AISI 321 ruostumaton teräs: titaani-stabiloitu laatu korkean lämpötilan{2}}käyttöön

AISI 321: titaani-stabiloitu austeniittista laatua

AISI 321 on austeniittista ruostumatonta terästä, jonka nimelliskoostumus on 18 % kromia ja 10 % nikkeliä, johon on lisätty titaania stabilointiaineena. Sen vastineet ovat UNS S32100 ja EN 1.4541 (X6CrNiTi18{9}}10). Titaani yhdistyy ensisijaisesti hiilen ja typen kanssa niin, että kromi jää kiinteään liuokseen ja kromikarbidin saostuminen raerajoilla estyy. Tämä antaa laadulle kestävyyden rakeidenväliselle korroosiolle altistuksen jälkeen herkistysalueella, noin 425-815 astetta, ja tekee siitä vakiovalinnan huoltoon noin 900 asteeseen asti.

Koska austeniittinen rakenne on vakaa, 321 yhdistää korkean-lämpötilalujuuden ja hilseilykestävyyden erinomaiseen sitkeyteen, myös kryogeenisissä lämpötiloissa. Se muodostuu helposti jarruttamalla, rullamuovaamalla ja syvävetämällä, ja se hitsautuu hyvin ilman jälki{3}}hitsausta useimmissa sovelluksissa.

Kemiallinen koostumus ASTM A240 mukaan

ASTM A240 määrittää seuraavat rajat 321-levyille, -levyille ja -nauhoille. Yksittäiset arvot ovat maksimiarvoja, ellei niitä näytetä vaihteluvälinä.

Elementti	321 (UNS S32100)
Hiili	0,08 max
Mangaani	2,00 max
Fosfori	0,045 max
Rikki	0,030 max
Pii	0,75 max
Kromi	17.0-19.0
Nikkeli	9.0-12.0
Typpi	0,10 max
Titaani	5 x (C + N) min, 0,70 max

Grade 321H (UNS S32109) on korkea-hiilinen muunnelma, jonka hiiltä on säädelty välillä 0,04–0,10 %. Korkeampi hiili nostaa virumis- ja murtumislujuuden yli noin 550 astetta, joten 321H on määritelty kattilan ja paineastian osille virumisalueella, ja 321 on suositeltava, kun veden korroosionkestävyys korkean lämpötilan huollon jälkeen on myös tärkeää.

Mekaaniset ominaisuudet

ASTM A240:n mukaan hehkutetun tuotteen on täytettävä seuraavat vähimmäisvaatimukset.

Omaisuus	321 (minimi)
Vetolujuus	515 MPa (75 ksi)
myötölujuus (0,2 % offset)	205 MPa (30 ksi)
Venymä 50 mm	40 %

Laji toimitetaan liuos{0}}hehkutettuna, tyypillisesti hehkutettuna noin 950-1120 astetta ja jäähdytettynä nopeasti. Tässä kunnossa se tarjoaa hyvän yhdistelmän lujuutta, sitkeyttä ja sitkeyttä, jota odotetaan 18-10 austeniittiselta teräkseltä, ja lisäetuna on vakaat ominaisuudet pitkän korkean lämpötilan käytön jälkeen.

Hitsaus: Miksi 347-täyteaine on vakio

321:n rajoitus on, että titaani ei siirry hyvin korkean lämpötilan hitsauskaaren läpi, joten itse 321:tä ei suositella hitsausaineena. Sen sijaan käytetään luokkaa 347 (UNS S34700): niobium suorittaa saman kovametalli-stabilointitehtävän ja siirtyy luotettavasti kaaren poikki, joten 347 on vakiotäyteaine hitsauksessa 321. Jälki-hitsauksen hehkutusta ei vaadita useimmissa palveluissa, koska stabiloitunut koostumus säilyttää lämpöä kestävän{{11}lämmönkestävän alueen. korroosiota. Laatua 347 käytetään vain satunnaisesti peruslevynä, pääasiassa silloin, kun sen omaa stabilointia suositellaan.

Muiden austeniittisten laatujen tapaan 321:llä on erinomaiset muotoilu- ja hitsausominaisuudet sekä erinomainen sitkeys jopa kryogeenisiin lämpötiloihin asti. Yksi käytännön rajoituksista on, että 321 ei kiillota hyvin, joten sitä ei suositella koristesovelluksiin, joissa vaaditaan kirkasta, peilikuvaa.

Sovellukset

Tyypillisiä käyttökohteita ovat lentokoneiden ja autojen pakojärjestelmät, paisuntaliitokset ja palkeet, uunin osat, tulistimen ja lämmönvaihtimen-putket, kemialliset käsittelylaitteet ja komponentit, joiden on kestettävä toistuvaa kuumennusta ja jäähdytystä ympäristön lämpötilan ja noin 900 asteen välillä. Jatkuvaan huoltoon yli noin 900 astetta korkeammat-seoslaadut, kuten 310, ovat sopivampia.

FAQ

Q1. Mitä eroa on 321:llä ja 304:llä?321 lisää titaanistabilointia ja hieman enemmän nikkeliä, joten se kestää rakeidenvälistä korroosiota 425-815 asteen alueella ja on suositeltava korkean lämpötilan-käyttöön. 304 on halvempi ja se on oletusarvo yleiskäyttöisissä, ei--hitsatuissa tai matalan lämpötilan sovelluksissa.

Q2. Mihin 321H:ta käytetään?321H:ssa on hiiltä säädetty arvoon 0,04-0,10 % korkeamman virumisen ja yli 550 asteen murtumislujuuden saavuttamiseksi, joten se on valinta kattila- ja paineastiakomponenteille, jotka toimivat virumisalueella.

Q3. Miksi 347:ää käytetään hitsauksen 321 täyteaineena?Titaania katoaa hitsauskaaren poikki, joten 321-täyteaine ei stabiloi hitsimetallia. 347:ssä oleva niobium siirtyy luotettavasti ja antaa saman stabiloinnin antaen hitsin, jolla on vastaava korroosionkestävyys.

Q4. Edellyttääkö 321 jälki-hitsauksen lämpökäsittelyä?Ei. Stabiloitu koostumus estää kromi-karbidin saostumisen lämpö-vyöhykkeellä, joten liuoshehkutusta hitsauksen jälkeen ei vaadita useimmissa palveluissa.

Q5. Voidaanko 321:tä käyttää koristetarkoituksiin?Sitä ei suositella: laatu ei kiillota niin kirkkaaksi kuin 304, ja se on valittu suunnittelun ja korkean lämpötilan{1}}käyttöön ulkonäön sijaan.