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.
Metaal
- Sandvik 3R64: Premium austenitisch roestvrij staal met verbeterde corrosieweerstand
- Sandvik 5R75 – Premium austenitisch roestvrij staal met titaniumstabilisatie
- Sandvik SAF 3207 HD™ – Premium Hyper-Duplex Roestvrij Staal voor Diepwater en Corrosieve Omgevingen
- Sandvik 254 SMO: Premium Austenitisch Roestvrij Staal voor Zeewater & Chloride Omgevingen
- Sandvik 6R44: Hoogpresterend austenitisch roestvrij staal voor extreme temperaturen
- Sandvik SAF 2304®: Premium lean duplex roestvrij staal voor hoge corrosiebestendigheid
- Sandvik 3R65: Premium Molybdeen-gelegerd Austenitisch Roestvrij Staal
- Sandvik 3R60™ Urea Grade – Premium ASTM 316L Legering voor de Ureaindustrie
- Sandvik 7RE10: Premium Austenitisch Roestvrij Staal voor Hoge-Temperatuur Toepassingen
- Sandvik 3R60™: Premium Austenitisch Chroom-Nikkel Staal voor Corrosiebestande Toepassingen
- Sandvik 3RE60: Hoogpresterend Duplex Roestvrij Staal voor Corrosiebestendigheid