Este 308 sau 309 mai bun pentru oțel inoxidabil decât oțel inoxidabil?

Când vine vorba desudarea oțelului inoxidabil pe oțel inoxidabil, una dintre cele mai frecvente întrebări pe care inginerii și fabricanții le pun este:
„Ar trebui să folosesc metal de adaos 308 sau 309?”

Atât 308, cât și 309 suntmateriale de adaos din oțel inoxidabil austeniticutilizate pe scară largă în fabricarea și repararea structurilor din oțel inoxidabil. Cu toate acestea, ele servesc unor scopuri diferite în funcție decompoziția metalului de bază, condițiile de sudare și mediul de funcționare.

În acest articol detaliat,SAKYSTEEL, un producător și exportator global de oțel inoxidabil, explicădiferențele dintre metalele de adaos din oțel inoxidabil 308 și 309, caracteristicile lor chimice și metalurgice și care dintre ele are performanțe mai bune pentru aplicațiile de sudare de la inoxidabil la inoxidabil.

1. Introducere în oțelurile inoxidabile 308 și 309

Oțel inoxidabil 308

Oțel inoxidabil 308(UNS S30800) este unaliaj austenitic de crom-nichelconceput în principal pentru sudurăOțeluri inoxidabile 304 și 304LConține în jur de20% cromşi10% nichel, conferindu-i o rezistență excelentă la coroziune și o bună sudabilitate.

Datorită compoziției sale similare cu 304, umplutura 308 este...alegere standardla îmbinarea oțelurilor inoxidabile 304 cu 304 sau a altor oțeluri inoxidabile din seria 300 în medii non-severe.

Oțel inoxidabil 309

Oțel inoxidabil 309(UNS S30900) este, de asemenea, un aliaj austenitic de crom-nichel, dar conținecrom mai ridicat (≈23%)şinichel (≈13%)decât 308. Acest lucru îl face mairezistent la oxidare, oboseală termică și depunere de crustă la temperaturi ridicate.

Inițial dezvoltat ca ungrad rezistent la căldură, 309 este acum folosit și cametal de adaos de tranzițiepentru îmbinarea oțelurilor inoxidabile diferite și pentru sudarea între oțel inoxidabil și oțel carbon.

2. Compoziție chimică

Compoziția chimică determină cum se comportă fiecare aliaj în timpul și după sudare.

• Compoziție din oțel inoxidabil 308:

  • Crom: 19–21%

  • Nichel: 9–11%

  • Carbon: ≤0,08%

  • Mangan: ≤2%

  • Siliciu: ≤1%

• Compoziție din oțel inoxidabil 309:

  • Crom: 22–24%

  • Nichel: 12–15%

  • Carbon: ≤0,08%

  • Mangan: ≤2%

  • Siliciu: ≤1%

Diferența cheie:

309 areconținut mai mare de aliaje, îmbunătățind rezistența lacăldură și oxidaredar făcându-l ușormai scumpdecât 308.

3. Microstructură și caracteristici metalurgice

Atât 308, cât și 309 suntausteniticoțeluri inoxidabile, ceea ce înseamnă că structura lor cristalină estecubic centrat pe fețe (FCC)Acest lucru le conferă o ductilitate, o tenacitate și o rezistență la coroziune excelente.

Totuși, ale lorconținut de feritădupă solidificare diferă:

• Metalul de sudură 308 conține de obicei3–10% ferită, ceea ce reduce fisurarea la cald.

• Metalul sudat 309 tinde să aibăconținut mai mare de ferită(până la 15%), îmbunătățind rezistența la fisurarea prin solidificare la temperaturi ridicate.

Prin urmare, 309 este mai bun pentrusudarea secțiunilor mai groase sau a materialelor cu aport termic ridicat, unde crăparea reprezintă o preocupare.

4. Aplicații de sudare ale oțelului 308

Metal de adaos 308este standardul industrial pentru sudurăoțeluri inoxidabile austeniticeprecum 304, 304L și 301.

Utilizări tipice:

• Sudare304/304L până la 304/304L

• Fabricarearezervoare, conducte și componente structurale

• Echipamente de procesare a alimentelor și băuturilor

• Aplicații arhitecturale și decorative

308L (versiunea cu emisii reduse de carbon) este adesea utilizată pentru a preveniprecipitarea carburilorși menține rezistența la coroziune înîmbinări sudatefără tratament termic post-sudură.

