Sandvik 8R40: Niobium-gestabiliseerd austenitisch roestvrij staal voor toepassingen tot 850°C

Overzicht

Sandvik 8R40 is een austenitisch, niobium-gestabiliseerd roestvrij chroom-nikkel staal dat ontworpen is voor gebruik bij temperaturen tot 850°C (1560°F). De stabilisatie met niobium zorgt voor uitstekende bestendigheid tegen interkristallijne corrosie, terwijl de samenstelling goede mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen garandeert.

Eigenschappen

Algemeen

Eigenschap	Temperatuur	Waarde	Opmerking
Dichtheid	23,0 °C	7,9 g/cm³
Gerecycleerde inhoud		82,1 %	Gemiddelde gerecycleerde inhoud

Mechanisch

Eigenschap	Temperatuur	Waarde	Opmerking
Charpy-slagzilkheid	-196,0 °C	60 J	EN 13445-2 (UFPV-2) en EN 10216-5
Kruipsterkte 10⁴ cycli	540,0 °C	253 MPa	ISO-waarden, bij 10.000 h
	550,0 °C	237 MPa	ISO-waarden, bij 10.000 h
	580,0 °C	192 MPa	ISO-waarden, bij 10.000 h
	600,0 °C	166 MPa	ISO-waarden, bij 10.000 h
	620,0 °C	142 MPa	ISO-waarden, bij 10.000 h
	650,0 °C	112 MPa	ISO-waarden, bij 10.000 h
	670,0 °C	96 MPa	ISO-waarden, bij 10.000 h
	700,0 °C	74 MPa	ISO-waarden, bij 10.000 h
	800,0 °C	28 MPa	ISO-waarden, bij 10.000 h
Kruipsterkte 10⁵ cycli	540,0 °C	186 MPa	ISO-waarden, bij 100.000 h
	550,0 °C	172 MPa	ISO-waarden, bij 100.000 h
	580,0 °C	135 MPa	ISO-waarden, bij 100.000 h
	600,0 °C	115 MPa	ISO-waarden, bij 100.000 h
	620,0 °C	97 MPa	ISO-waarden, bij 100.000 h
	650,0 °C	74 MPa	ISO-waarden, bij 100.000 h
	670,0 °C	61 MPa	ISO-waarden, bij 100.000 h
	700,0 °C	48 MPa	ISO-waarden, bij 100.000 h
	800,0 °C	16 MPa	ISO-waarden, bij 100.000 h
Elasticiteitsmodulus	20,0 °C	200 GPa
	100,0 °C	194 GPa
	200,0 °C	186 GPa
	300,0 °C	179 GPa
	400,0 °C	172 GPa
	500,0 °C	165 GPa
Rek	23,0 °C	40 %	min.
Hardheid, Vickers	23,0 °C	155 [-]
Treksterkte	23,0 °C	515 - 690 MPa
Strekgrens Rp0,1	20,0 °C	250 MPa	min.
	50,0 °C	232 MPa	min.
	100,0 °C	210 MPa	min.
	150,0 °C	195 MPa	min.
	200,0 °C	185 MPa	min.
	250,0 °C	175 MPa	min.
	300,0 °C	167 MPa	min.
	350,0 °C	162 MPa	min.
	400,0 °C	159 MPa	min.
	450,0 °C	156 MPa	min.
	500,0 °C	155 MPa	min.
	550,0 °C	152 MPa	min.
Strekgrens Rp0,2	20,0 °C	220 MPa	min.
	50,0 °C	195 MPa	min.
	100,0 °C	175 MPa	min.
	150,0 °C	165 MPa	min.
	200,0 °C	155 MPa	min.
	250,0 °C	147 MPa	min.
	300,0 °C	139 MPa	min.
	350,0 °C	133 MPa	min.
	400,0 °C	129 MPa	min.
	450,0 °C	126 MPa	min.
	500,0 °C	124 MPa	min.
	550,0 °C	118 MPa	min.

