Sus321 -ruostumattoman teräksen ja SUS304: n väliset hitsaustehokkuuserot

SUS321 vs. SUS304: Hitsaussuorituskyvyn vertailu Austenitc Ruostumattomasta teräksestä

Ruostumattomasta teräksestä valmistetussa valmistuksessa hitsaus on kriittinen tekijä määritettäessä materiaalin soveltuvuutta rakenteellisiin sovelluksiin. Sekä SUS321 että SUS304 kuuluvat austenitic-ruostumattomasta teräksestä valmistettuun perheeseen, mutta ne eroavat merkittävästi hitsauskäyttäytymisessä, rakeiden välisessä korroosiossa ja hitsauksen jälkeisissä käsittelyvaatimuksissa, jotka johtuvat seoskoostumuksen vaihteluista.

1. Koostumuserojen vaikutus hitsauksen suorituskykyyn

Omaisuus	SUS304 (18-8 austeniittinen ruostumaton teräs)	SUS321 (titaani-stabiloitu austeniittinen ruostumaton teräs)
Tärkeimmät seostuselementit	Sisältää c alle tai yhtä suuret kuin 0. 08%, cr ≈ 18%, ni ≈ 8%, ei vakauttavia elementtejä (esim. Ti, NB).	Lisää Ti suurempi tai yhtä suuri kuin 5 × c% (tyypillisesti 0. 1 - 0. 8%) SUS304 -peruskoostumukseen; Titanium yhdistyy hiilen kanssa muodostaen ticin stabiloivan hiilen.
Hiilen rooli	Hiili reagoi helposti CR: n kanssa hitsauslämpösyklien aikana Cr₂₃c₆: n muodostamiseksi, mikä johtaa kromin ehtymiseen viljan rajoissa ja aiheuttaen rakeiden välistä korroosiota.	Titaani yhdistyy mieluummin hiilen kanssa ticin muodostamiseksi, estäen CR: n kuluttamisen ja tukahduttavan perusteellisesti rakeiden väliset korroosion taipumukset.

---

2. SUS321 Ruostumattomasta teräksestä Vs. SUS304: Kuuma halkeilun taipumus

SUS304:

Alhaisen eutektisen lämpötilansa (~ 1350 astetta) johtuen hitsausmetallista on alttiita kuumaan halkeamiseen, joka johtuu alhaisen sulamisfaasien segregaatiosta kiinteytymisen aikana.

Liiallinen lämmön syöttö vähentää hitsauspoolin juoksevuutta, mikä lisää halkeilun riskiä.

SUS321:

Samanlainen kuuma halkeilu taipumus kuin SUS304.

Titaanien hapettumiseen tarvitaan kuitenkin huomiota hitsaus-TI: n aikana, se voi helposti reagoida hapen kanssa tiio₂-sulkeumien muodostamiseksi, mikä voi vähentää hitsauslujuutta.

Vaatii tiukan suojauskaasun puhtauden (esim. Highthouse AR) hapettumisen estämiseksi.

---

3. SUS321 Ruostumattomasta teräksestä Vs. SUS304: Korkean lämpötilan suorituskyky

SUS304:

Suositeltu maksimilämpötila on pienempi tai yhtä suuri kuin 600 astetta.

Hitsausliitokset ovat alttiita viljakasvulle korkeissa lämpötiloissa, mikä vähentää virumislujuutta.

SUS321:

Titaniumin lisäys parantaa korkean lämpötilan ryömintäkestävyyttä.

Soveltuvat jopa 700 asteen sovelluksiin, ja hitsausliitokset ylläpitävät parempaa lujuutta ja stabiilisuutta 500–700 asteessa.

Laajasti käytetty ydinvoima-, petrokemiallisissa ja muissa korkeapaineisissa sovelluksissa.

---

4. Täytemateriaalin valinta

Hitsausprosessi	SUS304 -täyttömateriaali	SUS321 -täyteaine
Suojattu metallikaarihitsaus (SMAW)	E 308-16 (happotyyppi), E308L -16 (pieni hiili)	E 347-16 (nb-stabilisoitu), e 321-16 (ti-stabilisoitu)
Kaasun volframi kaarihitsaus (GTAW\/TIG)	ER308, ER308L	ER347 (NB-stabiloitu, yleisesti käytetty), ER321 (ti-stabiloitu)

---

5. SUS321 Ruostumattomasta teräksestä Vs. SUS304: Hitsausprosessiparametrit

Yleiset vaatimukset:

Molemmat materiaalit vaativat alhaisen lämmön syöttöä (alhainen virta, nopea matkanopeus) viljakarhun ja kuuman halkeilun minimoimiseksi.

Käytä korkean puhtaan argonisuojakaasua (suurempi tai yhtä suuri kuin 99,99%) hapettumisen estämiseksi.

Erot:

SUS321: TI on erittäin hapettumisherkkä, joten tarvitaan niin nopeampaa matkanopeutta ja lyhyempää kaarenpituusta (1–3 mm) riittävän hitsausaltaan suojauksen varmistamiseksi.

SUS304: Hieman vähemmän herkkä lämpötulolle, mutta välityslämpötilaa on ohjattava (vähemmän tai yhtä suuri kuin 150 astetta) herkistymisen välttämiseksi.

---

6. SUS321 Ruostumattomasta teräksestä Vs. SUS304: Hitsin jälkeinen lämpökäsittely (PWHT)

SUS304:

PWHT on yleensä tarpeetonta, ellei sitä käytetä aggressiivisissa korroosioympäristöissä, jolloin liuoksen hehkuttaminen (1050 astetta nopea jäähdytys) suositellaan.

SUS321:

Parannetun korroosionkestävyyden saavuttamiseksi voidaan käyttää stabilointikäsittelyä (900–950 astetta hitaalla jäähdytyksellä) TI: n ja jäännöshiilen välisen täydellisen reaktion mahdollistamiseksi, mikä eliminoi rakeiden välisen korroosion riskin.