321 nerđajući čelik (UNS S32100): Titanijum-Stabilizirano rješenje za zavarene visokotemperaturne usluge

Pregled i oznake

321 je 18-8 austenitni nerđajući čelik stabilizovan titanijumom. Dizajniran je za zavarene komponente koje rade na visokim temperaturama, gdje standardni ili niskougljični razredi mogu izgubiti otpornost na koroziju zbog osjetljivosti. Stepen je specificiran kao ASTM A240 Grade 321 za ploču i ASTM A213 Grade TP321 za cijev, sa UNS S32100 i EN 1.4541 (X6CrNiTi18-10) kao ekvivalentima.

Hemijski sastav

Hemijski sastav, tež.% (ASTM A240 Grade 321)

Element	Sadržaj
C	Manje ili jednako 0,08
Mn	Manje ili jednako 2,00
P	Manje ili jednako 0,045
S	Manje ili jednako 0,030
Si	Manje ili jednako 0,75
Cr	17.0–19.0
Ni	9.0–12.0
Ti	Veće ili jednako 5 × C

Mehanička i fizička svojstva

Mehanička svojstva, minimalne vrijednosti, ploča (ASTM A240)

Nekretnina	Vrijednost
Zatezna čvrstoća	515 MPa
Granica tečenja	205 MPa
Izduženje od 2 in	40%

Tipična fizička svojstva

Nekretnina	Tipična vrijednost
Gustina	7,9 g/cm³
Opseg topljenja	≈1400–1425 stepeni
Modul elastičnosti	≈193 GPa
Toplotna provodljivost na 100 stepeni	≈16 W/(m·K)

Stabilizacioni mehanizam i servisni opseg

U 321, titan se prvenstveno kombinuje sa ugljenikom da bi formirao stabilne titanijum karbide, tako da ugljenik ne iscrpljuje hrom na granicama zrna. Time se sprječava senzibilizacija koja dovodi do intergranularne korozije. Dok niska količina ugljenika u 304L sprečava senzibilizaciju tokom jednog zavarivanja, komponente koje se ponavljaju kroz kritični opseg od 450-850 stepeni ostaju u opasnosti tokom vremena. Titanijum karbidi u 321 su termički stabilni, pružajući kontinuiranu{8}}trajnu zaštitu čak i pod hiljadama termičkih ciklusa, zbog čega je 321 poželjan za izduvne grane, kanale i dijelove izmjenjivača topline. U eksploataciji, klasa je općenito ocijenjena za kontinuiranu oksidaciju do oko 870 stupnjeva, s tačnim ograničenjem ovisno o primjeni i okruženju.

Zavarivanje, izrada i nabavka

Glavni izazov proizvodnje je očuvanje stabilizacijskog efekta titanijuma tokom zavarivanja. Koristite odličnu pokrivenost zaštitnim plinom, s argonom za prolaz korijena kako biste spriječili oksidaciju titana. Treba koristiti odgovarajući metal za punjenje, obično ER321, a unos topline treba kontrolisati kako bi zona{3}}pod utjecajem topline bila uska. Termička obrada nakon -zavarivanja tipično nije potrebna za tanke rezove, ali se može preporučiti za teške zavarene delove u visoko korozivnom radu. Za kontinuirani rad iznad oko 800 stepeni pod značajnim naprezanjem, Grade 347, koji je stabiliziran niobijumom, je često poželjan jer su niobijum karbidi stabilniji na ekstremnim temperaturama i daju bolju dugotrajnu snagu puzanja. Prilikom naručivanja navedite punu oznaku kao što je ASTM A240 Grade 321 ili UNS S32100, i zahtijevajte da izvještaj o ispitivanju mlina potvrdi sadržaj titanijuma i omjer Ti/C od najmanje 5. Definirajte maksimalnu radnu temperaturu i termički ciklični profil u specifikaciji kako bi se isporučila ispravna ocjena i dokumentirala.

Često postavljana pitanja