Baja tahan karat 309S dan 310S: Panduan Kelas Suhu Tinggi

Ditulis oleh: Emma, Teknis Sales Engineer. Ditulis oleh: Ethan, Material Engineer. Diperbarui: Agustus 2026.

1. Apa yang 309S dan 310S stainless steel?

309S dan 310S adalahBaja tahan panas austenitic stainlessDirancang untuk layanan suhu tinggi di mana oksidasi, siklus termal, dan karburasi daripada korosi berair menentukan umur layanan.Kinerja mereka berasal dari konten kromium dan nikel yang tinggi., bukan karena kekerasan atau kekuatan mekanik pada suhu.

Kelas ini memiliki fungsi yang berbeda secara mendasar dari 304 atau 316. Nilai 316 diukur dengan ketahanan pitting klorida (molibdenum);309S dan 310S diukur dengan seberapa baik mereka menahan oksidasi pada suhu (kromium dan nikel)Seorang pembeli yang memilih 310S dengan harapan ketahanan klorida 316 telah membuat kesalahan spesifikasi. Kelas ini dioptimalkan untuk panas, bukan klorida.

2Komposisi kimia 309S dan 310S

Referensi:ASTM A240Spesifikasi standar untuk lempeng, lembaran, dan strip baja tahan karat krom dan krom-nikel.

3. Mengapa 309S dan 310S Tahan Degradasi Suhu Tinggi

Kegagalan suhu tinggi secara mendasar berbeda dari korosi air. Tiga mekanisme mendominasi umur layanan di lingkungan tungku dan pembakaran.Masing-masing ditangani oleh fitur desain paduan khusus dalam 309S dan 310S.

3.1 Ketahanan oksidasi Barrier Chromium Oxide

Pada suhu tinggi, permukaan logam bereaksi dengan oksigen untuk membentuk skala oksida.perlindungan(tipis, melekat, tumbuh lambat) ataupemisahan(ketebalan, pecah, kehilangan logam yang cepat).

Bentuk kromiumCr2O3∆ oksida yang padat dan melekat yang bertindak sebagai penghalang difusi, secara dramatis mengurangi oksidasi lebih lanjut.Di atas sekitar 900 ‰ 1000 °C, Cr2O3 dapat berubah menjadi CrO3 yang mudah menguap di udara yang mengalir; kelas Cr yang lebih tinggi seperti 310S menahan transisi ini lebih lama karena skala Cr2O3 yang lebih tebal dan lebih stabil terbentuk pada awalnya.Ini adalah alasan dasar 310S (25% Cr) beroperasi ~ 115 ° C lebih tinggi dari 309S (22 ∼24% Cr) di udara oksidasi.

3.2 Ketahanan siklus termal

Komponen tungku mengalami pemanasan dan pendinginan berulang. Setiap siklus membuat bahan mengalami ekspansi dan kontraksi. Jika skala oksida memiliki koefisien ekspansi yang berbeda dari logam dasar,atau jika logam dasar tidak memiliki ketangguhan pada suhu, skalaBumbu-bumbuMengekspos logam segar untuk oksidasi yang cepat.

Nikel menstabilkan struktur FCC austenit, yang mempertahankan ketangguhan pada suhu yang lebih tinggi.Hal ini memungkinkan bahan untuk mengakomodasi ketegangan termal tanpa retak dan membantu skala oksida tetap melekat melalui siklus. 310S (20% Ni) secara signifikan mengungguli 309S (1215% Ni) dalam kondisi siklik, bukan karena oksida secara kimia berbeda, tetapi karena tetap melekat lebih lama.

3.3 Ketahanan Karburasi dan Sulfidasi

Atmosfer tungku mengandung karbon monoksida, hidrokarbon, dan senyawa belerang dari pembakaran.KarburasiKarbon yang menyebar ke dalam logam dan membentuk karbida kromium internal membuat material menjadi rapuh dan secara lokal menghilangkan kromium, mengurangi ketahanan oksidasi.Skala Cr2O3 yang padat memberikan penghalang fisik, dan nikel tinggi mengurangi kelarutan karbon dan tingkat difusi dalam matriks.SulfidasiTidak ada baja tahan karat standar yang sepenuhnya kebal terhadap sulfidasi.tapi skala kromium tinggi dan matriks nikel tinggi dari 310S memberikan ketahanan terbaik sebelum beralih ke paduan berbasis nikel.