Thermisch

Eigenschap	Temperatuur	Waarde	Opmerking
Uitzettingscoëfficiënt	100,0 °C	1,7E-5 1/K	voor 30°C tot genoemde temperatuur
	200,0 °C	1,75E-5 1/K	voor 30°C tot genoemde temperatuur
	300,0 °C	1,75E-5 1/K	voor 30°C tot genoemde temperatuur
	400,0 °C	1,8E-5 1/K	voor 30°C tot genoemde temperatuur
	500,0 °C	1,85E-5 1/K	voor 30°C tot genoemde temperatuur
	600,0 °C	1,85E-5 1/K	voor 30°C tot genoemde temperatuur
	700,0 °C	1,9E-5 1/K	voor 30°C tot genoemde temperatuur
	800,0 °C	1,95E-5 1/K	voor 30°C tot genoemde temperatuur
	900,0 °C	1,95E-5 1/K	voor 30°C tot genoemde temperatuur
	1000,0 °C	2E-5 1/K	voor 30°C tot genoemde temperatuur
Specifieke warmtecapaciteit	20,0 °C	485 J/(kg·K)
	100,0 °C	500 J/(kg·K)
	200,0 °C	515 J/(kg·K)
	300,0 °C	525 J/(kg·K)
	400,0 °C	540 J/(kg·K)
	500,0 °C	555 J/(kg·K)
	600,0 °C	575 J/(kg·K)
Warmteleidingsvermogen	23,0 °C	14 W/(m·K)
	100,0 °C	15 W/(m·K)
	200,0 °C	17 W/(m·K)
	300,0 °C	18 W/(m·K)
	400,0 °C	20 W/(m·K)
	500,0 °C	21 W/(m·K)
	600,0 °C	23 W/(m·K)

Chemische samenstelling

Element	Waarde	Opmerking
Koolstof	0,06 %	max.
Chroom	17,5 %
IJzer	Rest
Mangaan	1,8 %
Nikkel	11 %
Niobium	0,6 %	min. (Nb > 10xC)
Fosfor	0,04 %	max.
Silicium	0,4 %
Zwelfel	0,015 %	max.

Technologische eigenschappen

Toepassingsgebieden

Sandvik 8R40 wordt gebruikt voor oververhitersbuizen in stoomcentrales. Het wordt ook vaak toegepast voor koelbuizen in ammoniakconverters, vanwege de goede weerstand tegen stikstofabsorptie en goede corrosiebestendigheid. Met zijn goede warmsterkte en weerstand tegen waterstofsulfide en interkristallijne corrosie, is Sandvik 8R40 een geschikt materiaal voor ovenbuizen in raffinaderijen. Ovenbuizen gebruikt in vinylchlorideproductie is een ander voorbeeld van toepassingen waarin dit staal vaak wordt gebruikt.

Koudvormen

Anlassen na koudbuigen is normaal niet nodig, maar dit punt moet worden beoordeeld met betrekking tot de buiggraad en de bedrijfsomstandigheden. Warmtebehandeling, indien nodig, moet de vorm van spanningsverlichting of oplossingsanlassen hebben, zie onder "Warmtebehandeling".

Corrosie-eigenschappen

Algemene corrosie: Sandvik 8R40 heeft, met enkele beperkingen (azijnzuur), dezelfde weerstand als het ongestabiliseerde staal ASTM 304, d.w.z. het materiaal heeft goede weerstand in:

Organische zuren bij matige temperaturen
Zoutoplossingen, bijv. sulfaten, sulfiden en sulfieten
Lauwmilieus bij matige temperaturen

Sandvik 8R40 wordt over het algemeen gebruikt bij temperaturen boven 500°C (930°F), waar natte corrosie niet relevant is.

Interkristallijne corrosie: De stabilisatie met niobium geeft Sandvik 8R40 goede weerstand tegen interkristallijne corrosie.

Putting en spleetcorrosie: Het staal kan gevoelig zijn voor putting en spleetcorrosie zelfs in oplossingen met relatief lage chlooridgehalte.

Spanningscorrosiebarsting: Austenitische stalen zijn vatbaar voor spanningscorrosiebarsting. Dit kan optreden bij temperaturen boven ongeveer 60°C (140°F), als het staal blootgesteld is aan trekkrachten en tegelijkertijd in contact komt met bepaalde oplossingen, met name die chlooriden bevatten. Dergelijke dienstomstandigheden moeten daarom worden vermeden. Omstandigheden bij stilstand van installaties moeten ook worden overwogen, aangezien de dan gevormde condensaten een chlooridgehalte kunnen ontwikkelen dat leidt tot zowel spanningscorrosiebarsting als putting.

Gascorrosie: Sandvik 8R40 kan worden gebruikt in:

Lucht tot 850°C (1560°F)
Stoom tot 750°C (1380°F)
Synthesegas (ammoniaksynthese) tot ongeveer 550°C (1020°F)

Kruipgedrag moet ook in aanmerking worden genomen bij gebruik van het staal in het kruipbereik. In rookgassen die zwavel bevatten, is de corrosiebestendigheid verminderd. In dergelijke omgevingen kan dit staal worden gebruikt bij temperaturen tot 600-750°C (1110-1380°F), afhankelijk van de dienstomstandigheden. Factoren om te overwegen zijn of de atmosfeer oxiderend of reducerend is, d.w.z. de zuurstofinhoud, en of verontreinigingen zoals natrium en vanadium aanwezig zijn.

Warmtebehandeling

De buizen worden in warmtebehandelde toestand geleverd. Indien na verdere bewerking een andere warmtebehandeling nodig is, wordt het volgende aanbevolen:

Spanningsverlichting: 850–950°C (1560–1740°F), 10-15 min, afkoelen in lucht.
Oplossingsanlassen: 1000–1100°C (1830–2010°F), 5-20 min, snelle afkoeling in lucht of water.

Warmvormen

Warmbuigen wordt uitgevoerd bij 1100-850°C (2010-1560°F) en moet worden gevolgd door oplossingsanlassen.

Overig

Leveringsvormen: Naadloze buis en pijp in 8R40 wordt geleverd in afmetingen tot 260 mm buitendiameter in de oplossingsangelaten en wit-gepickelde toestand of in de helder-angelaten toestand.

Lassen

De lasbaarheid van Sandvik 8R40 is goed. Lassen moet worden uitgevoerd zonder voorverhitting en nadere warmtebehandeling is normaal niet vereist. Geschikte smeltlasmethoden zijn handmetaallaslassen (MMA/SMAW) en gasgeschermde booglaslassen, met de TIG/GTAW-methode als eerste keuze.

Voor Sandvik 8R40 worden een warminvoer van <1,5 kJ/mm en een tussenlagtemperatuur van <150°C (300°F) aanbevolen.

Aanbevolen vullingmetaalen:

TIG/GTAW of MIG/GMAW lassen
- ISO 14343 S 19 9 Nb / AWS A5.9 ER347 (bijv. Exaton 19.9.Nb)
- ISO 14343 S 19 9 Nb Si / AWS A5.9 ER347Si (bijv. Exaton 19.9.NbSi)
MMA/SMAW lassen
- ISO 3581 E 19 9 Nb R / AWS A5.4 E347-17 (bijv. Exaton 19.9.NbR)
- ISO 14343 S 19 9 Nb / AWS A5.9 ER347 (bijv. Exaton 19.9.LNb) draad of stropelektroden worden aanbevolen voor oplaaglassen van buisplaten en hoogdrukketels in gevallen waar corrosiebestendigheid, gelijk aan die van Sandvik 8R40, vereist is.

Sandvik 254 SMO: Premium Austenitisch Roestvrij Staal voor Zeewater & Chloride Omgevingen Sandvik 6R44: Hoogpresterend austenitisch roestvrij staal voor extreme temperaturen

Metaal

Hars

vezel

Samengesteld materiaal