どの鋼がより熱い-耐性ですか？

鋼の耐熱性とは、高温にさらされたときに機械的特性（強度、硬度、構造の完全性、構造の完全性）を維持し、分解（酸化やクリープなど）に耐える能力を指します。多くの鋼は、中程度の温度でうまく機能しますが、高{-クロム、高-ニッケルオーステナイトステンレス鋼-特に310ステンレス鋼-が最も熱-耐性鋼の一部として際立っています。それらのユニークな合金組成と微細構造により、温度が1,000度f（538度）を超える環境で優れており、短い-用語と長い-用語の両方で他の鋼タイプを上回る-の両方の高-熱塗布を可能にします。
鋼の耐熱性を定義するものは何ですか？
耐熱性は3つの重要な要因に依存します。
•酸化抵抗：高温で酸素と反応することに抵抗する能力。これは、さらなる腐食を防ぐために保護酸化物層を形成します。
•クリープ抵抗：高温での一定の応力下で段階的な変形に抵抗する能力。
•機械的特性の保持：構造的完全性を和らげる、または失うことなく強度と硬度を維持します。
高レベルのクロム（酸化耐性）とニッケル（オーステナイト微細構造の安定性の場合）の鋼は、通常、最適に機能します。モリブデンまたはシリコンを追加して、クリープ抵抗と高-温度強度を高めることもできます。
310ステンレス鋼：耐熱性のベンチマーク
310ステンレス鋼は、他のほとんどのステンレス鋼よりも著しく高いクロムと20％のニッケル-を含むオーステナイト合金です。この組成は、2,100〜2,200度F（1,149〜1,204度）への最大2,000度F（1,093度）および短い-の露出への温度への継続的な曝露に耐えられ、例外的な耐熱性を与えます。これが際立っている理由は次のとおりです。
耐熱性の重要な特性：
1.酸化抵抗：高クロム含有量は、加熱すると表面に密な、接着性クロム酸化物層を形成します。この層は障壁として機能し、酸素が下にある鋼に到達するのを防ぎ、極端な温度でも腐食を遅くします。 800度F（427度）を超える急速に酸化する炭素鋼とは異なり、310は空気または燃焼環境では安定したままです。
2.微細構造の安定性：310のオーステナイト微細構造（面-中心の結晶構造）は高温で安定しており、他の鋼が柔らかくなったり脆くなる相手の変化を回避します。この安定性により、熱への長期にわたる曝露の後でも強度が保持されます。
3.クリープ抵抗：310は、1,500度（816度）を超える温度で、ほとんどの鋼よりもクリープ（遅い変形）が優れています。これにより、炉部品や排気システムなどの高-熱設定の負荷-ベアリングコンポーネントに最適です。
4.高融点：2,550〜2,650度F（1,399〜1,454度）の融解範囲で、310は、低い-合金鋼とは異なり、溶けることなく短い-用語スパイクに耐えることができます。
310ステンレス鋼が他の熱-耐性鋼と比較する方法
その他の熱-耐性鋼は、重要な領域では不足しています。
•304ステンレス鋼：18％クロムと8％のニッケルを備えた一般的なオーステナイトステンレス鋼。最大1,500度のF（816度）のパフォーマンスを発揮しますが、この温度を超えて急速に酸化し、310のクリープ抵抗が欠けています。
•430フェライトのステンレス鋼：17％クロムが含まれていますが、ニッケルは含まれていません。最大1,400度F（760度）までの酸化に抵抗しますが、フェライトの微細構造により、より高い温度で柔らかくなり、より高い温度で強度を失います。
•H13ツールスチール：1,000〜1,200度F（538〜649度）で良好な靭性を備えたホット-作業ツールスチールですが、1,200度を超えてすぐに酸化し、310の長い-用語の安定性に匹敵することはできません。
•Incenel 600（ニッケル合金）：鋼ではありませんが、耐熱性についてはしばしば比較されます。最大2,000度Fのパフォーマンスを発揮しますが、310よりも大幅に高価で、入手可能性が容易ではありません。