4. 309S Sifat-sifat Baja Tidak Berlemak

309S adalah kelas austenit dengan kira-kira 22~24% Cr dan 12~15% Ni. Ini tidak magnetik dalam kondisi anil, tidak dapat dikeraskan dengan perawatan panas,dan mudah dilas dengan semua proses umum (TIG), MIG, SMAW) menggunakan ER309 atau ER309L logam pengisi.

Aplikasi khas:komponen tungku dan bagian pembakar yang beroperasi pada suhu sedang, keranjang dan perlengkapan pengolahan panas, lapisan dan penopang tungku,peralatan pembakaran di mana suhu tidak menjamin premi 310S, dan pengelasan logam yang berbeda (309 pengisi adalah standar industri untuk bergabung baja karbon ke stainless steel

5. 310S Sifat-sifat Baja Tidak Karat

310S mengandung sekitar 25% kromium dan 20% nikel, kandungan Cr dan Ni tertinggi di antara kelas austenit yang biasa ditempa.dan dapat dilas dengan logam pengisi ER310.

Aplikasi khas:tabung tungku dan tabung radian di pemanas petrokimia, keranjang pengolahan panas yang beroperasi di atas 1000 °C, komponen ruang pembakaran, bagian dalam tungku semen, oksidator termal,dan peralatan penanganan gas buang suhu tinggiIntinya: suhu tinggi yang berkelanjutan dikombinasikan dengan atmosfer karburisasi atau yang mengandung belerang yang ringan yang akan secara prematur merusak kelas paduan rendah.

6. 309S vs 310S: Memahami Perbedaan

Perbedaan antara kelas ini sepenuhnya didorong oleh kandungan paduan dan kesenjangan kinerja yang mereka ciptakan pada suhu tinggi.

Logika dasar seleksi:Pilih 309S ketika suhu dan atmosfer sedang dan efisiensi biaya penting.Pilih 310S ketika ketahanan oksidasi maksimum di antara kelas austenit yang ditempa diperlukan, atmosfer karburasi, kondisi termal siklik, atau harapan umur layanan yang diperpanjang yang membenarkan premi nikel.

7. Kapasitas suhu dan batas aplikasi

Performa yang sebenarnya pada suhu tertentu tergantung pada beberapa faktor yang bekerja secara bersamaan:

8. Aplikasi umum dari 309S dan 310S

9. Keterbatasan dan Kesalahan Pemilihan Umum

Kesalahan pemilihan kelas tahan panas mahal karena mereka bermanifestasi sebagai kegagalan dalam penggunaan tidak pada pemeriksaan masuk.

Kesalahan 1: Menggunakan 304 atau 316 untuk layanan oksidasi suhu tinggi.Ini adalah kelas tahan korosi, bukan kelas tahan panas. pada ~ 18% Cr, 304 mengoksidasi dengan cepat di atas sekitar 870 ° C intermiten.304 akan kehilangan ketebalan bagian dan gagal bukan karena bahannya cacat, tetapi karena ditentukan untuk mekanisme degradasi yang salah. Pilih kelas untuk mode kegagalan: klorida → 316; oksidasi suhu tinggi → 309S / 310S.

Kesalahan 2: Mengasumsikan 310S memecahkan semua masalah suhu tinggi.310S memiliki batasan: ia tidak dapat menahan garam cair, sulfidasi yang parah (H2S di atas konsentrasi tertentu), atau suhu dekat 1150 °C di bawah beban mekanik di mana merangkak menjadi terbatas.Di atas kapasitas 310S, paduan berbasis nikel (Alloy 600, 601, 800H/HT) atau kualitas tahan panas yang ditumbuk diperlukan.

