310 不锈钢

310 不锈钢(UNS S31000)是一种高合金奥氏体不锈钢,铬含量为 24-26%,镍含量为 19-22%。这种成分使其具有优异的抗氧化性和抗热循环能力,在空气中的连续使用温度可达 1100°C(2012°F)。

1. 化学成分

下表列出了 310 不锈钢的元素成分范围。较高的铬和镍含量赋予其耐热和耐腐蚀性能。

牌号 碳C 锰Mn 磷P 硫S 硅Si 铬Cr 镍Ni 钼Mo 氮N 其他
310 ≤ 0.25 ≤ 2.00 ≤ 0.045 ≤ 0.030 ≤ 1.50 24.00-26.00 19.00-22.00

2. 机械性能

下表列出了 310 不锈钢在退火状态下的最低机械性能。较高的合金含量有助于其在较高使用温度下保持强度。

牌号 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 伸长率(%) 管道硬度(Pipe)
310 ≥ 515 ≥ 205 ≥ 40 HBW ≤ 217
HRB ≤ 95

3. 近似牌号

该表列出了 310 不锈钢在 ASTM、欧洲、日本、中国和俄罗斯标准体系中的国际等效牌号,以支持国际采购和规范统一。

牌号 UNS 编号 GB 标准 JIS 标准 ISO 标准 DIN/EN 标准 GOST 标准
旧牌号 新牌号
310 S31000 S31020 20Cr25Ni20 SUS310 X15CrNi25-21 1.4841 20X25H20C2

4. 主要技术优势

  • 奥氏体系列中最高的抗氧化性:凭借 24-26% 的铬含量和 19-22% 的镍含量,310 牌号可形成致密、附着力强的氧化铬保护层,能够在反复热循环中抵抗剥落,在这方面优于 309 和 304。
  • 在渗碳和渗氮气氛中的稳定性:较高的镍含量降低了合金表面的碳活性和氮吸收,使 310 适用于表面硬化炉部件和氨裂解器内件。
  • 抗热循环能力:与许多铁素体耐热钢种不同,310 的全奥氏体组织在环境温度与工作温度之间反复加热和冷却时不会发生脆化。
  • σ 相注意事项:在 600-900°C 范围内长期暴露会导致 σ 相析出,从而降低室温韧性。热处理工艺应充分考虑这一因素。

5. 通用制造标准

310 不锈钢的生产和检验均按照以下标准进行:

ASTM A312:无缝、焊接和重冷加工奥氏体不锈钢管的标准规范——TP310 牌号。

ASTM A213:无缝奥氏体合金钢锅炉、过热器和换热器管的标准规范——T310 牌号。

ASTM A511:无缝不锈钢机械管材标准规范。

DIN EN 10095:耐热钢和镍合金(1.4845)。

JIS G4311:耐热应用用热轧不锈钢棒材(SUS310)。

JIS G3463:不锈钢锅炉和换热器管(SUS310)。

GB/T 13296:锅炉和换热器用无缝不锈钢管(06Cr25Ni20)。

GOST 5632:高合金钢和合金(20Ch25N20S2)。

标准对比表:

标准 美国材料与试验协会(ASTM) EN/DIN JIS GB/T GOST
无缝管 A312(TP310S) EN 10095 (1.4845) G3459(SUS310S) 13296 5632
焊接管 A312(TP310S) EN 10217-7 (1.4845) G3459 - -
热交换器管 A213(T310S)/ A249 EN 10216-5 G3463(SUS310S) 13296 -

6. 主要应用

  • 热处理炉:连续退火、渗碳和烧结炉中工作温度高于 900°C 的辐射管、马弗罐和炉膛衬里。
  • 乙烯裂解炉:蒸汽裂解炉的对流段和辐射段管材,此处同时存在较高的管壁温度和渗碳气体。
  • 低温与高温双重工况:在启动时需于低温条件下运行、正常工作时又须在高温下运行的容器和管路系统。
  • 水泥和石灰窑:在高温氧化窑气氛中使用的耐热部件、进料口外壳衬里和窑口护圈。
  • 发电:燃煤和生物质锅炉中的锅炉部件、过热器护板和管吊架,灰渣沉积会在高温下形成腐蚀性工况。
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