310ステンレス鋼は、これらを2つの重要な方法でアウトパフォームします。それは、より高い温度（最大2,000度F）で酸化抵抗を維持し、ストレスの下で構造の完全性を保持し、高-熱工業用途に最も実用的な選択肢となります。
310ステンレス鋼のアプリケーション
310の耐熱性により、極端な温度が日常的な業界では不可欠です。
•工業用炉：1,800〜2,000度F（982〜1,093度）で継続的に動作する炉ライナー、加熱要素、およびコンベアベルトに使用します。
•航空宇宙と自動車：排気マニホールド、ジェットエンジンコンポーネント、および高-温度排気ガスにさらされたアフターバーナー部品。
•化学処理：酸化抵抗と強度が重要である高{-温度腐食性流体を処理する原子炉とパイプライン。
•発電：石炭-発射またはガス-発射発電所のボイラーコンポーネント、熱交換器、およびタービン部品。
その他の熱-特定のシナリオの耐性鋼
310は最も汎用性の高い熱-耐性鋼ですが、他の鋼はニッチ高-熱アプリケーションで優れています。
•253 MA：酸化抵抗を強化するためにセリウムを追加した修飾されたオーステナイトステンレス鋼。周期的な高-熱環境（たとえば、熱と冷却の炉のドア）で最大2,100度（1,149度）でうまく機能します。
•321ステンレス鋼：炭化物沈殿に抵抗するチタンが含まれており、腐食性高-熱設定（例、化学植物の熱交換器）の1,500〜1,600度F（816〜871度）で安定しています。
•合金20：ニッケル-クロム-モリブデン鋼は、高温と化学腐食の両方に対して優れた耐性を持つモリブデン鋼であり、酸性の高-熱環境で1,400度（760度）で使用されます。
ただし、これらの鋼は専門化されており、高温の全範囲で310のパフォーマンスに匹敵することはできません。
なぜ310ステンレス鋼が一番の選択肢であるのか​
310の耐熱性は、その合金組成に由来します。
•25％クロム：損傷した場合に-が治癒し、2,000度Fでも酸化を防ぐ保護酸化クロム酸化クロム層を形成します。
•20％ニッケル：オーステナイト微細構造を安定させ、高温で脆性相に変換されないようにします。
•低炭素含有量：長期間加熱すると炭化物の降水量（鋼を弱める）を最小限に抑えます。
この要素の組み合わせは、酸化抵抗、クリープ抵抗、および機械的安定性のバランスをとる鋼を作成します-一般的な高-熱アプリケーションの他の鋼の一致はありません。
制限と考慮事項
310ステンレス鋼には欠点がないわけではありません。
•コスト：ニッケルとクロムの高い含有量は、炭素鋼または低い-合金ステンレス鋼よりも高価になります（例えば、304）。
•加工性：強度が必要であるため、304よりも機械加工するのが難しく、特殊なツールと速度が遅くなります。
•重量：他のステンレス鋼と同様に、それは炭素鋼よりも密度が高いです。これは、重量-敏感なアプリケーションの考慮事項である可能性があります。
1,500度F（816度）未満の温度では、309ステンレス鋼（19％クロム、12％ニッケル）がよりコスト-効果的な代替品であり、低価格で良好な耐熱性を提供します。
結論
鋼の耐熱性を評価するとき、310ステンレス鋼が明確なリーダーです。最大2,000度F（1,093度）までの連続温度に耐え、酸化に抵抗し、ストレス下で強度を維持する能力により、最も要求の厳しい高-熱アプリケーションに最適です。特殊な合金または鋼は、特定のニッチ、310のバランスパフォーマンス、可用性、コストでうまく機能する可能性がありますが、産業、航空宇宙、発電のニーズに合わせて最も熱-耐性鋼になります。炉ライナー、排気システム、化学反応器であろうと、310ステンレス鋼は、他の鋼が故障した場合に信頼できるパフォーマンスを提供します。
​