Kesalahan 3 Mengingkari atmosfer dan kondisi pembuatan.Tinta panas las (kromium-depleted oxide) memulai oksidasi dini. Kontaminasi permukaan dengan baja karbon menciptakan skala non-perlindungan lokal.pemilihan logam pengisi yang tepat, dan kondisi permukaan yang bersih sebelum pemanasan pertama sangat penting ∙ kualitas yang ditentukan dengan benar dapat gagal jika pembuatan melemahkan ketahanan oksidasi.

10Panduan Pengadaan untuk 309S dan 310S

11Bagaimana Shangyou Mendukung Pengadaan 309S dan 310S

• Verifikasi Spesifikasi ASTM:Setiap pesanan yang dikonfirmasi terhadap standar ASTM yang berlaku ‡ Kandungan Cr dan Ni yang diverifikasi terhadap kisaran kelas yang ditentukan sebelum pengiriman
• Konfirmasi kandungan krom dan nikel:Unsur-unsur yang menentukan yang diverifikasi dari analisis panas MTC: Cr 2224% (309S) atau 2426% (310S); Ni 1215% (309S) atau 1922% (310S).
• Verifikasi kandungan karbon:Dikonfirmasi ≤ 0,08% untuk S-grade karbon secara langsung mempengaruhi kesuburan dan kinerja suhu tinggi jangka panjang
• MTC 3.1 Dokumentasi:Komposisi kimia dan sifat mekanik lengkap yang dapat dilacak ke nomor panas data aktual, bukan nilai nominal
• Koordinasi Pengujian PMI:XRF atau OES mengkonfirmasi kandungan Cr dan Ni, memberikan verifikasi independen elemen paduan yang menentukan ketahanan oksidasi
• Pemeriksaan dimensi dan permukaan:Pemeriksaan visual untuk cacat permukaan dan kesesuaian dimensi ️ kondisi permukaan secara langsung mempengaruhi pembentukan sisik oksida dan kepatuhan pada suhu
• Pemeriksaan pihak ketiga:Pemeriksaan pra-pengiriman dengan SGS, Bureau Veritas, TÜV, atau Intertek review MTC, PMI, pemeriksaan dimensi, dan penilaian permukaan
• Dukungan Pemilihan Kelas TeknisTim insinyur kami meninjau suhu, atmosfer,dan kondisi muatan untuk mengkonfirmasi bahwa 309S atau 310S sesuai atau merekomendasikan alternatif jika kondisi layanan melebihi kemampuan kelas

12Pertanyaan yang Sering Diajukan

T1: Apa itu baja tahan karat 309S?
309S (UNS S30908, EN 1.4833) adalah stainless steel austenit yang tahan panas dengan sekitar 22~24% krom dan 12~15% nikel.Hal ini dirancang untuk tahan oksidasi suhu tinggi tidak korosi klorida berair. Penggantinya "S" menunjukkan karbon rendah (≤ 0,08%), yang mengurangi sensitisasi selama pengelasan dan meminimalkan presipitasi karbida pada suhu.Bagian pembakar, pelapis tungku, dan perlengkapan pengolahan panas yang beroperasi pada suhu hingga sekitar 1035 °C terus menerus dalam udara oksidasi bersih.309 logam pengisi juga pilihan standar untuk pengelasan berbeda dari baja karbon ke stainless steel.

T2: Apa itu baja tahan karat 310S?
310S (UNS S31008, EN 1.4845) adalah stainless steel austenit yang tahan panas dengan sekitar 2426% kromium dan 1922% nikel.Komposisi ini memberikan ketahanan oksidasi maksimum sebelum beralih ke paduan berbasis nikelNikel tinggi memberikan ketahanan siklus termal yang unggul dan ketahanan karburasi yang ditingkatkan.Aplikasi utama termasuk tabung tungku, tabung radiant, keranjang pengolahan panas di atas 1000 °C, dan komponen tungku petrokimia yang terkena atmosfer karburasi.

