321 rostfritt stål: titan-stabiliserad intergranulär korrosion-beständig kvalitet

321 rostfritt stål är en titan-stabiliserad förbättrad version av 304, med tillägg av 0,10 %-0,30 % titan. Titan kombineras företrädesvis med kol för att bilda TiC, vilket förhindrar utfällning av kromkarbid vid korngränserna under svetsning eller högtemperaturservice, vilket löser det intergranulära korrosionsproblemet 304 i sensibiliseringstemperaturområdet (450-850 grader).

Kärnparametrar

Kemisk sammansättning (vikt%): C Mindre än eller lika med 0,08, Si Mindre än eller lika med 1,00, Mn Mindre än eller lika med 2,00, P Mindre än eller lika med 0,045, S Mindre än eller lika med 0,030, Cr=17.00-19.00, Ni=9.00-12.00, B Feal{{7}

Mekaniska egenskaper (glödgad): Draghållfasthet större än eller lika med 520 MPa, flytgräns större än eller lika med 205 MPa, töjning större än eller lika med 40 %, Brinell-hårdhet mindre än eller lika med 201HB

Servicetemperatur: 400 grader till 900 grader (kontinuerlig service), upp till 950 grader för kort-service

Motsvarande betyg: SUS321 (JIS), EN 1.4541 (EN), UNS S32100 (ASTM)

Prestandafördelar: Titanstabilisering möjliggör intergranulär korrosionsbeständighet utan efter-svetsvärmebehandling; hög-krypstyrka vid hög temperatur är 22 % högre än 304 vid 600 grader; Cr2O3-TiO2-kompositoxidfilmen som bildas vid höga temperaturer har bättre kompaktitet än 304, med 30 % lägre viktökningshastighet för oxidation vid 900 grader; god svetsbarhet och formbarhet.

Typiska applikationer: Hög-värmeväxlarrör, sekundära kretsledningar i kärnkraftverk, rör för kemiska krackningsugnar, bilavgassystem (grenrör, katalysatorskal) och hög-temperaturkomponenter i petrokemiska katalytiska krackningsenheter.

Praktiska frågor och svar

F1: Vilken roll spelar titan i 321 rostfritt stål? A1: Titans affinitet för kol är högre än för krom. Det kombineras företrädesvis med kol för att bilda stabil TiC, vilket undviker bildningen av Cr23C6 och den resulterande kromutarmningen vid korngränserna. Termiska simuleringstester visar att efter att ha hållits vid 650 grader i 2 timmar, når utfällningen av kromkarbider vid korngränserna för 304 3,2 %, medan den för 321 endast är 0,8 %.

F2: Kommer "titanutbränning" att inträffa vid svetsning av 321? A2: Ja. Titan är benäget att oxidera och utbrända när svetstemperaturen överstiger 1200 grader. TIG-svetsning bör användas, med strömmen styrd till 100-140A, ljusbågens uppehållstid förkortas och rent argonskydd används för att säkerställa att titanhalten inte är mindre än 0,10 %.

F3: Vad är skillnaden mellan 321 och 304 när det gäller intergranulär korrosionsbeständighet? A3: 304 är utsatt för intergranulär korrosion när den stannar i 450-850 graders intervallet under lång tid (sensibiliseringszon) efter svetsning; 321, på grund av titanstabilisering, ger inte sensibilisering även om den stannar i sensibiliseringszonen under lång tid, och har utmärkt intergranulär korrosionsbeständighet utan värmebehandling efter svetsning.

F4: Är 321 lämplig för pannrör med hög-temperatur och hög-? A4: Ja. Den har utmärkt kryphållfasthet vid hög-temperatur och intergranulär korrosionsbeständighet, och kan användas som pannöverhettare och återuppvärmningsrör i temperaturintervallet 400-850 grader och tryck Mindre än eller lika med 10MPa. Det bör noteras att väggtjockleken bör vara rimligt utformad efter arbetstrycket för att säkerställa strukturell säkerhet.

F5: Hur hanterar man ytan på 321 rostfritt stål för att förbättra oxidationsbeständigheten vid hög-temperatur? A5: Efter bearbetning, utför passiveringsbehandling med 25 % salpetersyra + 2 % fluorvätesyralösning (rumstemperatur, 20 minuter) för att bilda en tät Cr₂O₃-TiO₂-kompositoxidfilm; för komponenter som används över 800 grader kan en hög-temperaturbeständig keramisk beläggning appliceras på ytan för att ytterligare förbättra oxidationsbeständigheten.