¿Por qué los tubos de acero inoxidable 310 pueden soportar altas temperaturas? ¡Por el alto contenido de Cr!

1. Introducción a la tubería de acero inoxidable 310.

A temperatura ambiente, la estructura de la matriz del acero inoxidable austenítico 310 es γ pura. Su composición química en GB/T 24511-2017 se muestra en la siguiente captura de pantalla. Debido a que su contenido nominal de cromo y níquel es del 25% y 20% respectivamente, el 310 también se denomina '2520'.

El 310 se utiliza a menudo como material resistente a altas temperaturas debido a su buena resistencia a altas temperaturas y a que no es fácil de oxidar a altas temperaturas. Los estudios experimentales han demostrado que cuando la temperatura es inferior a 1000 ℃, la tasa de oxidación del 310 es relativamente lenta; si la temperatura continúa aumentando a 1200 ℃, se acelera el grado de oxidación de 310. Además, también se utiliza en el transporte y almacenamiento de ácidos fuertes como el ácido nítrico con una concentración del 65% al ​​85%.

2. ¿Por qué puede soportar altas temperaturas?

En un entorno de alta temperatura, la tubería de acero inoxidable 310 resistente al calor puede mantener la estabilidad de su rendimiento en todos los aspectos y no se ve afectada fácilmente por la corrosión externa, la oxidación y otros medios. Esto se debe principalmente al alto contenido de Cr en la propia tubería de acero inoxidable 310. Cuando se encuentra con un medio oxidante, el Cr del metal en la superficie de la tubería de acero inoxidable 310 puede combinarse con oxígeno para formar Cr2O3. Esta película de óxido puede prevenir la oxidación y la corrosión.

Mientras el contenido de Cr en el acero inoxidable sea suficiente, la película de óxido de Cr2O3 puede cubrir continuamente la superficie de la tubería de acero inoxidable 310. A medida que la película se vuelve cada vez más gruesa, eventualmente pondrá una 'capa protectora' para el acero 310, que puede evitar que el metal 310 interno entre en contacto con el mundo exterior, evitando así una mayor oxidación. Esta es también la razón principal por la que la tubería de acero inoxidable 310 puede tener una buena capacidad antioxidante a altas temperaturas.

3. El papel de los elementos Cr y Ni

Cromo (Cr): Para el acero inoxidable resistente al calor, el Cr puede mantener su estabilidad a altas temperaturas sin oxidarse ni caerse. Sin embargo, el contenido de Cr no puede ser demasiado alto. Si es demasiado alto, la tenacidad del propio acero inoxidable también disminuirá, porque el Cr es un componente que puede promover la aparición de α e inhibir γ. Demasiado α puede conducir fácilmente a la generación de algunas fases frágiles del material. Por tanto, en el acero inoxidable austenítico esperamos que el contenido de Cr se mantenga moderado, lo que no sólo puede asegurar el rendimiento del material en todos los aspectos sino también prevenir la aparición de algunas fases quebradizas.

Níquel (Ni): El Ni es un elemento muy importante en el acero inoxidable austenítico resistente al calor y juega un papel muy positivo en la promoción de la formación de γ. En el diagrama de fases, el aumento en el contenido de Ni puede hacer que la temperatura de transición de γ a α sea muy baja, lo que puede mejorar la estabilidad de la estructura de la matriz austenita. Además, el ajuste adecuado del contenido de Ni en el acero inoxidable puede mejorar significativamente las propiedades mecánicas integrales del acero inoxidable y garantizar su buen rendimiento de soldadura.