304 vs 321 ruostumaton teräs: standardi vs stabiloidut austeniittiset seokset

Arvosanan yleiskatsaus ja nimitykset

Grade 304 (UNS S30400) on klassinen 18/8 austeniittista ruostumatonta terästä, jota käytetään elintarvikejalostuksessa, keittiövälineissä, arkkitehtuurissa ja yleisessä teollisuudessa. Grade 321 (UNS S32100) sisältää samanlaisen pohjan, 18 % kromia ja 9 % nikkeliä, mutta lisää titaania, vähintään viisi kertaa hiilipitoisuutta, stabilointiaineeksi. Titaanin lisäys ei muuta merkittävästi huoneen -lämmön lujuutta tai muovattavuutta. 321 on määritetty hitsatuille kokoonpanoille ilmailu-, pakokaasu- ja kemiallisissa laitteissa, jotka toimivat korkeissa lämpötiloissa.

Nimeämisen risti{0}}viittaus

Luokka	UNS	EN 10088	JIS
304	S30400	1.4301	SUS304
321	S32100	1.4541	SUS321

Kemiallinen koostumus ja mekaaniset ominaisuudet

Alla olevissa taulukoissa on ilmoitettu ASTM A240 -standardin mukainen levyn koostumus ja vähimmäismekaaniset ominaisuudet.

Kemiallinen koostumus, paino-% (ASTM A240)

Elementti	304 (S30400)	321 (S32100)
C	Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,08	Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,08
Cr	18.0–20.0	17.0–19.0
Ni	8.0–10.5	9.0–12.0
Mn	Pienempi tai yhtä suuri kuin 2,00	Pienempi tai yhtä suuri kuin 2,00
Si	Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,75	Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,75
P	Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,045	Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,045
S	Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,030	Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,030
Ti	-	Suurempi tai yhtä suuri kuin 5 × C

Mekaaniset ominaisuudet, minimiarvot, levy (ASTM A240)

Omaisuus	304	321
Vetolujuus, MPa	515	515
Myötölujuus, MPa	205	205
Venymä 2 tuumaa, %	40	40

Herkistyminen ja stabilointimekanismi

Kun standardia 304 kuumennetaan välillä 425-850 astetta, hiili siirtyy raerajoille ja yhdistyy kromin kanssa muodostaen kromikarbideja. Ympäröivän metallin kromi on tyhjentynyt, ja kromi-tyhjentynyt reitti tulee alttiiksi rakeiden väliselle korroosiolle, joka tunnetaan herkistymisenä tai hitsin hajoamisena lämpö{5}}vaikutusalueella. 321:ssä titaanilla on vahvempi affiniteetti hiileen kuin kromilla. Se muodostaa stabiileja titaanikarbideja pitäen kromin liuoksessa, joten suojaava oksidikalvo pysyy yhtenäisenä.

Milloin 321 vaaditaan

Määritä 321 mille tahansa komponentille, joka hitsataan, ei voi saada jälki-hitsauksen lämpökäsittelyä ja toimii myöhemmin kovametallisaostusalueella tai yli 400 astetta. Tyypillisiä osia ovat lentokoneiden pakosarjat, paisuntapalkeet, lämmönvaihtimen putket ja uunin sisäosat. Jatkuvassa korkeassa-lämpötiloissa 400–900 astetta käytettäville osille pitkäaikainen

Kustannukset, haitat ja valintaohjeet

321:n suurin haittapuoli on korkeammat materiaalikustannukset titaanin lisäyksen vuoksi. Hitsauksen aikana titaani voi hapettua, jos suojaus on riittämätön ja menettää stabiloivan vaikutuksensa hitsaussaumassa, joten huolellinen hitsaus on tarpeen. Sovelluksissa, joita ei ole hitsattu tai alttiina korkealle lämpötilalle, 321 ei tarjoa toiminnallista hyötyä. Sääntö on yksinkertainen: jos komponentti on hitsattu ja sitä käytetään yli 400 asteen lämpötilassa tai sitä pidetään alueella 425–850 astetta, käytä 321:tä. Huone-lämpötilaan tai satunnaiseen kohtalaiseen lämpöön ilman hitsausta, 304 on oikea ja taloudellisempi valinta.

Usein kysytyt kysymykset