkel, noe som gir den utmerket korrosjonsbestandighet og god sveiseevne.

På grunn av sin lignende sammensetning som 304, er 308 fyllstoff detstandardvalgved sammenføyning av 304 med 304 eller andre rustfrie ståltyper i 300-serien i ikke-alvorlige miljøer.

309 rustfritt stål

309 rustfritt stål(UNS S30900) er også en austenittisk krom-nikkellegering, men den inneholderhøyere krom (≈23 %)ognikkel (≈13 %)enn 308. Dette gjør det mermotstandsdyktig mot oksidasjon, termisk utmatting og skalering ved høye temperaturer.

Opprinnelig utviklet som envarmebestandig kvalitet, 309 brukes nå også som enovergangsfyllmetallfor sammenføyning av forskjellige rustfrie ståltyper og for sveising mellom rustfritt stål og karbonstål.

2. Kjemisk sammensetning

Den kjemiske sammensetningen bestemmer hvordan hver legering yter under og etter sveising.

• 308 Rustfritt stål Sammensetning:

  • Krom: 19–21 %

  • Nikkel: 9–11 %

  • Karbon: ≤0,08 %

  • Mangan: ≤2 %

  • Silisium: ≤1%

• 309 Rustfritt stål Sammensetning:

  • Krom: 22–24 %

  • Nikkel: 12–15 %

  • Karbon: ≤0,08 %

  • Mangan: ≤2 %

  • Silisium: ≤1%

Viktig forskjell:

309 harhøyere legeringsinnhold, forbedrer motstanden motvarme og oksidasjonmen gjør det littdyrereenn 308.

3. Mikrostruktur og metallurgiske egenskaper

Både 308 og 309 eraustenittiskrustfritt stål, som betyr at krystallstrukturen deres erflatesentrert kubisk (FCC)Dette gir dem utmerket duktilitet, seighet og korrosjonsbestandighet.

Imidlertid deresferrittinnholdetter størkning er det forskjellig:

• 308 sveisemetall inneholder vanligvis3–10 % ferritt, noe som reduserer varmesprekker.

• 309 sveisemetall har en tendens til å hahøyere ferrittinnhold(opptil 15 %), noe som forbedrer motstanden mot størkningssprekker under høy varme.

Dermed er 309 bedre forsveising av tykkere seksjoner eller materialer med høy varmetilførsel, hvor sprekkdannelser er et problem.

4. Sveiseapplikasjoner for 308

308 fyllmetaller bransjestandarden for sveisingaustenittiske rustfrie stålsom 304, 304L og 301.

Typiske bruksområder:

• Sveising304/304L til 304/304L

• Fabrikasjon avtanker, rør og strukturelle komponenter

• Utstyr for behandling av mat og drikke

• Arkitektoniske og dekorative bruksområder

308L (lavkarbonversjon) brukes ofte for å forhindrekarbidutfellingog opprettholde korrosjonsmotstand isveisede skjøteruten varmebehandling etter sveising.

Fordeler med 308:

• Utmerket match for 304 og lignende rustfritt stål

• Godt sveiseutseende og enkel slaggfjerning

• Opprettholder korrosjonsbestandighet i de fleste miljøer

Begrensninger:

• Ikke ideell for høytemperaturbruk over 800 °C

• Ikke egnet for sammenføyning av rustfritt stål med karbonstål

5. Sveiseapplikasjoner for 309

309 fyllmetaller designet forhøyere legeringsinnholdogbredere kompatibilitetenn 308.

Typiske bruksområder:

• Sveisingrustfritt stål til karbonstål eller lavlegert stål

• Bli medulikt rustfritt stål(f.eks. 304 til 310, eller 316 til 321)

• Reparasjonssveising av ukjente rustfrie kvaliteter

• Høytemperaturkomponenter somovnsdeler, varmevekslere og eksosanlegg

309s høyere krom- og nikkelinnhold gjør det muligtolerere sammensetningsavvikmellom forskjellige legeringer uten sprekkdannelser eller korrosjon.

Fordeler med 309:

• Utmerket motstand mot oksidasjon og avskalling opptil 1100 °C

• Overlegen toleranse for blandede eller ukjente basismetaller

• Redusert tendens til sprekkdannelse under høyvarmesveising

Begrensninger:

• Litt dyrere enn 308

• Overmatching av sammensetningen kan redusere duktiliteten for tynne platesveiser

6. Korrosjonsbestandighet

Begge kvalitetene gir utmerket korrosjonsbestandighet, men driftsmiljøet avgjør hvilken som yter best.

• 308:Enestående iatmosfæriske og milde kjemiske forhold, lik 304 rustfritt stål.

• 309:Overlegen ioksiderende og høytemperaturmiljøer, som tolererer termisk sykling uten skalering eller karburisering.

Tilmarine eller kloridrike miljøer, verken 308 eller 309 yter like bra som molybdenholdige kvaliteter som 316 eller 317.

Imidlertid, forindustrielt varmeutstyr og overgangsfuger, 309 yter klart bedre enn 308.

7. Høytemperaturmotstand

Dette er en av de viktigste forskjellene mellom 308 og 309.

• 308:Fungerer bra opp til870 °C (1600 °F)før den mister styrke og oksidasjonsmotstand.

• 309:Opprettholder integritet opp til1100 °C (2010 °F), noe som gjør den ideell forovn og eksosanlegg.

Så, hvis sveiseskjøten er utsatt forkontinuerlig eller syklisk oppvarming, 309 er det bedre valget.

8. Mekaniske egenskaper

Typiske mekaniske egenskaper for begge tilsettmetallene (sveiseavsetningsforhold):

• 308:

  • Strekkfasthet: ~550 MPa

  • Flytegrense: ~350 MPa

  • Forlengelse: 35 %

• 309:

  • Strekkfasthet: ~620 MPa

  • Flytegrense: ~420 MPa

  • Forlengelse: 35 %

Konklusjon:
309-sveiser er sterkere og mer motstandsdyktige mot deformasjon ved høy temperatur, mens 308-sveiser er mer duktile og enklere å etterbehandle for estetiske eller sanitære bruksområder.

9. Sveisbarhet og fabrikasjon

Både 308 og 309 harutmerket sveiseevneog kan brukes med alle vanlige prosesser –GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (Stick) og FCAW (Flux-Cored).

Vurder imidlertid følgende:

• Bruk308Lved sveising av rustfritt stål med lavt karboninnhold for å forhindre intergranulær korrosjon.

• Bruk309ved sammenføyning av forskjellige metaller eller når den nøyaktige basesammensetningen er ukjent.

For å unngå sprekkdannelser,kontroll varmetilførselogholde mellompassasjetemperaturer under 150 °C.

10. Matchende basismetaller

En generell tommelfingerregel: