标题：SUS309S不锈钢
概述.
SUS309S不锈钢( UNS S30900/S30908 ) 奥氏体不锈钢主要用于高温环境。其较高的铬含量及镍含量保证了良好的抗腐蚀能力及抗氧化能力。与奥氏体304 合金相比，它在室温下强度要高一点。
SUS309S不锈钢(和310/310S奥氏体不锈钢经常被应用于高温环境下的作业。其较高的铬含量和镍含量确保了良好的耐腐蚀性和抗氧化性，与奥氏体304 合金相比，它在室温下强度要高一点。
应用.
高合金不锈钢通常表现出良好高温强度，抗蠕变性和抗环境腐蚀性。因此，它们被广泛应用于热处理行业的熔炉零部件，如：传送带，滚筒，炉头，耐火垫板，吊管架等。这些等级也应用到化学加工行业，用于承载热浓酸，氨水和二硫化物。在食物加工行业，这些等级用于与热乙酸和柠檬酸接触。
化学成分.
除特别说明外，以下的化学成分是根据ASTM A167和ASTM A240标准。

309合金
309S合金

(UNS S30900)
(UNS S30908)
C
0.20
0.08
Mn
2.00
2.00
P
0.045
0.045
S
0.030
0.030
Si
0.75
0.75
Cr
22.00 最小值/24.00 最大值
22.00 最小值/24.00 最大值
Ni
12.00 最小值/15.00 最大值
12.00 最小值/15.00 最大值
Fe
剩余部分
剩余部分

310合金
310S合金

(UNS S31000)
(UNS S31008)
C
0.25
0.08
Mn
2.00
2.00
P
0.045
0.045
S
0.030
0.030
Si
1.75
1.50
Cr
24.00 最小值/26.00 最大值
24.00 最小值/26.00 最大值
Ni
19.00 最小值/22.00 最大值
19.00 最小值/22.00 最大值
Fe
剩余部分
剩余部分

表中的数值表示重量百分百，除特别说明范围外，表中都是最大值  SUS309S[1]
物理性能.

309合金
密度
lbm/in
g/cm
68°F (20°C)
0.29
8.03
热膨胀系数
(min/in)?°F
(mm/m)?°K
68 - 212°F 
(20 - 100°C)
8.7
15.6
68 - 932°F 
(20 - 500°C)
9.8
17.6
68 - 1832°F 
(20 - 1000°C)
10.8
19.4
电阻率
mW?in
mW?cm
68°F (20°C)
30.7
78.0
1200°F (648°C)
45.1
114.8
导热性
Btu/hr?ft?°F
W/m?K
68 - 212°F 
(20 - 100°C)
9.0
15.6
68 - 932°F 
(20 - 500°C)
10.8
18.7
比热
Btu/lbm?°F
J/kg?K
32 - 212°F 
(0 - 100°C)
0.12
502
导磁率(退火)1

200H
1.02
弹性系数(退火)2
psi
GPa
受拉(E)
29 x 10
200
扭曲 (G)
11.2 x 10
77

310合金
密度
lbm/in
g/cm
68°F (20°C)
0.29
8.03
热膨胀系数
(min/in)?°F
(mm/m)?°K
68 - 212°F 
(20 - 100°C)
8.8
15.9
68 - 932°F 
(20 - 500°C)
9.5
17.1
68 - 1832°F 
(20 - 1000°C)
10.5
18.9
电阻率
mW?in
mW?cm
68°F (20°C)
30.7
78.0
1200°F (648°C)
--
--
导热性
Btu/hr?ft?°F
W/m?K
68 - 212°F 
(20 - 100°C)
8.0
13.8
68 - 932°F 
(20 - 500°C)
10.8
18.7
比热
Btu/lbm?°F
J/kg?K
32 - 212°F 
(0 - 100°C)
0.12
502
导磁率(退火)1

200H
1.02
弹性系数(退火)2
psi
GPa
受拉 (E)
29 x 10
200
扭曲 (G)
11.2 x 10
77

短期机械性能.
所有的抗拉试验都是根据ASTME8来完成的。表中的数据是若干个测试样品（最少2个样品，最多10个样品）得出来测试结果的平均值。屈服强度是通过0.2%抵消方法得到的。塑性延伸通过一个2英寸的样品来测量。
抗水溶液腐蚀.
309/309S和310/310S主要用于高温环境下，可以有效利用它们的抗氧化性。但是，这些合金因为含铬量和含镍量高，对水溶液也具有一定的耐腐蚀性。
含镍量高使这些合金对氯化物应力龟裂腐蚀的抵抗力比18-8不锈钢稍好，尽管如此，但是309/309S和310/310S奥氏体不锈钢仍然容易受这种腐蚀的影响。
需要提高耐水溶液腐蚀的应用中，往往会用到310/310S，如：浓硝酸溶液中的作业，这种溶液中可能发生晶界择优腐蚀。
高温抗氧化性.
在多数情况下，金属合金都会与周围环境发生一定程度的化学反应。最常见的化学反应就是氧化：金属元素与氧气结合，生成氧化物。不锈钢通过铬元素的局部氧化使其具有抗氧化性，在铬元素局部氧化的过程中，可以形成一种非常稳定的氧化物（Cr2O3 氧化铬）。只要金属的铬含量充足，在金属表面即可形成一层连续的氧化铬绿，防止其他氧化物生成，并对金属起到保护作用。氧化率是由带点粒子的传输来控制的。当表面的锈皮越厚，氧化率就会大幅度下降，因为带点粒子传输的路径越远。这个过程叫钝化，也就是钝化膜形成的过程。
奥氏体不锈钢的抗氧化性可以通过铬含量来推算。耐高温的合金含铬量至少20%（重量百分百）。用镍成分代替铁成分也通常可以提供合金在高温下的性能。309/309S，310/310S是高合金材料，因此，具有相当好的抗氧化性。
已氧化的金属样品，其重量会有所增加，因为一定量的氧气组合到产品的氧化膜。测量金属抗氧化性的其中一种方法是：让金属在特定时间内暴露在高温环境下，然后测量其重量的变化。重量增加越多，表面氧化越严重。
氧化过程比简单的锈皮增厚要复杂得多。散裂，或者说表面皮分离，是不锈钢氧化过程中最常见的问题。散裂通常表现为急速的重量损失。其他一些因素也会引起散裂，其中主要包括热循环，机械损伤和氧化物过厚。
在氧化过程中，铬以氧化铬的形式存在于锈皮中。当氧化皮剥落时，未氧化的金属暴露出来，因为新的氧化铬的形成，材料的氧化率暂时升高。锈皮散裂到达一定程度，铬含量的损失可能引起金属的耐热性降低，从而导致铁氧化物和镍氧化物快速增加，这种情况称为破裂氧化。
高温氧化可能导致锈皮挥发。在耐热不锈钢表面形成的氧化铬，最开始是Cr2O3 ，当温度进一步升高时，会进一步氧化成具有高蒸汽压力的CrO3 。氧化物此时分成两部分：通过形成Cr2O3 使锈皮增厚，通过CrO3 的蒸发使锈皮变薄。最终的趋势是在增厚和变薄之间达到最终的平衡，从而使锈皮处于恒定的厚度。锈皮挥发在温度达到2000°F (1093°C)以上时，成为一个突出问题，在流动气体的作用下，会进一步恶化。
其他形式的退化.
除了氧气以外，粒子在高温环境下也可以引起不锈钢的加速退化。硫的存在可以引起硫化腐蚀。不锈钢的硫化腐蚀是一个复杂的过程，而且很大程度上受硫和氧气含量以及硫的存在形式影响（比如：气态，氧化硫，氢化硫）。铬可以形成稳定的氧化物和硫化物。在氧气和含硫化合物共同存在的情况下，通常在外部形成氧化铬层作为一个保护层阻止硫进入。然而，硫化腐蚀仍然可以在锈皮损坏和分离的地方发生，在某些特定情况下，硫可以穿过氧化铬，在金属内部形成硫化铬。在含镍量高（25%或者更高）的合金中，硫化作用增强。镍和硫化镍形成低熔点的共晶相，在高温条件下，可能对材料造成严重的损坏。
环境中如果存在含碳量高的粒子，会导致碳元素进入金属，随后形成内部碳化物。渗碳作用一般在温度1470°F (800°C)以上发生。内部渗碳金属会引起机械性能和物理性能的改变。通常来说，氧气可以通过在金属表面形成保护膜来阻止碳进入。较高的镍含量和硅含量都可以一定程度上减少渗碳作用。金属粉尘是渗碳作用的一种特殊形式，通常在较低温度范围发生(660-1650°F or 350-900°C)。金属粉尘可以通过一个复杂的机构把固体金属转换成石墨和金属微粒的混合物，进而形成较深的小坑，最终导致局部腐蚀。
在氮气存在的情况下，可能发生渗氮作用。氧化物通常比氮化物稳定，因此在含氧的大气环境中，通常形成氧化皮。这层保护膜可以很好地阻挡氮进入，因此在大气环境和气态的燃烧产物环境下，几乎不用考虑渗氮作用的影响。在纯氮环境下，尤其是在干燥，裂化氨气环境下，氧含量非常低，就可能发生渗氮作用。在相对低温的情况下，在金属表面可以形成氮化膜。在1832°F或1000°C)以上高温情况下，氮的扩散性可以迅速渗透金属，在晶界生成内部氮化物，影响金属的机械性能。
金相的不稳定性，高温暴露时形成新的金相，都可以反过来影响机械性能和降低耐腐蚀性。当奥氏体不锈钢在温度范围800-1650°F (427-899°C)缓慢冷却时，碳化物粒子常常在晶界沉淀（敏化作用）。铬和镍的含量越高，碳的可溶性就越低，也就是说更容易受敏化作用影响。在这个温度范围，推荐用强制淬火冷却，尤其是对于较厚的材料。随着碳含量的降低，形成碳化铬的时间和温度就增加。因此，这些合金的低碳等级对敏化具有较好的抵抗力，但是并不是可以完全避免敏化作用的影响。当加热温度长期达到1200-1850°F (649-1010°C)，309/309S，310/310S在室温下的延展性会降低，这是因为西格玛相和碳化物的影响。西格玛相通常在晶界形成并影响金属的延展性。这种副作用可以通过在指定温度重退火来消除。
高温退化很多程度受大气和其他作业环境影响。一般的氧化数据通常只能用于对不同合金相对抗氧化性的估计。如果有需要，森迈尔钢铁公司，可以为您提供具体应用的抗氧化性数据和经验。
加工特性.

309/309S