321 Rostfritt stålplatta Nyckelegenskaper och egenskaper

2025-09-01 23:10:44

1. Introduktion

321 Rostfritt stålplatta är en mångsidig och allmänt använt austenitisk krom-nickel rostfritt stål. Dess definierande egenskap är tillägget av titan, vilket gör det specifikt utformat för att motstå sensibilisering och efterföljande intergranulär korrosion efter exponering för temperaturer i dess karbidutfällningsområde. Den här egenskapen gör det till ett utmärkt val för högtemperaturapplikationer.

2. Viktiga egenskaper och egenskaper

321 rostfritt stålplatta erbjuder en kombination av egenskaper som gör den lämplig för krävande miljöer:

• Utmärkt hög temperaturstyrka: behåller en betydande del av sin mekaniska styrka vid förhöjda temperaturer (upp till ~ 900 ° C / 1650 ° F för intermittent service, ~ 815 ° C / 1500 ° F för kontinuerlig service).

• Motstånd mot intergranulär korrosion: den primära fördelen. Titanium (TI) fungerar som en stabilisator genom att kombinera med kol för att bilda titankarbider (TIC), vilket förhindrar att kromkarbider (CR23C6) bildas vid korngränser. Detta bevarar det krominnehåll som är nödvändigt för korrosionsbeständighet.

• God allmän korrosionsbeständighet: erbjuder korrosionsbeständighet som liknar, och i många fall identiska med 304 rostfritt stål i ett brett spektrum av atmosfäriska och milda kemiska miljöer.

• Enkel tillverkning: Austenitisk struktur ger god formbarhet och svetsbarhet. Emellertid rekommenderas glödglödning efter maximal korrosionsbeständighet i den värmepåverkade zonen (HAZ).

• Icke-magnetiskt: I det glödgade tillståndet är det väsentligen icke-magnetiskt. En del kallt arbete kan orsaka liten magnetism.

3. Kemisk sammansättning (typisk viktprocent, ASTM A240)

Standardkompositionområdet för 321 -plattan är:

Obs: Titaninnehållet styrs vanligtvis för att vara minst 5 gånger kolhalten men inte mer än 0,70%.

4. Mekaniska egenskaper (glödgat tillstånd, ASTM A240)

Typiska mekaniska egenskaper för 321 rostfritt stålplatta är:

5. Varför titan? Vetenskapen bakom "Stabilisering"

När standard rostfria stål som 304 upphettas till mellan 425 ° C och 815 ° C (800 ° F - 1500 ° F), migrerar kol till korngränserna och reagerar med krom för att bilda kromkarbider. Detta tappar krom från områdena intill korngränserna, vilket gör dem mottagliga för korrosionsattack - ett fenomen som kallas sensibilisering.

321 rostfritt stål är "stabiliserat" med titan. Titan har en mycket starkare affinitet för kol än krom gör. Därför kombineras titanet företrädesvis med kol för att bilda stabila titankarbider (TIC), vilket lämnar krom i fast lösning för att upprätthålla enhetlig korrosionsbeständighet i hela materialet, även efter exponering för höga temperaturer.

6. Vanliga applikationer av 321 rostfritt stålplatta

321 Plattan anges för tjänster där höga temperaturer och korrosion är samtidiga utmaningar.

• Aerospace: Jetmotorkomponenter, avgasgrenrör, efterbrännare, värmehylsor.

• Automotive: avgassystem, flexibla kontakter, katalysatorhöljen.

• Kemisk bearbetning: kärl, kolumner och rörsystem som arbetar vid förhöjda temperaturer.

• Kraftproduktion: Pannskal, superheaterrör, värmeväxlare och kanal i fossila bränsleanläggningar.

• Olje och gas: Tryckkärl och rörledningar för raffineringsprocesser.

• Matbearbetning: Utrustning som kräver upprepad sterilisering vid höga temperaturer.

• Arkitektoniska: Svetsade komponenter där efterföljande svetsning kan sensibilisera ostabiliserade betyg.

7. Tillverkning och svetsning

• Svetsning: 321 är lätt svetbar med alla standardfusionsmetoder. För bästa resultat, använd 321 stabiliserad påfyllningsmetall (t.ex. ER321) eller 347 (NB-stabiliserad) påfyllningsmetall.

• Värmebehandling: Glödgning utförs vid 1040-1120 ° C (1900-2050 ° F) följt av snabb kylning (kylning) för att passivera legeringen och uppnå optimal korrosionsbeständighet.

• Post-svetslödning (PWA): Medan titanstabiliseringen minskar risken, rekommenderas PWA starkt för allvarlig frätande service för att återställa maximal korrosionsbeständighet i svetszonen.

• Varmformning: Måste göras över 930 ° C (1700 ° F) följt av en fullständig glödgning och släckning.

• Kallformning: Utmärkt duktilitet möjliggör allvarliga kalla formningsoperationer.

8. Jämförelse med liknande betyg

• mot 304: 321 erbjuder överlägsen resistens mot intergranulär korrosion efter exponering för högt temperatur. För rumstemperaturapplikationer är 304 ofta tillräckliga och mer ekonomiska.

• mot 316: 316 erbjuder bättre pitting- och kloridkorrosionsbeständighet på grund av molybdeninnehåll men är inte stabiliserad. 321 är bättre för hög temperaturstyrka och stabilisering.

• mot 347: 347 använder niob (NB) istället för titan för stabilisering. Deras egenskaper är mycket lika. Val beror ofta på leverantörstillgänglighet, specifika tillverkningskrav eller kundspecifikation.

9. Slutsats

321 rostfritt stålplatta är en högpresterande, stabiliserad austenitisk legering konstruerad för hållbarhet i högtemperatur och frätande miljöer. Dess titanstabiliserade kemi förhindrar effektivt sensibilisering, vilket gör det till det material som valts för kritiska tillämpningar inom flyg-, fordons- och industriella uppvärmningssektorer där tillförlitlighet under termisk stress är av största vikt.