304 vs 321 ruostumaton teräs: standardi vs stabiloidut austeniittiset seokset

 

Mitkä ovat 304:n ja 321:n kemialliset koostumukset, mekaaniset ominaisuudet ja ensisijaiset käyttötarkoitukset?
Grade 304 (UNS S30400) on klassinen 18/8 austeniittinen ruostumaton teräs. Grade 321 (UNS S32100) sisältää samanlaisen pohjan, joka sisältää 18 % kromia ja 9 % nikkeliä, mutta lisää titaania (vähintään 5-kertainen hiilipitoisuus) stabilointielementiksi. Tämä titaanilisäys ei muuta merkittävästi niiden mekaanista lujuutta tai muovattavuutta. 304 käytetään kaikkialla elintarvikkeiden jalostuksessa, keittiövälineissä ja arkkitehtonisissa sovelluksissa. 321 on määritetty hitsattuihin kokoonpanoihin ilmailussa, pakokaasujärjestelmissä ja kemiallisissa laitteissa, joissa ne altistuvat korkeille lämpötiloille.

Kuinka titaanin stabilointi 321:ssä ratkaisee standardin 304 tärkeimmän heikkouden?
Kun standardi 304 kuumennetaan 425-850 asteeseen, hiili kulkeutuu ja yhdistyy kromin kanssa raerajoilla. Tämä muodostaa kromikarbideja, jotka kuluttavat kromia ympäröivältä alueelta ja luovat polun rakeiden väliselle korroosiolle. 321:ssä titaanilla on vahvempi affiniteetti hiileen. Se muodostaa sen sijaan stabiileja titaanikarbideja pitäen kaiken kromin liuoksessa yhtenäisen suojaavan kerroksen ylläpitämiseksi. Tämä estää "hitsauksen rappeutumisen" lämpövaikutusalueella.

Missä sovelluksissa on pakollista määrittää 321 yleisemmän 304:n sijaan?
Määritä 321 kaikille komponenteille, jotka hitsataan ja joita ei voida jälki-hitsilämpö-käsitellä ja jotka toimivat sen jälkeen kovametallisaostuslämpötila-alueella (esim. lentokoneen pakosarjat, paisuntapalkeet). Se on myös pakollinen jatkuvassa korkeassa{6}}lämpötiloissa (400-900 astetta) oleville osille, joissa pitkäaikainen altistuminen voi herkistää 304:n, kuten tietyissä lämmönvaihtimen putkissa tai uunin osissa.

Onko 321:n käyttämisessä 304:n sijaan haittoja?
Suurin haittapuoli on korkeammat materiaalikustannukset titaanin lisäyksen vuoksi. Hitsauksen aikana, jos suojaus on riittämätön, titaani voi hapettua ja menettää stabiloivan vaikutuksensa hitsaussaumassa, mikä vaatii huolellisia hitsaustoimenpiteitä. Sovelluksissa, joita ei ole hitsattu ja jotka eivät altistu korkealle-lämpötilalle, 321:n käyttö 304:n sijaan ei tuota toiminnallista hyötyä ja lisää vain tarpeettomia kustannuksia.

Mikä on lopullinen, yksinkertainen ohje valita näiden kahden arvosanan välillä?
Sääntö perustuu lämpötilaan ja hitsaukseen. Jos komponenttisi hitsataan ja sitä käytetään myöhemmin yli 400 asteen lämpötiloissa tai sitä pidetään 425-850 asteen alueella huollon aikana, sinun on käytettävä 321:tä. Kaikkiin muihin yleiskäyttöisiin sovelluksiin, joihin liittyy huonelämpötila tai satunnainen korkeampi lämpö ilman hitsausta, 304 on oikea ja taloudellisempi valinta.