Почему трубы из нержавеющей стали 310 выдерживают высокие температуры? Из-за высокого содержания Cr!

1. Знакомство с трубами из нержавеющей стали 310.

При комнатной температуре матричная структура аустенитной нержавеющей стали 310 представляет собой чистый γ. Его химический состав в GB/T 24511-2017 показан на скриншоте ниже. Поскольку номинальное содержание хрома и никеля составляет 25% и 20% соответственно, 310 также называют «2520».

310 часто используется в качестве термостойкого материала из-за его хорошей жаропрочности и его трудно окисляться при высоких температурах. Экспериментальные исследования показали, что при температуре менее 1000 ℃ скорость окисления 310 относительно низкая; если температура продолжает повышаться до 1200 ℃, степень окисления 310 ускоряется. Кроме того, он также используется при транспортировке и хранении сильных кислот, таких как азотная кислота, с концентрацией от 65% до 85%.

2. Почему он выдерживает высокие температуры?

В условиях высоких температур трубы из жаростойкой нержавеющей стали 310 могут сохранять стабильность своих характеристик во всех аспектах и ​​не подвергаются легкому воздействию внешней коррозии, окисления и других сред. В основном это связано с высоким содержанием Cr в самой трубе из нержавеющей стали 310. При попадании в окислительную среду хром в металле на поверхности трубы из нержавеющей стали 310 может соединяться с кислородом с образованием Cr2O3. Эта оксидная пленка может предотвратить окисление и коррозию.

Пока содержание Cr в нержавеющей стали достаточно, пленка оксида Cr2O3 может постоянно покрывать поверхность трубы из нержавеющей стали 310. По мере того, как пленка становится все толще и толще, она в конечном итоге образует «защитное покрытие» стали 310, которое может предотвратить контакт внутреннего металла 310 с внешним миром, тем самым предотвращая дальнейшее окисление. Это также основная причина, по которой трубы из нержавеющей стали 310 могут иметь хорошие антиокислительные свойства при высоких температурах.

3. Роль элементов Cr и Ni.

Хром (Cr): В жаропрочной нержавеющей стали Cr может сохранять свою стабильность при высоких температурах без окисления и выпадения. Однако содержание Cr не может быть слишком высоким. Если она слишком высока, ударная вязкость самой нержавеющей стали также снизится, поскольку Cr является компонентом, который может способствовать появлению α и ингибировать γ. Слишком большое значение α может легко привести к образованию некоторых хрупких фаз материала. Поэтому мы надеемся, что в аустенитной нержавеющей стали содержание Cr останется умеренным, что сможет не только обеспечить работоспособность материала во всех аспектах, но и предотвратить появление некоторых хрупких фаз.

Никель (Ni): Ni является очень важным элементом в жаростойкой аустенитной нержавеющей стали и играет очень положительную роль в содействии образованию γ. На фазовой диаграмме увеличение содержания Ni может сделать температуру перехода от γ к α очень низкой, что может повысить стабильность матричной структуры аустенита. Кроме того, соответствующее регулирование содержания Ni в нержавеющей стали может значительно улучшить комплексные механические свойства нержавеющей стали и обеспечить ее хорошие сварочные характеристики.