1,4541 vs 1,4878 rozsdamentes acél: 321 és 321H összehasonlítva a magas hőmérsékletű szolgáltatással

Mi az 1,4541 és az 1,4878 valójában

Az 1.4541 fokozat az X6CrNiTi18-10, a titánnal stabilizált ausztenites rozsdamentes acél, amely AISI 321 vagy UNS S32100 néven ismert. Az 1.4878 fokozat az X8CrNiTi18-10, magasabb széntartalmú megfelelője AISI 321H vagy UNS S32109 néven. Mindkettőre ugyanazok a termékleírások vonatkoznak - EN 10088-2 és EN 10028-7 lapos és hosszú termékekre, EN 10216-5 és EN 10217-7 varrat nélküli és hegesztett csövekre, ASTM A240 / A312 / A213 az amerikai megfelelőkre -, és mindkettőt úgy stabilizálják, hogy a corwelular titanium kötés ne veszítse el a szemcsék közötti ellenállást. támadást.

Egy széles körben elterjedt összehasonlító táblázat az 1.4878-at AISI 446-nak nevezi, és 0,2% széntartalmú ferrites rozsdamentes acélként írja le. Ez helytelen. Az AISI 446 egy másik, ferrites hőálló minőség, teljesen más krómtartománnyal, és nincs nikkeligénye. A Grade 1.4878 ausztenites, nagyjából 9-12% nikkelt tartalmaz, és az 1.4541 magas széntartalmú, titánnal stabilizált változata, amelyet kifejezetten magas hőmérsékletű nyomásra és szerkezeti karbantartásra használnak.

Kémiai összetétel összehasonlítva

Elem	1.4541 / X6CrNiTi18-10 / AISI 321	1,4878 / X8CrNiTi18-10 / AISI 321H
C (szén)	0,08% vagy annál kisebb	0.04 – 0.10%
Si (szilícium)	1,00% vagy annál kisebb	1,00% vagy annál kisebb
Mn (mangán)	2,00% vagy annál kisebb	2,00% vagy annál kisebb
P (foszfor)	0,045% vagy annál kisebb	0,045% vagy annál kisebb
S (kén)	0,015% vagy annál kisebb	0,015% vagy annál kisebb
Cr (króm)	17.0 – 19.0%	17.0 – 19.0%
Ni (nikkel)	9.0 – 12.0%	9.0 – 12.0%
Ti (titán)	5 × C-nál nagyobb vagy egyenlő, legfeljebb 0,70%	4 × C-nál nagyobb vagy egyenlő, legfeljebb 0,70%

A króm és a nikkel tartománya megegyezik, a titán szabálya pedig csak kis mértékben tér el: 1,4541 legalább ötszörös széntartalom, 1,4878 legalább négyszerese, mindkettő 0,70%-ra korlátozva. Az igazi elválasztás a szén. Az 1.4541 fokozat 0,08%-on vagy az alatt tartja a szenet, ami megkönnyíti a hegesztést és a hidegformázást. Az 1.4878 fokozat szándékosan magasabb, 0,04–0,10%-os széntartományt határoz meg, mivel az oldott szén és az általa előállított finomabb titán-karbid eloszlás növeli a kúszási és feszültség-szakadási szilárdságot magas hőmérsékleten. Ezért is van az 1.4878-nak a minimális szén-dioxid-értéke, nem pedig a maximuma.

Mechanikai tulajdonságok és viselkedés magas hőmérsékleten

Ingatlan	1,4541 (AISI 321)	1,4878 (AISI 321H)
Szakítószilárdság Rm (szobahőmérséklet)	500-700 MPa	520-750 MPa
0,2%-os szilárdság Rp0,2	200 MPa vagy annál nagyobb	210 MPa vagy annál nagyobb
Megnyúlás A5	40%-nál nagyobb vagy egyenlő	35%-nál nagyobb vagy egyenlő
Keménység	<= 215 HB	Kisebb vagy egyenlő, mint 217 HB
Folyamatos szolgáltatási kör	körülbelül 870 fokig	körülbelül 950 fokig
Kúszó- és feszültség-szakító erő	Jó	Magasabb, különösen 550 fok felett
Hegeszthetőség és hidegalakíthatóság	Kiváló	Jó, kissé kisebb rugalmassággal

Szobahőmérsékleten a két fokozat elég közel van ahhoz, hogy bármelyik szilárdsági számításnak megfeleljen. A különbség akkor válik meghatározóvá, ha a fém hőmérséklete nagyjából 550 fok fölé kúszik, ahol a tervezést nem a szakítószilárdság, hanem a kúszás szakadása határozza meg. Mivel az 1,4878 több szenet hordoz, és ezért nagyobb térfogatú stabil titán-karbidokat tartalmaz, megőrzi szilárdságát és jobban ellenáll a lassú deformációnak, mint 1,4541 hosszú expozíció esetén, és elviseli a körülbelül 950 fokos folyamatos csúcshőmérsékletet, szemben az 1,4541 durván 870 fokos hőmérséklettel. A kompromisszum a hajlékonyság: az 1.4878 alacsonyabb minimális nyúlással van megadva, és merevebb a hideg formához képest, így a szűk hajlítások és a súlyos alakítási műveletek kényelmesebbek az 1.4541-ben.

