Zašto je za SS 321 potrebna stabilizacijska toplinska obrada?

Za SS 321 potrebna je stabilizacijska termička obrada jer se kvaliteta oslanja na titanijum da zadrži ugljik vezan kao titanijum karbid, a ne hrom karbid. Bez stabilizacije, ugljenik rastvoren u austenitu može se istaložiti kao karbidi bogati hromom- na granicama zrna tokom zavarivanja ili tokom rada u temperaturnom opsegu 450-850 stepeni C, iscrpljujući susednu matricu hroma i ostavljajući čelik podložnim intergranularnoj koroziji.

Šta se dešava bez stabilizacije

U nestabilizovanom austenitnom nerđajućem čeliku, izlaganje 450-850 stepeni C uzrokuje taloženje hrom karbida (Cr23C6) na granicama zrna. Zone osiromašene hromom oko precipitata postaju anodne u odnosu na unutrašnjost zrna, a u korozivnim medijima materijal trpi intergranularni napad. Ovaj fenomen, nazvan senzibilizacija, je način kvara koji je titanijumska stabilizacija dizajnirana da spriječi.

Kako titanijum radi u SS 321

SS 321 sadrži titanijum sa najmanje pet puta većim sadržajem ugljenika plus azota, sa maksimalno 0,70%. Titanijum ima veći afinitet prema ugljeniku od hroma. Tokom stabilizacijskog tretmana, titan reaguje sa ugljenikom da bi formirao fine, stabilne titanijum karbide, tako da tokom naknadnog zavarivanja ili ekspozicije hrom ostaje u čvrstom rastvoru, a granice zrna ostaju bogate hromom-.

Putevi toplinske{0}}obrade prema ASTM standardima

ASTM A213 (bešavne cijevi za kotao i pregrijač) i ASTM A240 (ploča) zahtijevaju da se materijal TP321/321 isporuči u stanju toplinski{4}}tretiranog. Postoje dva priznata načina: žarenje rastvorom na minimalnoj temperaturi od 1040 stepeni C nakon čega sledi brzo hlađenje, ili žarenje rastvorom nakon čega sledi stabilizacijski tretman u opsegu od približno 843-900 stepeni C. Put stabilizacije je specificiran kada je potrebna maksimalna otpornost na intergranularnu koroziju u zavarenoj upotrebi.

Stanje	Temperatura	Hlađenje
Žarenje rastvorom	1040 stepeni C min	Gašenje vodom ili brzo hlađenje
Stabilizujući tretman	843 - 900 stepen C	Vazdušno hlađenje

Tipični sastav SS 321 (ASTM A240, tež.%)

Element	Requirement
Karbon	0,08 max
Mangan	2,00 max
Fosfor	0,045 max
Sumpor	0,030 max
Silicijum	0,75 max
Chromium	17.00 - 19.00
Nikl	9.00 - 12.00
Titanijum	5 x (C + N) min, 0,70 max

Praktične posljedice za zavarenu opremu

Nakon stabilizacijske obrade, zavareni spojevi 321 se mogu koristiti bez obaveznog žarenja nakon{1}}zavarivanja u mnogim korozivnim uslugama, pojednostavljujući proizvodnju izmjenjivača topline i procesnih cjevovoda. Klasa ostaje preferirana opcija koja je stabilizirana titanijumom- gdje se oprema više puta zagrijava i hladi kroz opseg osjetljivosti tokom rada.

Često postavljana pitanja

P1: Koja se temperatura koristi za stabilizaciju toplinske obrade?A1: Tipično 843-900 stepeni C (oko 850-950 stepeni C u radnji), primenjuje se nakon žarenja rastvora.

P2: Zašto se 321 koristi umjesto 304 za zavarene usluge?A2: Dodatak titanijuma sprečava taloženje hrom karbida tokom zavarivanja, tako da 321 održava međugranularnu otpornost na koroziju bez potrebe za žarenjem rastvorom nakon -zavarivanja.

P3: Koji je raspon temperature senzibilizacije?A3: Približno 450-850 stepeni C; izlaganje u ovom opsegu može istaložiti hrom karbide u nestabilizovanim kvalitetama.

P4: Da li stabilizacijski tretman utiče na mehanička svojstva?A4: Izvodi se nakon žarenja rastvorom i ne menja značajno zagarantovana mehanička svojstva; zatezna čvrstoća i granica popuštanja ostaju u skladu sa važećim standardom.

P5: Da li se stabilizacijski tretman primjenjuje na svih 321 proizvoda?A5: To je opcija specifikacije. Cijevi i ploče se rutinski isporučuju otopinom žarene; stabilizacijski tretman je specificiran kada primjena zahtijeva maksimalnu međugranularnu otpornost na koroziju u zavarenoj konstrukciji.