310Sest le cheval de bataille du monde oxydant à 900-1 000 degrés - un austénitique 25Cr-20Ni utilisé pour les accessoires de four, les tubes radiants et le matériel de traitement thermique. Ce guide couvre sa composition chimique, ses limites de température, les endroits où il échoue et comment le spécifier correctement.
Qu'est-ce que le 310S
Le 310S (UNS S31008, EN 1.4845) est un acier inoxydable entièrement austénitique avec la combinaison chrome-nickel la plus élevée des nuances austénitiques courantes. Sa résistance à l'oxydation, sa ductilité conservée et son coût modéré en font le choix par défaut pour les composants qui vivent au-dessus de 800 degrés dans des atmosphères oxydantes.
La chimie en un coup d'oeil
| Élément | Limite, % | Rôle |
| Cr | 24.0 - 26.0 | Forme le tartre protecteur Cr2O3 |
| Ni | 19.0 - 22.0 | Stabilise l'austénite, résiste au cyclage |
| C | 0.08 max | Le "S" : protège les soudures de la sensibilisation |
| Mn/Si | 2,0 / 1,5 maximum | Le Si améliore l'adhérence du tartre à température |
| Fe | Équilibre | Matrice |
Propriétés mécaniques (ASTM A240)
| Propriété | Minimum |
| Résistance à la traction | 515 MPa (75 ksi) |
| Limite d'élasticité | 205 MPa (30 ksi) |
| Élongation | 40% |
| Dureté | 95 HRB maximum |
La règle des 1 000 degrés
Le 310S est évalué à environ 1 000 degrés en service oxydant continu et à environ 925 degrés en service intermittent. Au-dessus de 1 000 degrés, le taux d'oxydation s'accélère fortement - la perte de métal à 1 050 degrés est environ trois fois supérieure à la perte à 950 degrés - la conception doit donc ajouter un mur ou raccourcir l'intervalle d'inspection.
310 vs 310S : la différence carbone
310 autorise 0,25 % de carbone maximum ; Le 310S le plafonne à 0,08 %. Dans les constructions soudées, la faible teneur en carbone empêche la sensibilisation au carbure de chrome au niveau de la zone affectée par la chaleur. Le 310S est donc la nuance pour les composants soudés directement mis en service.
310S vs 310H : quand mettre à niveau
Le 310H (UNS S31009) contient du carbone entre 0,04 et 0,10 %, ce qui ajoute un renforcement du carbure et une contrainte admissible plus élevée au-dessus de 700 degrés. La règle : achetez du 310H pour les pièces et tubes sous pression chauds, achetez du 310S pour le matériel soudé sans pression.
Où fonctionne le 310S
- Moufles de four, cornues et écrans de tubes radiants
- Couvercles de recuit et capots intérieurs dans les aciéries
- Composants de sole à rouleaux dans les fours continus
- Tubes de protection pour thermocouples
- Tubes échangeurs de chaleur haute température
- Composants de four et de séchoir
Là où le 310S échoue
- Au-dessus de 1 000 degrés stables, les éclats de tartre et la perte de métal s'accélèrent
- En atmosphères réductrices ou sulfurées - Cr2O3 est attaqué ; utiliser un alliage à haute teneur en nickel
- Sous une charge soutenue supérieure à 700 degrés, le fluage et non l'oxydation est la limite ; utiliser 310H
- Après une longue exposition à 650-950 degrés - la phase sigma fragilise l'alliage à froid ; manipuler avec soin
Soudage en trois lignes
Souder avec le mastic 310 correspondant (AWS E310 / ER310). Aucun préchauffage n'est nécessaire, mais maintenez un apport de chaleur modéré et une température entre les passes basse : le bain de fusion entièrement austénitique est sensible aux fissures s'il est chaud. La base à faible teneur en carbone maintient le son de la zone affectée par la chaleur pour un service à haute température.
Faits physiques
| Propriété | Valeur |
| Densité | 7,9 g/cm³ |
| Plage de fusion | 1400 - 1450 diplôme |
| Structure | Austénitique, non magnétique |
| Module d'élasticité | 200 GPa |
Liste de contrôle d'achat
- Grade et norme : "310S, UNS S31008, ASTM A240" (assiette) ou "TP310S, ASTM A312" (tuyau)
- Service sur demande : température maximale du métal, continue ou cyclique
- Ambiance : oxydante, réductrice ou soufrée, le choix de l'alliage en dépend
- Pression ou charge soutenue à température - sélectionne 310S, 310H ou plus
- Certificat : EN 10204 3.1 avec résultats de chimie thermique et de traction
FAQ
Q : Le 310S est-il utilisable au-dessus de 1 000 degrés ?
R : Uniquement pour de courtes excursions ou des composants légèrement chargés. Au-dessus de 1 000 degrés, le taux d’oxydation s’accélère fortement et la conception doit comporter une paroi supplémentaire ou accepter un intervalle d’inspection raccourci. Pour un service constant au-dessus de 1 000 degrés, regardez les qualités à haute teneur en nickel.
Q : Quelle est la différence entre 310 et 310S ?
R : Carbon. 310 autorise jusqu'à 0,25 % de carbone, le 310S le plafonne à 0,08 %. La faible teneur en carbone empêche la sensibilisation au carbure de chrome au niveau des soudures, le 310S est donc la nuance pour les composants de four soudés.
Q : Pourquoi mon luminaire 310S s'est-il fissuré lorsqu'il a été retiré à froid ?
R : Phase sigma probable. Une longue exposition dans la bande de 650 à 950 degrés précipite le sigma, qui fragilise l'alliage à température ambiante. Il s'agit d'un historique d'entretien, et non d'un défaut matériel, et cela plaide en faveur d'une vérification des composants après des années de service à chaud avant une manipulation à froid.
Q : Le 310S peut-il remplacer le 316L en service à chaud ?
R : À haute température, oui, le - 310S contient environ le double de chrome et de nickel et maintient son échelle à environ 1 000 degrés, contre environ 800 degrés pour le 316L. À des températures ambiantes ou légèrement corrosives, le 316L est le choix le moins cher et le plus courant.
Q : Quand dois-je utiliser le 310H au lieu du 310S ?
R : Lorsque le composant supporte une pression ou une charge soutenue supérieure à environ 700 degrés. Le carbone plus élevé de 310H (0,04-0,10 %) fournit un renforcement du carbure et une contrainte admissible plus élevée selon le code. Le matériel soudé sans pression reste avec 310S.
