Komposisi Kimia Baja Tahan Karat 310S dan Sifat-Suhu Tinggi

Mengapa Komposisi Kimia Mendorong Kinerja-Suhu Tinggi 310S

310S adalah baja tahan karat austenitik sepenuhnya dengan keseimbangan kromium dan nikel yang tinggi: 24,0-26,0% kromium dan 19,0-22,0% nikel. Kandungan kromium yang tinggi membentuk kerak kromium oksida yang stabil dan melekat erat pada suhu tinggi, sedangkan kandungan nikel yang tinggi menstabilkan struktur austenitik dan meningkatkan ketahanan terhadap kelelahan termal. Akhiran S menunjukkan versi rendah karbon, dengan karbon dibatasi maksimal 0,08%, yang mengurangi pengendapan kromium karbida selama pengelasan dan selama layanan jangka panjang antara 500 derajat dan 850 derajat .

Komposisi Kimia per ASTM A240 (UNS S31008)

310S sesuai dengan EN 1.4845 dan JIS SUS310S. Batasan komposisi di bawah ini ditentukan dalam ASTM A240 untuk UNS S31008.

Elemen	Isi (%)
Kromium (Cr)	24.0 - 26.0
Nikel (Ni)	19.0 - 22.0
Karbon (C)	0,08 maks
Silikon (Si)	1,50 maks
Mangan (Mn)	2,00 maks
Fosfor (P)	0,045 maks
Belerang (S)	0,030 maks

Sifat Mekanik dan Fisik

Sifat mekanik minimum tipikal pelat 310S adalah kekuatan luluh 245 MPa, kekuatan tarik 550 MPa, perpanjangan 45%, dan kekerasan Brinell 217 HB maks. Nilai lembar data ini sesuai dengan kekuatan luluh minimum ASTM A240 sebesar 205 MPa dan kekuatan tarik 515 MPa untuk UNS S31008. Sifat fisik utama tercantum di bawah ini.

Milik	Nilai
Kekuatan tarik (MPa)	550 menit
Kekuatan hasil (MPa)	245 menit
Perpanjangan (%)	45 menit
Kekerasan (HB)	217 maks
Kepadatan (g/cm³)	7.89
Panas spesifik (J/kg·K)	502
Modulus elastisitas (GPa)	196
Konduktivitas termal pada 100 derajat (W/m·K)	10.8
Resistivitas listrik (μΩ·cm)	78.0
Kisaran leleh (derajat)	1354 - 1402

Batas Suhu Servis dan Aplikasi Khas

310S dinilai untuk layanan berkelanjutan hingga sekitar 1.150 derajat dan layanan terputus-putus hingga sekitar 1.035 derajat di atmosfer pengoksidasi. Batasan ini ditentukan oleh perilaku oksidasi dan mulur, bukan oleh peleburan, karena rentang lelehnya adalah 1354-1402 derajat . Karena versi rendah-karbon tahan terhadap sensitisasi, 310S adalah pilihan yang lebih disukai untuk komponen las yang beroperasi di atas 800 derajat . Aplikasi yang umum termasuk gulungan dan peredam tungku, tabung pancaran, komponen penukar panas, pelapis insinerator, furnitur kiln, penutup anil, dan peralatan pemrosesan kimia yang beroperasi pada suhu sangat tinggi. Dalam atmosfer reduksi atau sulfidisasi, kerak kromium oksida kurang terlindungi, sehingga batas layanan harus diturunkan.

310S vs 309S vs 316

309S mengandung 22,0-24,0% kromium dan 12,0-15,0% nikel, memberikan kinerja yang baik hingga sekitar 1000 derajat dengan biaya lebih rendah daripada 310S. 310S memperluas batas layanan sekitar 150 derajat berkat kandungan nikel yang lebih tinggi. Sebaliknya, 316 adalah kadar molibdenum yang dioptimalkan untuk korosi air pada suhu sekitar dan sedang; suhu layanan kontinu maksimumnya jauh lebih rendah, dan ini bukan pengganti 310S di tungku suhu tinggi. Sebaliknya, 310S hanya menawarkan ketahanan sedang terhadap lubang klorida pada suhu kamar dan kurang cocok dibandingkan 316 untuk lingkungan laut atau kimia dengan klorida.

Pertanyaan Umum

Q1: Apa perbedaan antara 310 dan 310S?
J: 310, yaitu UNS S31000, memungkinkan karbon hingga 0,25%, sedangkan 310S membatasi karbon hingga 0,08%. 310 menawarkan kekuatan yang sedikit lebih tinggi pada suhu yang sangat tinggi, namun 310S lebih disukai untuk bagian yang dilas karena kandungan karbon rendah menghindari korosi antar butir.

Q2: Bisakah 310S digunakan terus menerus pada 1200 derajat?
A: Tidak. Layanan berkelanjutan umumnya diberi nilai sekitar 1150 derajat dan layanan terputus-putus sekitar 1035 derajat; operasi berkelanjutan pada suhu 1200 derajat akan menyebabkan oksidasi cepat dan kerusakan mulur.

Q3: Apakah 310S dapat dilas?
J: Ya, 310S dapat dilas dengan baik dengan pengisi austenitik yang cocok dan tidak memerlukan pemanasan awal; kandungan karbon yang rendah membatasi pengendapan kromium karbida di zona-yang terkena dampak panas.

Q4: Apakah 310S bersifat magnetis?
J: 310S bersifat austenitik dan pada dasarnya non-magnetik dalam kondisi anil, meskipun sedikit sifat magnetis dapat muncul setelah pengerjaan dingin.

Q5: Apakah 310S tahan terhadap korosi klorida?
J: Tidak baik. Ia tahan terhadap-oksidasi dan sulfidasi suhu tinggi, namun di lingkungan berair-yang kaya klorida, ia kurang tahan terhadap lubang dibandingkan dengan kadar molibdenum-seperti 316.