310S 不锈钢耐温之谜:网上说法不一,真相在此!
310S 不锈钢耐温之谜:网上说法不一,真相在此!
310S不锈钢作为一种高合金奥氏体耐热不锈钢,凭借其高含量的铬(Cr)与镍(Ni),在高温环境下展现出卓越的抗氧化性、耐腐蚀性以及蠕变强度。然而,在实际应用中,大家对310S不锈钢究竟能耐受多少度的问题存在诸多疑惑。网上资料众说纷纭,有人称800度,有人讲1000度,甚至还有人提到最高能耐1200度,那么真实情况究竟如何?
先给出明确结论:310S不锈钢耐受温度不低于800度。当处于900 - 1100度区间时,其强度开始下降,同时氧化现象逐渐显现;一旦达到1200度,材料氧化严重,基本丧失使用性能。
需要注意的是,“耐高温”实则是一个复合概念,涵盖了耐高温氧化与高温强度两个关键层面。接下来,将从这两个方面深入剖析310S不锈钢的性能表现。
一、310S不锈钢的抗氧化性能
评定钢材抗氧化性能,常用质量法,即通过精准测量试样在高温环境下的重量变化,来评判其抗氧化能力。
下图为310S不锈钢在不同温度下的循环氧化增重曲线【1】
如310S不锈钢在不同温度下的循环氧化增重曲线所示,当温度攀升至1200度时,310S不锈钢的氧化程度急剧上升,几乎呈直线态势。
再看310S不锈钢在不同温度下氧化不同时间的氧化速率曲线,研究数据表明,在800℃时,奥氏体耐热不锈钢310S的抗氧化性达到完全抗氧化级别;而当温度处于900℃至1100℃区间时,属于抗氧化级别。
由表3-1可知,800℃时奥氏体耐热不锈钢310S的抗氧化性属于完全抗氧化级别,而于900℃至1100℃ 时属于抗氧化级别。【1】
相关研究显示,耐热不锈钢310S在800℃、900℃、1000℃下均呈现出良好的抗氧化性能。在各温度下,随着时间推移,材料均出现不同程度的氧化增重,但氧化趋势会逐渐变缓。与此同时,温度升高会致使氧化速率加快,例如在1100度时,其氧化速率几乎是1000度时的两倍。
二、310S不锈钢的高温强度
依据SUS310S不锈钢高温持久实验原始数据,通过持久经验公式进行外推,可知SUS310S合金在10000h断裂时的最大应力分别为σ800 = 33.3887MPa,σ900 = 9.3864MPa,σ1000 = 4.3351MPa,σ1100 = 4.4269MPa。【3】
综上所述,若310S不锈钢需长期服役,建议将温度控制在800度以下,且所承受强度不超过33.3887MPa。若为短时应用,在800度时,其可承受强度超120Mpa;900度时,能承受85Mpa;而到1000度时,仅能承受35MPa。
参考文献:
[1] 奥氏体耐热不锈钢310S的高温氧化行为及氧化机理,姚红红
[2] 耐热不锈钢310S的高温氧化性能,裴明德,李国平,范新智,秦宇航,杨常春,李亮
[3] SUS310S的高温持久性能实验研究,杨照明