SUS321 nerđajući čelik: titanijum-Stabilizovana kvaliteta za visoke-temperature i zavarene usluge

Šta je SUS321?

SUS321 je titanijum-stabilizirani austenitni nehrđajući čelik specificiran u JIS G4303/G4304 (SUS321), ASTM A240 (ploča, lim i traka, razred 321), ASTM A312 (cijev) i EN 10088 (1.4541, X18CrNiTi). Njegova definitivna karakteristika je dodatak titana, obično 5 x (C+N) minimum do 0,70% maksimuma, koji ima veći afinitet za ugljik od hroma. Tokom zavarivanja ili zagrevanja u opsegu osetljivosti od otprilike 425-815 stepeni, titanijum reaguje sa ugljenikom da formira stabilne titanijum karbide, ostavljajući hrom u čvrstom rastvoru i čuvajući otpornost na koroziju na granicama zrna.

Hemijski sastav (tež.%)

Element	Specificirani raspon (JIS G4304 / ASTM A240)
Karbon, max	0.08
Silicijum, max	1.00
Mangan, max	2.00
Fosfor, max	0.045
Sumpor, max	0.030
Chromium	17.00 - 19.00
Nikl	9.00 - 12.00
Titanijum	5 x (C+N) min, 0,70 max (ASTM A240)
Iron	Balans

Mehanička svojstva (žareno)

Nekretnina	Minimalna vrijednost	Referentni standard
Zatezna čvrstoća	515 MPa	ASTM A240
Granica tečenja (0,2% offset)	205 MPa	ASTM A240
Izduženje	40%	ASTM A240
Tvrdoća	217 HBW max	ASTM A240

Prednosti performansi

Mehanizam stabilizacije daje SUS321 tri praktične prednosti u odnosu na nestabilizirani 304. Prvo, otporan je na intergranularnu koroziju nakon zavarivanja bez termičke obrade nakon -zavarivanja, što pojednostavljuje izradu posuda i cjevovoda. Drugo, zadržava korisnu čvrstoću i otpornost na oksidaciju do oko 870 stepeni na vazduhu, sa povremenim izlaganjem do oko 925 stepeni, što ga čini pogodnim za komponente izduvnih gasova i{6}}prenosa toplote. Treće, u sredinama sa umjerenim hloridom manje je podložan pucanju od korozije pod naponom od 304, iako nije zamjena za klase nosivosti molibdena-u morskoj vodi ili jakim hloridima.

Ekvivalentne ocjene

ASTM A240/A312 321, UNS S32100, EN 1.4541 (X6CrNiTi18-10), JIS SUS321, GB 06Cr18Ni11Ti (GB/T 20878, S32168). Visokougljenična varijanta 321H (UNS S32109, EN 1.4941) sa ugljenikom 0,04-0,10% se koristi tamo gde je potrebna snaga puzanja na 538-870 stepeni.

Zavarivanje i izrada

SUS321 lako zavari TIG, MIG i MMA. Zbog stabilizacije titanijuma, termička obrada nakon-zavarivanja generalno je nepotrebna, što predstavlja veliku prednost u troškovima za opremu{3}}koja se postavlja na terenu. Prilikom spajanja SUS321 sa ugljeničnim ili niskolegiranim čelikom, preporučuje se austenitno punilo bogato niklom- kao što je ER309L kako bi se izbjeglo stvaranje martenzita i osigurala adekvatna žilavost u spoju. Za zavarene konstrukcije koje se ne mogu termički-obraditi nakon proizvodnje, SUS321 je pouzdan izbor.

Tipične primjene

Izduvni sistemi za avione i automobile, izmjenjivači topline i kondenzatori, oprema za hemijsku i petrohemijsku obradu, posude pod pritiskom, parni cjevovodi, ekspanzioni spojevi i mašine za preradu hrane. Klasa se također koristi za komponente peći koje rade ispod granice oksidacije materijala.

FAQ

P1: Kako stabilizacija titana poboljšava otpornost na koroziju?Titanijum se kombinuje sa ugljenikom u odnosu na hrom, formirajući stabilne titanijum karbide. Ovo sprečava iscrpljivanje hroma na granicama zrna tokom zavarivanja ili zagrevanja, eliminišući senzibilizaciju i intergranularnu koroziju u zoni zahvaćenom toplotom.

P2: Koja je razlika između SUS321 i SUS304?SUS321 dodaje titanijum za stabilizaciju, dajući bolju otpornost na međugranularnu koroziju nakon zavarivanja i bolju čvrstoću na visokim{1}}temperaturama do oko 870 stepeni. SUS304 je jeftiniji i adekvatan za blagu, nezavarenu ili nisku{6}}uslugu.

P3: Može li se SUS321 koristiti na visokoj temperaturi?Da, kontinuirano do oko 870 stepeni u oksidirajućoj atmosferi, sa kratkim ekskurzijama do oko 925 stepeni. Iznad ovog raspona, rast zrna i oksidacija uzrokuju brz gubitak svojstava.

P4: Može li se SUS321 zavariti na druge čelike?Da. Zavari se na druge austenitne razrede i, sa punilom visokog{1}}nikla, kao što je ER309L, na ugljenične i niskolegirane čelike. Stabilizacijom se izbjegava senzibilizacija u zoni{5}}zahvaćenoj toplinom.

P5: Kako se SUS321 ponaša u hloridnim okruženjima?Bolji od 304 protiv pucanja od korozije pod naprezanjem hloridom, ali inferiorniji u odnosu na molibden{1}}noseće razrede kao što je 316/316L za koroziju udubljenja i pukotina. Za upotrebu s morskom vodom ili koncentriranim hloridima, prikladniji su 316, 904L ili duplex razredi.

P6: Kada treba navesti 321H umjesto 321?Kada je komponenta dizajnirana za puzanje na 538-870 stepeni, kao što su cjevovodi pod pritiskom i cijevi pregrijača; viši opseg ugljenika od 321H (0,04-0,10%) obezbeđuje potrebnu čvrstoću pri puzanju.