T3: Apa perbedaan antara baja tahan karat 309S dan 310S?
Perbedaannya didorong oleh kandungan paduan: 309S memiliki ~ 2224% Cr dan ~ 1215% Ni; 310S memiliki ~ 2426% Cr dan ~ 1922% Ni. Kromium tambahan ~ 2% meningkatkan langit-langit oksidasi sekitar 115 ° C.Nikel tambahan ~ 7 ‰ 8% secara signifikan meningkatkan ketahanan siklus termal (oksida tetap melekat melalui lebih banyak siklus), ketahanan karburasi (difusi karbon yang lebih lambat ke dalam matriks), dan stabilitas mikrostruktur jangka panjang pada suhu. 310S juga memungkinkan silikon yang lebih tinggi (≤ 1,50% vs ≤ 0,75%),meningkatkan lebih lanjut oksidasi suhu sangat tinggiPerbedaan biaya didorong terutama oleh nikel ¥ 310S membawa premium paduan yang berarti dibenarkan hanya ketika kondisi layanan melebihi kemampuan 309S.

T4: Apakah 310S tahan korosi dari stainless steel?
310S memberikan ketahanan korosi air biasa yang konsisten dengan kandungan kromium dan nikelnya, tetapi tidak dioptimalkan untuk ketahanan lubang klorida.Ini tidak mengandung molibdenum ∙ ketahanan korosi suhu kamarnya umumSeorang pembeli yang memilih 310S untuk aplikasi yang melibatkan klorida pada suhu sekitar telah membuat kesalahan spesifikasi; 316L (2 ‰ 3% Mo,PREN ~ 23 ¢ 28) atau kelas dupleks akan lebih tepat.310S dirancang untuk degradasi oksidasi suhu tinggi ∙ sesuai dengan mekanisme degradasi, bukan dengan konsep umum "tahan korosi".

T5: Dapatkah baja tahan karat 310S digunakan pada 1000 °C?
Dalam udara yang bersih, masih, mengoksidasi dengan beban mekanis ringan atau tidak, ya 310S biasanya dapat beroperasi pada 1000 ° C dan jauh di atas (batas terus ~ 1150 ° C di udara).:atmosfer karburasi atau reduksi, gas yang mengalir (bisa menguap Cr2O3 menjadi CrO3 pada suhu yang sangat tinggi), beban mekanik (kekuatan merangkak berkurang dengan suhu),pemanasan/pendinginan siklis (spalling oksida)Suhu saja tidak cukup untuk mengkonfirmasi kesesuaiannya. selalu menyediakan kondisi atmosfer, beban, dan siklus yang lengkap.

T6: Apakah 309S lebih baik daripada 304 stainless steel untuk aplikasi suhu tinggi?
Ya untuk ketahanan oksidasi pada suhu tinggi. 309S mengandung ~ 22 ‰ 24% Cr versus 304 ~ 18%, secara langsung menerjemahkan ke pembentukan sisik pelindung Cr2O3 yang lebih baik.304 terbatas pada sekitar 870°C intermiten / 925°C terus menerus, sedangkan 309S memperluas ini sekitar 980 ° C intermiten / 1035 ° C terus menerus.309S adalah spesifikasi minimum yang benar 304 akan teroksidasi pada tingkat yang mungkin tidak dapat diterima untuk umur layanan yang diperlukanNamun, jika lingkungan melibatkan klorida daripada suhu tinggi, logika seleksi terbalik – inilah sebabnya menentukan mekanisme degradasi adalah langkah pertama dalam seleksi kelas.

P7: Bisakah 309S dan 310S dilas?
Ya, keduanya mudah dilas oleh TIG, MIG, dan SMAW. Gunakan logam pengisi yang cocok: ER309 atau ER309L untuk 309S; ER310 untuk 310S.Karbon rendah dari S-grade mengurangi risiko sensitisasi dibandingkan dengan versi karbon tinggi asliUntuk bagian tebal atau las kritis, pengisi karbon rendah (ER309L, ER310L dengan ≤ 0,03% C) memberikan margin tambahan terhadap korosi intergranular.Pengolahan dan pasivasi pasca-pengelasan untuk menghilangkan warna panas sangat penting. Oksida kromium yang terkuras oleh pengelasan adalah situs yang disukai untuk memulai oksidasi pada suhu tinggi., terlepas dari kelas logam dasar.

