고온 특성 스테인리스 스틸

스테인리스 스틸은 강도가 좋고 부식에 대한 내성이 우수하며 산화 고온에서 사용됩니다. 스테인리스 스틸은 304 및 316의 경우 최대 1700°F, 고온 스테인리스 등급의 경우 최대 2000°F의 온도에서 사용됩니다. 309(S) 및 최대 2100° F의 경우 310(S). 스테인리스 스틸은 다음 분야에서 광범위하게 사용됩니다. 열교환기슈퍼 히터, 보일러급탕기, 밸브 및 주 증기 라인은 물론 항공기 및 항공우주 분야에도 적용됩니다.

그림 1은 저탄소 비합금강과 비교한 스테인리스강의 열강도 이점에 대한 광범위한 개념을 보여줍니다. 표 1은 단기적으로 인장 강도 그리고 항복 강도 대 온도. 표 2는 간헐적 서비스 및 연속 서비스 모두에 대해 일반적으로 허용되는 온도를 보여줍니다.

시간과 온도에 따라 모든 금속에서 야금 구조의 변화가 예상될 수 있습니다. 스테인리스 스틸의 경우 연화, 탄화물, 탄화물이 변화할 수 있습니다. 강수량또는 취화. 연화 또는 강도 손실은 300 시리즈(304, 316 등) 스테인리스 스틸의 경우 약 1000°F에서, 경화 가능한 400의 경우 약 900°F에서 발생합니다(410<, 420, 440) 시리즈와 비경화성 400(409, 430) 시리즈(표 1 참조).

카바이드 강수량 800~1600°F의 온도 범위에서 300 시리즈에서 발생할 수 있으며, 카바이드 침전을 방지하도록 설계된 등급을 선택하면 이를 억제할 수 있습니다, 347 (Cb 추가) 또는 321 (티타늄 추가). 카바이드 침전이 발생하면 1900° 이상으로 가열하고 빠르게 식혀서 제거할 수 있습니다.

12% 이상의 크롬을 사용한 경화형 400 시리즈와 비경화형 400 시리즈 및 듀플렉스 스테인리스 스틸 은 700~950°F의 온도에 장시간 노출될 경우 취화될 수 있습니다. 이 온도가 취성이 가장 빠르게 진행되는 온도이기 때문에 이를 885F 취성이라고 부르기도 합니다. 885F 취성은 낮은 연성과 증가된 연성을 초래합니다. 경도 그리고 인장 강도 실온에서 유지되지만, 바람직한 기계적 특성 작동 온도에서.

표 1 단기 인장 강도 vs 온도 (410을 제외한 어닐링 상태)

온도	304 & TS ksi	316 YS ksi	309 & TS ksi	309S YS ksi	310 & TS ksi	310S YS ksi	410* TS ksi	YS ksi	430 TS ksi	YS ksi
실내 온도.	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

* 열처리 1800°F에서 오일 담금질하고 1200°F에서 템퍼링하여

표 2 일반적으로 허용되는 서비스 온도

재료	간헐적 서비스 온도	연속 서비스 온도
오스테나이트
304	1600°F(870°C)	1700°F(925°C)
316	1600°F(870°C)	1700°F(925°C)
309	1800°F(980°C)	2000°F(1095°C)
310	1900°F(1035°C)	2100°F(1150°C)
마르텐사이트
410	1500°F(815°C)	1300°F(705°C)
420	1350°F(735°C)	1150°F(620°C)
페리틱
430	1600°F(870°C)	1500°F(815°C)

300 시리즈 등급의 "연속" 서비스 온도가 "간헐적" 서비스 온도보다 높다는 것이 비논리적으로 보일 수 있습니다. 그 이유는 간헐적 서비스에는 "열 순환"이 포함되기 때문에 형성된 고온 스케일이 균열 및 파손될 수 있기 때문입니다. 이는 스테인리스 스틸과 스케일 사이의 팽창 계수 차이로 인해 발생합니다. 이러한 스케일링 및 균열의 결과로 표면 온도가 지속될 때 발생하는 것보다 높습니다. 따라서 권장 간헐적 사용 온도가 더 낮습니다. 400 시리즈(페라이트 및 마르텐사이트 등급 모두)는 그렇지 않습니다. 그 이유는 알려지지 않았습니다.

고온 특성 스테인리스 스틸

표 1 단기 인장 강도 vs 온도 (410을 제외한 어닐링 상태)

표 2 일반적으로 허용되는 서비스 온도

관련 기사