High Temperature Properties Stainless Steel

خصائص درجات الحرارة العالية الفولاذ المقاوم للصدأ

Stainless steel have good strength and good resistance to corrosion and الأكسدة at elevated temperatures. Stainless steel are used at temperatures up to 1700° F for 304 and 316 and up to 2000 F for the high temperature stainless grade 309(S) and up to 2100° F for 310(S). Stainless steel is used extensively in مبادل حراري, super-heaters, غلاية, feed water heaters, valves and main steam lines as well as aircraft and aerospace applications.

Figure 1 gives a broad concept of the hot strength advantages of stainless steel in comparison to low carbon unalloyed steel. Table 1 shows the short term قوة الشد و قوة الخضوع vs temperature. Table 2 shows the generally accepted temperatures for both intermittent and continuous service.

With time and temperature, changes in metallurgical structure can be expected with any metal. In stainless steel, the changes can be softening, carbide هطول الأمطار, or embrittlement. Softening or loss of strength occurs in the 300 series (304, 316, etc.) stainless steel at about 1000° F and at about 900° F for the hardenable 400 (410<, 420, 440) series and 800° F for the non-hardenable 400 (409, 430) series (refer to Table 1).

ترسيب الكربيد can occur in the 300 series in the temperature range 800 – 1600° F. It can be deterred by choosing a grade designed to prevent carbide precipitation i.e., 347 (Cb added) or 321 (تيتانيوم added). If carbide precipitation does occur, it can be removed by heating above 1900° and cooling quickly.

Hardenable 400 series with greater than 12% chromium as well as the non-hardenable 400 series and the الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج are subject to embrittlement when exposed to temperature of 700 – 950° F over an extended period of time. This is sometimes call 885F embrittlement because this is the temperature at which the embrittlement is the most rapid. 885F embrittlement results in low ductility and increased الصلابة و قوة الشد at room temperature, but retains its desirable الخواص الميكانيكية at operating temperatures.

خصائص درجات الحرارة العالية الفولاذ المقاوم للصدأ

Table 1 Short Term قوة الشد مقابل درجة الحرارة (في الحالة الملدنة باستثناء 410)

درجة الحرارة	304 & TS كسي	316 YS كسي	309 & TS كسي	309S YS كسي	310 & TS كسي	310S YS كسي	410* TS كسي	YS كسي	430 TS كسي	YS كسي
درجة حرارة الغرفة.	84	42	90	45	90	45	110	85	75	50
400°F	82	36	80	38	84	34	108	85	65	38
600°F	77	32	75	36	82	31	102	82	62	36
800°F	74	28	71	34	78	28	92	80	55	35
1000°F	70	26	64	30	70	26	74	70	38	28
1200°F	58	23	53	27	59	25	44	40	22	16
1400°F	34	20	35	20	41	24	—	—	10	8
1600°F	24	18	25	20	26	22	—	—	5	4

* معالجة بالحرارة by oil quenching from 1800° F and tempering at 1200° F

Table 2 Generally Accepted Service درجات الحرارة

المواد	متقطع درجة حرارة الخدمة	مستمر درجة حرارة الخدمة
أوستنيتي
304	1600 درجة فهرنهايت (870 درجة مئوية)	1700 درجة فهرنهايت (925 درجة مئوية)
316	1600 درجة فهرنهايت (870 درجة مئوية)	1700 درجة فهرنهايت (925 درجة مئوية)
309	1800 درجة فهرنهايت (980 درجة مئوية)	2000 درجة فهرنهايت (1095 درجة مئوية)
310	1900 درجة فهرنهايت (1035 درجة مئوية)	2100 درجة فهرنهايت (1150 درجة مئوية)
مرتنزيتي
410	1500 درجة فهرنهايت (815 درجة مئوية)	1300 درجة فهرنهايت (705 درجة مئوية)
420	1350 درجة فهرنهايت (735 درجة مئوية)	1150 درجة فهرنهايت (620 درجة مئوية)
حديدي
430	1600 درجة فهرنهايت (870 درجة مئوية)	1500 درجة فهرنهايت (815 درجة مئوية)

It may seem to be illogical that the “continuous” service temperature would be higher than the “intermittent” service temperature for the 300 series grades. The answer is that intermittent service involves “thermal cycling”, which can cause the high temperature scale formed to crack and spall. This occurs because of the difference in the coefficient of expansion between the stainless steel and the scale. As a result of this scaling and cracking, there is a greater deterioration of the السطح than will occur if the temperature is continuous. Therefore the suggested intermittent service temperatures are lower. This is not the case for the 400 series (both ferritic and martensitic grades). The reason for this is not known.

خصائص درجات الحرارة العالية الفولاذ المقاوم للصدأ

Table 1 Short Term قوة الشد مقابل درجة الحرارة (في الحالة الملدنة باستثناء 410)

Table 2 Generally Accepted Service درجات الحرارة

مقالات ذات صلة