Är 308 eller 309 bättre för rostfritt stål än rostfritt stål?

När det gällersvetsning av rostfritt stål mot rostfritt stål, en av de vanligaste frågorna som ingenjörer och tillverkare ställer är:
"Ska jag använda tillsatsmaterial 308 eller 309?"

Både 308 och 309 äraustenitiska tillsatsmaterial i rostfritt stålanvänds ofta vid tillverkning och reparation av rostfria stålkonstruktioner. De tjänar dock olika syften beroende påbasmetallens sammansättning, svetsförhållanden och driftsmiljö.

I denna detaljerade artikel,SAKYSTEEL, en global tillverkare och exportör av rostfritt stål, förklararskillnader mellan 308 och 309 rostfria tillsatsmetaller, deras kemiska och metallurgiska egenskaper, och vilken som fungerar bäst för svetsning av rostfritt stål till rostfritt stål.

1. Introduktion till rostfria stål 308 och 309

308 rostfritt stål

308 rostfritt stål(UNS S30800) är enaustenitisk krom-nickellegeringfrämst avsedd för svetsning304 och 304L rostfria stålDen innehåller cirka20 % kromoch10 % nickelvilket ger den utmärkt korrosionsbeständighet och god svetsbarhet.

På grund av sin liknande sammansättning som 304 är 308-fyllmedlet detstandardvalvid sammanfogning av 304 med 304 eller andra rostfria stål i 300-serien i icke-krävande miljöer.

309 rostfritt stål

309 rostfritt stål(UNS S30900) är också en austenitisk krom-nickellegering, men den innehållerhögre krom (≈23 %)ochnickel (≈13 %)än 308. Detta gör det merresistent mot oxidation, termisk utmattning och skalning vid höga temperaturer.

Ursprungligen utvecklad som envärmebeständig kvalitet, 309 används nu även som enövergångsfyllnadsmetallför sammanfogning av olika rostfria stål och för svetsning mellan rostfritt stål och kolstål.

2. Kemisk sammansättning

Den kemiska sammansättningen avgör hur varje legering presterar under och efter svetsning.

• 308 Rostfritt stål Sammansättning:

  • Krom: 19–21 %

  • Nickel: 9–11 %

  • Kol: ≤0,08 %

  • Mangan: ≤2%

  • Kisel: ≤1%

• 309 Rostfritt stål Sammansättning:

  • Krom: 22–24 %

  • Nickel: 12–15 %

  • Kol: ≤0,08 %

  • Mangan: ≤2%

  • Kisel: ≤1%

Viktig skillnad:

309 harhögre legeringsinnehåll, förbättrar motståndskraften motvärme och oxidationmen gör det lite granndyrareän 308.

3. Mikrostruktur och metallurgiska egenskaper

Både 308 och 309 äraustenitiskrostfria stål, vilket betyder att deras kristallstruktur ärytcentrerad kubisk (FCC)Detta ger dem utmärkt duktilitet, seghet och korrosionsbeständighet.

Men derasferritinnehållefter stelning skiljer sig:

• 308 svetsmetall innehåller vanligtvis3–10 % ferrit, vilket minskar varmsprickbildning.

• 309 svetsmetall tenderar att hahögre ferrithalt(upp till 15 %), vilket förbättrar motståndskraften mot stelningssprickbildning under hög värme.

Således är 309 bättre försvetsning av tjockare sektioner eller material med hög värmetillförsel, där sprickbildning är ett problem.

4. Svetstillämpningar av 308

308 tillsatsmetallär branschstandarden för svetsningaustenitiska rostfria stålsom 304, 304L och 301.

Typiska användningsområden:

• Svetsning304/304L till 304/304L

• Tillverkning avtankar, rörledningar och strukturella komponenter

• Utrustning för livsmedels- och dryckesbearbetning

• Arkitektoniska och dekorativa tillämpningar

308L (version med låg koldioxidutsläpp) används ofta för att förhindrakarbidutfällningoch bibehålla korrosionsbeständighet isvetsade fogarutan värmebehandling efter svetsning.