Avantajele modelului 308:

• Compatibilitate excelentă cu oțelul inoxidabil 304 și oțelurile inoxidabile similare

• Aspect bun al sudurii și îndepărtare ușoară a zgurii

• Menține rezistența la coroziune în majoritatea mediilor

Limitări:

• Nu este ideal pentru temperaturi ridicate, peste 800°C

• Nu este potrivit pentru îmbinarea oțelului inoxidabil cu oțelul carbon

5. Aplicații de sudare ale 309

309 metal de adaoseste conceput pentruconținut mai mare de aliajeşicompatibilitate mai largădecât 308.

Utilizări tipice:

• Sudareoțel inoxidabil până la oțel carbon sau oțel slab aliat

• Alăturareoțeluri inoxidabile diferite(de exemplu, 304 până la 310 sau 316 până la 321)

• Repararea sudurilor de oțel inoxidabil de grade necunoscute

• Componente rezistente la temperaturi ridicate, cum ar fipiese de cuptor, schimbătoare de căldură și sisteme de evacuare

Conținutul mai ridicat de crom și nichel al oțelului 309 îi permite sătolerați nepotrivirea compozițieiîntre diferite aliaje fără fisuri sau coroziuni.

Avantajele planului 309:

• Rezistență excelentă la oxidare și depunere de crustă până la 1100°C

• Toleranță superioară pentru metale de bază mixte sau necunoscute

• Tendință redusă de fisurare în timpul sudării la temperaturi ridicate

Limitări:

• Puțin mai scump decât 308

• Compoziția excesivă poate reduce ductilitatea pentru sudurile din tablă subțire

6. Rezistența la coroziune

Ambele clase oferă o rezistență excelentă la coroziune, dar mediul de utilizare determină care dintre ele are performanțe mai bune.

• 308:Remarcabil încondiții atmosferice și chimice blânde, similar cu oțelul inoxidabil 304.

• 309:Superior înmedii oxidante și cu temperaturi ridicate, tolerând cicluri termice fără scalare sau carburare.

Pentrumedii marine sau bogate în clorurăNici 308, nici 309 nu au performanțe la fel de bune ca clasele care conțin molibden, precum 316 sau 317.

Totuși, pentruechipamente termice industriale și îmbinări de tranziție, 309 îl depășește în mod clar pe 308.

7. Rezistență la temperaturi ridicate

Aceasta este una dintre cele mai importante diferențe dintre 308 și 309.

• 308:Performează bine până la870°C (1600°F)înainte de a-și pierde rezistența și rezistența la oxidare.

• 309:Menține integritatea până la1100°C (2010°F), fiind ideal pentrusisteme de cuptor și evacuare.

Deci, dacă îmbinarea sudată este expusă laîncălzire continuă sau ciclică, 309 este alegerea mai bună.

8. Proprietăți mecanice

Proprietăți mecanice tipice pentru ambele metale de adaos (condiții de depunere a sudurii):

• 308:

  • Rezistență la tracțiune: ~550 MPa

  • Rezistență la curgere: ~350 MPa

  • Alungire: 35%

• 309:

  • Rezistență la tracțiune: ~620 MPa

  • Rezistență la curgere: ~420 MPa

  • Alungire: 35%

Concluzie:
Sudurile din oțel 309 sunt mai puternice și mai rezistente la deformarea la temperaturi ridicate, în timp ce sudurile din oțel 308 sunt mai ductile și mai ușor de finisat pentru aplicații estetice sau sanitare.

9. Sudabilitate și fabricație

Atât 308, cât și 309 ausudabilitate excelentăși poate fi utilizat cu toate procesele comune —GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (Stick) și FCAW (Flux-Cored).

Totuși, luați în considerare următoarele:

• Utilizare308Lla sudarea oțelurilor inoxidabile cu conținut scăzut de carbon pentru a preveni coroziunea intergranulară.

• Utilizare309la îmbinarea metalelor diferite sau când compoziția exactă a bazei este necunoscută.

Pentru a evita crăparea,controlează aportul de căldurăşimențineți temperaturile intertranzitorii sub 150°C.

10. Potrivirea metalelor de bază

O regulă generală: