Thép không gỉ 310S và 330: Hợp kim nhiệt độ-cao dành cho dịch vụ có yêu cầu cao

 

 

Thành phần hóa học, tính chất chính và công dụng chính của 310S và Hợp kim 330 là gì?
Lớp 310S là thép không gỉ austenit có hàm lượng crôm cao (24-26%) và niken (19-22%), được thiết kế để hoạt động liên tục ở nhiệt độ lên tới 1150 độ trong môi trường oxy hóa. Hợp kim 330 thậm chí còn chứa nhiều niken hơn (35-37%), cùng với 17-20% crom và 1-2% silicon. Thành phần này mang lại cho nó khả năng chống cacbon hóa, thấm nitơ và mỏi nhiệt đặc biệt.{10}S được sử dụng rộng rãi cho các ống bức xạ, cuộn lò và các bộ phận trao đổi nhiệt. Hợp kim 330 được chỉ định cho các bộ phận quan trọng như ống đốt bức xạ, lò ủ và ống cải cách trong xử lý hóa dầu nơi điều kiện khí quyển khắc nghiệt.

Hiệu suất của các hợp kim này khác nhau như thế nào trong chu trình nhiệt và bầu khí quyển cụ thể?
310S hoạt động xuất sắc trong điều kiện oxy hóa ở nhiệt độ cao,-ổn định. Tuy nhiên, Hợp kim 330 vượt trội hơn trong các ứng dụng liên quan đến chu kỳ nhiệt nhanh hoặc tiếp xúc với quá trình cacbon hóa và giảm khí quyển. Hàm lượng niken và silicon cao trong 330 giúp ổn định cấu trúc chống lại sự hấp thụ carbon và nitơ, ngăn ngừa hiện tượng giòn. Hệ số giãn nở nhiệt thấp hơn so với 310S cũng góp phần chống mỏi và biến dạng nhiệt tốt hơn trong các chu kỳ gia nhiệt và làm mát lặp đi lặp lại, thường thấy trong các lò xử lý theo mẻ.

Trong môi trường lò nào thì việc sử dụng Hợp kim 330 trên 310S là cần thiết?
Hợp kim 330 là cần thiết trong môi trường có điều kiện oxy hóa và khử xen kẽ, tiềm năng carbon cao (khí quyển cacbon hóa) hoặc nơi khí xử lý có chứa carbon monoxide, hydrocarbon hoặc hợp chất nitơ. Ví dụ bao gồm các ống bức xạ trong lò nung-trực tiếp, giỏ và thiết bị cố định trong quá trình cacbon hóa hoặc thấm cacbon và các bộ phận trong lò Cracking ethylene. Để có bầu không khí oxy hóa liên tục mà không cần luân chuyển nhiệt, 310S thường là lựa chọn{{5}hiệu quả hơn về mặt chi phí.

Những điều cần cân nhắc khi chế tạo các hợp kim có nhiệt độ-cao này là gì?
Cả hai hợp kim đều có tốc độ đông cứng-cao, đòi hỏi nhiều năng lượng hơn để tạo hình và gia công, điều này có thể khiến dụng cụ bị mài mòn nhanh hơn. Hàn được thực hiện bằng cách sử dụng kim loại phụ phù hợp (ER310 cho 310S, ER330 cho Hợp kim 330). Rất khuyến khích việc ủ dung dịch sau mối hàn-để khôi phục các đặc tính nhiệt độ cao-tối ưu và khả năng chống ăn mòn. Các nhà thiết kế phải tính đến sự giãn nở nhiệt đáng kể trong các cụm có nhiệt độ{10}cao để quản lý ứng suất.

Hướng dẫn lựa chọn cuối cùng cho các kỹ sư và người mua là gì?
Việc lựa chọn phải được quyết định bởi môi trường lò và đặc tính chu trình nhiệt. Đối với dịch vụ oxy hóa ổn định, liên tục lên đến 1150 độ, 310S là một lựa chọn vượt trội và đã được chứng minh. Đối với các ứng dụng liên quan đến chu trình nhiệt, cacbon hóa/giảm khí quyển hoặc khi-khả năng chống giòn lâu dài là rất quan trọng, thì việc đầu tư vào Hợp kim 330 là hợp lý để kéo dài tuổi thọ và độ tin cậy. Luôn phân tích thành phần khí quyển cụ thể với nhà cung cấp lò.