Az ASTM rendszerben ugyanaz a felosztás jelenik meg, mint T321 és T321H a kazán és hőcserélő csövek esetében az ASTM A213 szerint, és mint a TP321 és TP321H az ASTM A312 szerinti cső esetében. A H utótag a magas széntartalmú, magas hőmérsékletű változatot azonosítja, és a kettő soha nem cserélhető fel a magas hőmérsékletű kódszámításban.

Korrózióval és oxidációval szembeni ellenállás

Mindkét minőség titánnal stabilizált, így mindkettő ugyanúgy ellenáll a szemcseközi korróziónak hegesztés után: a titán keményfémként köti meg a szenet, a króm nem fogy a szemcsehatárokon, és a fém átmegy az ASTM A262 Practice E szerinti szemcseközi korróziós teszten. Semleges és oxidáló közegben a kettő hasonló hatású.

Az oxidációval szembeni ellenállás magas hőmérsékleten is összehasonlítható, mivel mindkettő ugyanabból a 17-19%-os krómtartalomból képződött krómban gazdag vízkőre támaszkodik. A Grade 1.4878 valamivel jobban tartja a skáláját a hőmérsékleti tartomány tetején, egyszerűen azért, mert melegebben üzemeltethető anélkül, hogy elveszítené a kúszási szilárdságát. Egyik minőség sem kloridálló ötvözet: molibdén nélkül mindkettő begödrösödik a tengervízben és a pangó kloridtartalmú patakokban, és mindkettő alkalmatlan az agresszív kloridos kezelésre, függetlenül az 1,4878 hőmérsékleti előnytől.

Kiválasztási, hegesztési és gyártási megjegyzések

Az 1,4541 és 1,4878 közötti választás alapvetően hőmérsékleti kérdés egy gyártási ridernél:

Válassza az 1.4541-et általános korrózióálló és közepesen meleg igénybevételre - kipufogó- és füstgázrendszerekhez, hőcserélőkhöz, tágulási hézagokhoz, vegyipari technológiai berendezésekhez - különösen ott, ahol az alkatrészt hidegen kell alakítani, hajlítani vagy erősen hegeszteni kell.

Válassza az 1.4878-at a tartós, magas hőmérsékletű nyomáshoz és szerkezeti igénybevételhez – túlhevítő és utómelegítő csövek, kemence belső részei és támasztékai, magas hőmérsékletű gyűjtők és elosztók, valamint minden olyan alkatrész, amelynek tervezési élettartamát körülbelül 550 fok feletti kúszási szakadás szabályozza.

Ne cserélje ki az 1.4541-et az 1.4878-ra a kúszásvezérelt kivitelben, és ne cserélje ki az 1.4878-at az 1.4541-re, ahol a hidegalakítás vagy a hegesztési hajlékonyság a korlátozó tényező.

Mindkét típus könnyen hegeszthető gázvolfrámíves, gázos fémíves és árnyékolt fémíves eljárásokkal, stabilizált fogyóeszközök, például ER347 használatával, így a hegesztési fém ugyanúgy védett, mint az alapfém. Előmelegítés nem szükséges. Mivel a stabilizáló elem titán, nem pedig nióbium, az anyagot távol kell tartani minden olyan oldatkezeléstől vagy izzítási hőmérséklettől, amely elég magas ahhoz, hogy a titán kiégjen, és a hegesztés utáni hőkezelést általában elhagyják, hacsak az irányadó kód nem írja elő.

Gyakran Ismételt Kérdések

K: Az 1.4878 ugyanaz, mint az AISI 446?
Nem. Ez az azonosítás gyakori közzétételi hiba. Az AISI 446 egy ferrites hőálló acél, míg az 1.4878 az ausztenites, titánnal stabilizált, magas széntartalmú X8CrNiTi18-10, amely egyenértékű az AISI 321H-val.

K: Használható az 1.4541 az 1.4878 helyett?
Csak a kúszás által szabályozott tartomány alatt. Körülbelül 550 fokig hasonlóan viselkednek, de e felett az 1.4878 megtartja a nagyobb feszültség-szakítószilárdságot, és körülbelül 950 fokig szolgálhat.

K: Mi az 1.4541 egyenértékű más rendszerekben?
Az 1.4541 az X6CrNiTi18-10 az EN rendszerben, az AISI 321 az amerikai rendszerben, az UNS S32100 az UNS rendszerben és a SUS321 a japán JIS rendszerben.

K: Melyik minőség a jobb hegesztéshez?
1.4541. Alacsonyabb széntartalma jobb alakíthatóságot és könnyebb hegeszthetőséget biztosít, míg az 1.4878-at ott használják, ahol a magas hőmérsékletű szilárdság a döntő követelmény, nem pedig a gyártás kényelme.

K: Mindkét minőség ellenáll a szemcseközi korróziónak hegesztés után?
Igen. A titán hozzáadása mindkét minőségben megakadályozza a króm-karbid kiválását a szemcsehatárokon, így a hőhatás zóna ellenálló marad a szemcsék közötti támadásokkal szemben.

K: Ezek a minőségek alkalmasak tengervízhez?
Nem. Egyik sem tartalmaz molibdént, így mindkettő hajlamos a kloridos vízbe való bemaródásra, függetlenül a magas hőmérsékletű képességtől.