Acier inoxydable 309S : haute-chrome-nickel haute-oxydation à température élevée-qualité résistante

Le 309S est un acier inoxydable austénitique à haute teneur en chrome-nickel (Cr=22%-24 %, Ni=12%-15 %) avec une conception à faible-carbone (C inférieur ou égal à 0,08 %). En augmentant la teneur en chrome-nickel, il forme un film dense d'oxyde de Cr₂O₃, qui améliore considérablement la résistance à l'oxydation à haute-température. Il s'agit d'un matériau économique à température moyenne-haute, dont le coût est inférieur à celui du 310S.

Paramètres de base

Composition chimique (% en poids) : C Inférieur ou égal à 0,08, Si Inférieur ou égal à 1,00, Mn Inférieur ou égal à 2,00, P Inférieur ou égal à 0,045, S Inférieur ou égal à 0,030, Cr=22.00-24.00, Ni=12.00-15.00, Fe=Équilibre

Propriétés mécaniques (recuit) : résistance à la traction supérieure ou égale à 515 MPa, limite d'élasticité supérieure ou égale à 205 MPa, allongement supérieur ou égal à 40 %, dureté Brinell inférieure ou égale à 217HB

Température de service : 900 degrés à 1 000 degrés (service continu), jusqu'à 1 100 degrés pour un service à court terme-

Qualités équivalentes : SUS309S (JIS), EN 1.4828 (EN), UNS S30908 (ASTM)

Avantages en termes de performances: 22%-24% de chrome forme un film dense d'oxyde de Cr₂O₃, avec un taux d'oxydation inférieur ou égal à 0,2mm/an à 1100 degrés ; excellente ténacité à haute température, avec un allongement atteignant encore 30 % à 1 000 degrés ; une bonne soudabilité et un fil de soudage ER309L correspondant peuvent éviter la fissuration de la soudure ; excellente résistance à la carburation, adaptée aux environnements de fours de carburation.

Applications typiques : revêtements de fours industriels, outils de traitement thermique (paniers de matériaux, palettes), bandes transporteuses à haute-température, chambres de combustion de chaudières, noyaux d'électrodes de soudage (pour le soudage de composants à haute-température) et couches de transition pour le soudage d'aciers différents.

Questions et réponses pratiques

Q1 : Quelles sont les différences de coût et de performances entre le 309S et le 310S ? A1 : 310S a une teneur plus élevée en chrome-nickel (Cr=24%-26%, Ni=19%-22%), avec une meilleure résistance à l'oxydation que le 309S à 1200 degrés, mais son coût est 30% plus élevé que le 309S. Choisissez 309S pour les conditions de travail d'oxydation inférieures à 1 100 degrés et 310S pour celles supérieures à 1 100 degrés.

Q2 : Pourquoi le 309S ne convient-il pas aux environnements à basse-température ? A2 : La teneur élevée en chrome-nickel stabilise la structure austénitique, mais à basses températures (inférieure ou égale à -100 degrés), la ténacité diminue en raison des gros grains, avec une ténacité aux chocs inférieure ou égale à 20J, ce qui rend fragile la rupture sujette. 304L ou 316L doivent être sélectionnés pour les conditions de travail à basse température.

Q3 : Quelles précautions de soudage doivent être prises pour le 309S ? A3 : utilisez le fil de soudage ER309L, qui a une conception à faible teneur en carbone pour éviter la corrosion intergranulaire ; contrôler l'apport de chaleur de soudage (inférieur ou égal à 180J/mm) pour éviter le grossissement des grains ; préchauffer la plaque épaisse (supérieure ou égale à 15 mm) à 100 -150 degrés avant de souder pour réduire les contraintes de soudage ; aucun traitement thermique après soudage n’est requis.

Q4 : Le 309S convient-il à la carburation des composants de four ? R4 : Oui. Il présente une excellente résistance à la carburation. La teneur élevée en chrome peut former un film d'oxyde de Cr₂O₃ qui bloque la pénétration des atomes de carbone. Dans un environnement de carburation à 950 degrés, la profondeur de la couche de carburation après 1 000 heures n'est que de 0,1 mm, ce qui est bien inférieur à celle de 304 (0,8 mm).

Q5 : Comment maintenir les composants 309S à haute-température ? A5 : Enlevez régulièrement le tartre d'oxyde de surface (en utilisant un sablage ou une brosse métallique) pour éviter la corrosion locale causée par le pelage du tartre d'oxyde ; éviter un refroidissement rapide (comme un rinçage à l'eau froide) après un service à haute -température pour éviter les fissures dues aux chocs thermiques ; effectuer des tests non destructifs annuels-sur les principales pièces porteuses de contraintes-pour vérifier la déformation par fluage et les fissures.