南宁SUS310S法兰 S31008
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行 业：钢铁 特殊钢 合金钢
发布时间：2021-04-12
奥氏体不锈钢的抗氧化性可以通过铬含量来推算。耐高温的合金含铬量至少20%（重量百分百）。用镍成分代替铁成分也通常可以提供合金在高温下的性能。309/309S，310/310S是高合金材料，因此，具有相当好的抗氧化性。
已氧化的金属样品，其重量会有所增加，因为一定量的氧气组合到产品的氧化膜。测量金属抗氧化性的其中一种方法是：让金属在特定时间内暴露在高温环境下，然后测量其重量的变化。重量增加越多，表面氧化越严重。
氧化过程比简单的锈皮增厚要复杂得多。散裂，或者说表面皮分离，是不锈钢氧化过程中常见的问题。散裂通常表现为急速的重量损失。其他一些因素也会引起散裂，其中主要包括热循环，机械损伤和氧化物过厚。
在氧化过程中，铬以氧化铬的形式存在于锈皮中。当氧化皮剥落时，未氧化的金属暴露出来，因为新的氧化铬的形成，材料的氧化率暂时升高。锈皮散裂到达一定程度，铬含量的损失可能引起金属的耐热性降低，从而导致铁氧化物和镍氧化物快速增加，这种情况称为破裂氧化。
高温氧化可能导致锈皮挥发。在耐热不锈钢表面形成的氧化铬，开始是Cr2O3 ，当温度进一步升高时，会进一步氧化成具有高蒸汽压力的CrO3 。氧化物此时分成两部分：通过形成Cr2O3 使锈皮增厚，通过CrO3 的蒸发使锈皮变薄。终的趋势是在增厚和变薄之间达到终的平衡，从而使锈皮处于恒定的厚度。锈皮挥发在温度达到2000°F (1093°C)以上时，成为一个突出问题，在流动气体的作用下，会进一步恶化。
抗水溶液腐蚀
309/309S和310/310S主要用于高温环境下，可以有效利用它们的抗氧化性。但是，这些合金因为含铬量和含镍量高，对水溶液也具有一定的耐腐蚀性。
含镍量高使这些合金对氯化物应力龟裂腐蚀的抵抗力比18-8不锈钢稍好，尽管如此，但是309/309S和310/310S奥氏体不锈钢仍然容易受这种腐蚀的影响。
需要提高耐水溶液腐蚀的应用中，往往会用到310/310S，如：溶液中的作业，这种溶液中可能发生晶界择优腐蚀。
高温抗氧化性
在多数情况下，金属合金都会与周围环境发生一定程度的化学反应。常见的化学反应就是氧化：金属元素与氧气结合，生成氧化物。不锈钢通过铬元素的局部氧化使其具有抗氧化性，在铬元素局部氧化的过程中，可以形成一种非常稳定的氧化物（Cr2O3 氧化铬）。只要金属的铬含量充足，在金属表面即可形成一层连续的氧化铬绿，防止其他氧化物生成，并对金属起到保护作用。氧化率是由带点粒子的传输来控制的。当表面的锈皮越厚，氧化率就会大幅度下降，因为带点粒子传输的路径越远。这个过程叫钝化，也就是钝化膜形成的过程。
在氮气存在的情况下，可能发生渗氮作用。氧化物通常比氮化物稳定，因此在含氧的大气环境中，通常形成氧化皮。这层保护膜可以很好地阻挡氮进入，因此在大气环境和气态的燃烧产物环境下，几乎不用考虑渗氮作用的影响。在纯氮环境下，尤其是在干燥，裂化氨气环境下，氧含量非常低，就可能发生渗氮作用。在相对低温的情况下，在金属表面可以形成氮化膜。在1832°F或1000°C)以上高温情况下，氮的扩散性可以迅速渗透金属，在晶界生成内部氮化物，影响金属的机械性能。
金相的不稳定性，高温暴露时形成新的金相，都可以反过来影响机械性能和降低耐腐蚀性。当奥氏体不锈钢在温度范围800-1650°F (427-899°C)缓慢冷却时，碳化物粒子常常在晶界沉淀（敏化作用）。铬和镍的含量越高，碳的可溶性就越低，也就是说更容易受敏化作用影响。在这个温度范围，推荐用强制淬火冷却，尤其是对于较厚的材料。随着碳含量的降低，形成碳化铬的时间和温度就增加。因此，这些合金的低碳等级对敏化具有较好的抵抗力，但是并不是可以完全避免敏化作用的影响。当加热温度长期达到1200-1850°F (649-1010°C)，309/309S，310/310S在室温下的延展性会降低，这是因为西格玛相和碳化物的影响。西格玛相通常在晶界形成并影响金属的延展性。这种可以通过在温度重退火来消除。
高温退化很多程度受大气和其他作业环境影响。一般的氧化数据通常只能用于对不同合金相对抗氧化性的估计。如果有需要，森迈尔钢铁公司，可以为您提供具体应用的抗氧化性数据和经验。
加工特性
309/309S，310/310S不锈钢因其耐高温和抗氧化性能，被广泛应用于热处理/加工行业。也因为这样，这些合金常被加工成复杂结构。碳钢的加工性通常被认为是金属成型操作中的标准。奥氏体不锈钢表现出来的性能和碳钢大不相同：奥氏体不锈钢更难加工，变硬的速度非常快。尽管这并不会改变我们一般用的加工方法，如：切割，机械加工，成型等，但是这些特性却影响这些加工方法的具体细节。
切割和机械加工普通软钢的标准技术，稍作调整后也可用于加工奥氏体不锈钢。但是奥氏体不锈钢更难加工，变硬的速度非常快。加工过程中产生的碎片细且硬，并保留着相当好的延展性。加工用的道具应保持锋利和坚硬。对于硬化区域，一般采用深度和慢速切割。由于奥氏体不锈钢的导热性低和热膨胀系数高，在切割和机械加工的过程中，必须考虑排热和尺寸公差。
奥氏体不锈钢可通过弯曲，拉伸成形，滚扎成形，锤打成形，扩口加工/凸缘加工，旋转，精抽，液压成形等方法达到冷作成形。在加工过程中，奥氏体不锈钢容易硬化，表现为加工过程中要不断加工的力量。这就意味着需要用更强大的成形设备并且终限制了成型度。
因为各种环境和金相的因数，用于309和310热作的温度范围相对较窄。锻造的初始温度范围是1800-2145°F (980-1120°C)，结束温度不能低于1800°F (980°C)。在过高的温度下加工，因为环境和金相的因素，尤其是铁素体的生成，会导致合金的热塑性下降。在过低的温度下加工，形成脆片第二相，如：西格玛相。锻造后，锻件需迅速冷却到暗热。