T8: Baja tahan karat apa yang terbaik untuk aplikasi tungku?
Tidak ada satu aplikasi tungku yang "terbaik" yang mencakup rentang suhu, atmosfer, dan beban yang luas.309S memberikan keseimbangan yang hemat biayaUntuk suhu yang lebih tinggi atau atmosfer agresif (di atas ~ 1000 ° C, karburasi, siklik), 310S memberikan ketahanan oksidasi yang lebih besar dan stabilitas termal.Untuk kondisi yang paling parah melebihi kemampuan kelas austenit yang diukir, paduan berbasis nikel (Alloy 600, 601, 800H/HT) atau kualitas tahan panas.dan muatan tidak dalam peringkat universal.

T9: Apakah nikel yang lebih tinggi selalu berarti ketahanan panas yang lebih baik?
Nikel meningkatkan ketahanan siklus termal, ketahanan karburasi, dan stabilitas mikrostruktural, tetapi tidak cukup sendiri.Kromium adalah unsur utama untuk ketahanan oksidasi, yang merupakan mekanisme degradasi suhu tinggi yang paling umum. kelas hipotetis dengan 30% Ni dan 15% Cr akan memiliki ketahanan oksidasi yang lebih buruk daripada 310S (25% Cr, 20% Ni) meskipun nikel lebih tinggi.Kedua elemen ini sangat penting: kromium membentuk sisik pelindung; nikel menstabilkan struktur dan memberikan ductility.Sebuah rasio Cr-Ni seimbang yang sesuai dengan kondisi layanan lebih penting daripada memaksimalkan salah satu elemen secara individual.

T10: Informasi apa yang harus saya berikan saat memesan baja tahan panas stainless steel?
Sediakan setidaknya: (1) Kelas + UNS (309S/S30908 atau 310S/S31008); (2) Standar produk dan bentuk dengan dimensi; (3) Suhu kerja ∞ nilai terus menerus dan puncak;(4) Komposisi atmosfer, gas pembakaran, karburasi, mengandung belerang; (5) Siklus termal kontinu atau siklis, dengan frekuensi sekitar; (6) beban mekanik beban ringan atau struktural;(7) Tipe MTC yang diperlukan EN 10204 3.1 minimal; (8) pengujian tambahan ‡ PMI, IGC per ASTM A262 jika dilas.semakin akurat pemasok dapat mengkonfirmasi kesesuaian kelas ?? atau menandai kemungkinan ketidakcocokan sebelum bahan dikirim.

Bacaan yang berkaitan

• [Apa Itu Baja Tembaga? Jenis, Sifat, Pembuatan dan Penggunaan]
• [Bagan Kelas Baja Tidak Berlemak: AISI, UNS, EN dan JIS Cross-Reference Guide]
• [Baja tahan karat 304 dan 304L: Sifat, Komposisi dan Penggunaan]
• [316 dan 316L stainless steel: Properties, Corrosion and Uses]
• [L, H dan dua kali bersertifikat baja tahan karat dijelaskan]
• [Apakah Baja Tidak Berkarat Berkarat? Penyebab, Jenis Korosi, dan Pencegahan]

Referensi Teknis

• ASTM A240 Spesifikasi Standar untuk Lempeng, Lembar, dan Pita Baja Rinsing Kromium dan Kromium-Nikel
• ASTM A312 Standard Specification for Seamless and Welded Austenitic Stainless Steel Pipe (Spesifikasi standar untuk pipa stainless steel austenit tanpa jahitan dan las)
• ASTM A262 Praktik Standar untuk mendeteksi kerentanan terhadap serangan intergranular
• Outokumpu Manual Baja Rinsless
• Institut Nikel Karakteristik suhu tinggi dari baja tahan karat
• Buku Panduan ASM Jilid 1 Sifat dan Seleksi: Besi, Baja, dan Paduan Berkinerja Tinggi
• British Stainless Steel Association ¢ Pemilihan baja tahan karat untuk layanan suhu tinggi