Aço inoxidável 310S versus 330: ligas-de alta temperatura para serviços exigentes

 

 

Quais são as composições químicas, principais propriedades e principais usos do 310S e da Liga 330?
O grau 310S é um aço inoxidável austenítico com alto teor de cromo (24-26%) e níquel (19-22%), projetado para serviço contínuo de até 1150 graus em atmosferas oxidantes. A liga 330 contém ainda mais níquel (35-37%), juntamente com 17-20% de cromo e 1-2% de silício. Essa composição confere resistência excepcional à carburação, nitretação e fadiga térmica.. 310S é amplamente utilizado em tubos radiantes, rolos de fornos e componentes de trocadores de calor. A liga 330 é especificada para peças críticas, como tubos de queimadores radiantes, retortas de fornos de recozimento e tubos reformadores em processamento petroquímico, onde as condições atmosféricas são severas.

Como o desempenho dessas ligas difere sob ciclagem térmica e atmosferas específicas?
O 310S tem excelente desempenho sob condições de oxidação estáveis ​​e de alta-temperatura. No entanto, a Liga 330 é superior em aplicações que envolvem ciclos térmicos rápidos ou exposição a atmosferas de cementação e redução. O alto teor de níquel e silício no 330 estabiliza a estrutura contra a absorção de carbono e nitrogênio, evitando a fragilização. Seu menor coeficiente de expansão térmica comparado ao 310S também contribui para uma melhor resistência à fadiga térmica e à distorção durante repetidos ciclos de aquecimento e resfriamento, o que é comum em fornos de processamento em lote.

Em quais ambientes de forno é necessário o uso da Liga 330 em vez da Liga 310S?
A liga 330 é necessária em ambientes com condições alternadas de oxidação e redução, altos potenciais de carbono (atmosferas de cementação) ou onde gases de processo contêm monóxido de carbono, hidrocarbonetos ou compostos de nitrogênio. Exemplos incluem tubos radiantes em fornos de queima direta-, cestos e acessórios em processos de cementação ou carbonitretação e componentes em fornos de craqueamento de etileno. Para atmosferas oxidantes consistentes sem ciclos térmicos, o 310S costuma ser uma escolha-mais econômica.

Quais são as considerações de fabricação para essas ligas-de alta temperatura?
Ambas as ligas têm altas taxas de endurecimento-de trabalho, exigindo mais potência para conformação e usinagem, o que pode levar ao desgaste acelerado da ferramenta. A soldagem é realizada usando metais de adição correspondentes (ER310 para 310S, ER330 para Alloy 330). O recozimento pós{7}}solda de soldagem é altamente recomendado para restaurar propriedades ideais de-alta temperatura e resistência à corrosão. Os projetistas devem levar em conta a expansão térmica significativa em montagens de alta{10}temperatura para gerenciar o estresse.

Qual é a diretriz de seleção final para engenheiros e compradores?
A seleção deve ser determinada pela atmosfera do forno e pelo perfil do ciclo térmico. Para serviço de oxidação contínuo e estável até 1150 graus, o 310S é uma escolha excelente e comprovada. Para aplicações que envolvem ciclagem térmica, atmosferas de cementação/redução ou onde a resistência-de longo prazo à fragilização é crítica, o investimento na liga 330 é justificado para maior vida útil e confiabilidade. Sempre analise a composição específica da atmosfera com o fornecedor do forno.