Fördelar med 308:

• Utmärkt matchning för 304 och liknande rostfria stål

• Bra svetsutseende och enkel slaggborttagning

• Bibehåller korrosionsbeständighet i de flesta miljöer

Begränsningar:

• Inte idealisk för högtemperaturanvändning över 800°C

• Ej lämplig för sammanfogning av rostfritt stål med kolstål

5. Svetstillämpningar för 309

309 tillsatsmetallär utformad förhögre legeringsinnehållochbredare kompatibilitetän 308.

Typiska användningsområden:

• Svetsningrostfritt stål till kolstål eller låglegerat stål

• Sammanfogningolika rostfria stål(t.ex. 304 till 310, eller 316 till 321)

• Reparationssvetsning av okända rostfria kvaliteter

• Högtemperaturkomponenter somugnsdelar, värmeväxlare och avgassystem

309:s högre krom- och nickelhalt gör det möjligttolerera kompositionsfelmatchningmellan olika legeringar utan sprickbildning eller korrosion.

Fördelar med 309:

• Utmärkt motståndskraft mot oxidation och skalning upp till 1100°C

• Överlägsen tolerans för blandade eller okända basmetaller

• Minskad sprickbildningstendens vid högvärmesvetsning

Begränsningar:

• Något dyrare än 308:an

• Övermatchande sammansättning kan minska duktiliteten för tunnplåtssvetsar

6. Korrosionsbeständighet

Båda kvaliteterna ger utmärkt korrosionsbeständighet, men driftsmiljön avgör vilken som presterar bäst.

• 308:Enastående iatmosfäriska och milda kemiska förhållanden, liknande 304 rostfritt stål.

• 309:Överlägsen ioxiderande och högtemperaturmiljöer, tolererar termisk cykling utan scaling eller karburisering.

Förmarina eller kloridrika miljöer, varken 308 eller 309 presterar lika bra som molybdenhaltiga kvaliteter som 316 eller 317.

Men förindustriell värmeutrustning och övergångsfogar, 309 överträffar 308 klart.

7. Högtemperaturbeständighet

Detta är en av de viktigaste skillnaderna mellan 308 och 309.

• 308:Presterar bra upp till870°C (1600°F)innan den förlorar styrka och oxidationsbeständighet.

• 309:Bibehåller integritet upp till1100°C (2010°F)vilket gör den idealisk förugn och avgassystem.

Så, om den svetsade fogen utsätts förkontinuerlig eller cyklisk uppvärmning, 309 är det bättre valet.

8. Mekaniska egenskaper

Typiska mekaniska egenskaper för båda tillsatsmaterialen (svetsavlagringsförhållanden):

• 308:

  • Draghållfasthet: ~550 MPa

  • Sträckgräns: ~350 MPa

  • Förlängning: 35%

• 309:

  • Draghållfasthet: ~620 MPa

  • Sträckgräns: ~420 MPa

  • Förlängning: 35%

Slutsats:
309-svetsar är starkare och mer motståndskraftiga mot högtemperaturdeformation, medan 308-svetsar är mer duktila och enklare att ytbehandla för estetiska eller sanitära tillämpningar.

9. Svetsbarhet och tillverkning

Både 308 och 309 harutmärkt svetsbarhetoch kan användas med alla vanliga processer —GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (Stick) och FCAW (Flux-Cored).

Tänk dock på följande:

• Använda308Lvid svetsning av rostfria stål med låg kolhalt för att förhindra interkristallin korrosion.

• Använda309vid sammanfogning av olika metaller eller när den exakta bassammansättningen är okänd.

För att undvika sprickbildning,styr värmeinmatningochhålla temperaturen mellan korsvägarna under 150 °C.

10. Matchande basmetaller

En allmän tumregel: