309Si2是一种奥氏体型不锈钢,具有良好的耐高温和耐腐蚀性能,在工业领域有广泛应用。以下是其具体介绍:
### 化学成分
- **碳(C)**:含量≤0.20%,较低的碳含量有助于减少碳化物的析出,提高不锈钢的耐蚀性和焊接性能。
- **硅(Si)**:含量在1.50% - 2.50%,硅的加入能提高材料的强度,特别是高温强度,同时增强其抗氧化性能。
- **锰(Mn)**:含量≤1.50%,可改善钢的加工性能,提高强度和韧性。
- **磷(P)**:含量≤0.040%,需严格控制磷含量,以防止其降低钢的韧性和耐蚀性。
- **硫(S)**:含量≤0.030%,低硫含量可减少对不锈钢耐腐蚀性的损害。
- **铬(Cr)**:含量在19.00% - 22.00%,铬是使不锈钢具备耐腐蚀性的关键元素,它在钢表面形成一层致密的氧化铬保护膜,有效阻止内部金属被氧化,提高钢的抗氧化和耐蚀能力。
- **镍(Ni)**:含量在12.00% - 15.00%,镍能扩大奥氏体相区,使钢在室温下形成稳定的奥氏体组织,进而提高钢的韧性、耐蚀性和高温性能。
### 物理性能
- **密度**:约7.98\(g/cm^3\)。
- **熔点**:约1397 - 1453℃。
- **比热容(0 - 100℃)**:约0.5 \(kg/(kg·K)\)。
- **热导率(100℃)**:约15.5 \(W/(m·K)\),热导率(500℃)约18.6 \(W/(m·K)\)。
- **线胀系数(0 - 100℃)**:约14.9×\(10^{-6}/K\),(0 - 523℃)约18×\(10^{-6}/K\)。
- **电阻率(20℃)**:约0.7 \(Ω·mm^2/m\)。
- **纵向弹性模量(20℃)**:约193 GPa。
- **磁性**:无。
### 力学性能
- **抗拉强度**:≥520MPa。
- **屈服强度**:≥205MPa。
- **伸长率**:≥40%。
- **断面收缩率**:≥50%。
- **硬度**:≤187HB;≤90HRB;≤200HV。
### 加工与热处理
- **热处理**:通常包括固溶处理,固溶处理温度一般在1080 - 1130℃,之后进行快冷,以提高其组织的稳定性和机械性能。
- **焊接**:由于含有较高比例的铬和镍,焊接时需要注意选择适当的焊接材料和参数,以避免碳化物析出和确保焊接接头的性能。
- **成形**:成形性能良好,但由于合金元素含量高,成形过程中可能出现硬化现象,需要合理选择成形工艺和参数。
- **切削加工**:切削加工性能较好,但需要注意选择适当的切削速度和工具材料,以减少加工硬化和提高加工效率。
### 应用领域
- **高温炉具**:适用于制作承受应力的各种炉用构件,如炉管、热交换器、炉内支架、传送带、退火炉罩等。
- **化工设备**:可用于制造耐腐蚀设备,如反应器、换热器和储罐等,特别是在高温和腐蚀性环境下。
- **船舶和汽车**:常用于制造船舶零部件、汽车排气管等需要耐蚀性能的结构件。
- **其他领域**:还可用于食品加工器具、医疗器械、建筑领域的屋顶、侧墙等,特别是在干燥的室内环境中,以及在侵蚀性不严重的工业或海洋大气中。