321 vs 347 rozsdamentes acél: stabilizált, magas hőmérsékletű{2}}ötvözetek összehasonlítása

Mitől lesz stabil a rozsdamentes acél?

A 321 és 347 a 18/8 ausztenites családba tartozik (körülbelül 18% króm és 9-13% nikkel), és egy konkrét problémát oldanak meg. Ha a közönséges 304-et körülbelül 425-815 fokos - tartományba hevítik hegesztés vagy üzem közben, a szén a szemcsehatárokon krómmal egyesülve króm-karbidokat képezhet, így a szomszédos fém krómmentessé válik, és ki van téve a szemcseközi korróziónak. A stabilizált minőségek olyan elemet adnak hozzá, amely még könnyebben kötődik a szénhez, mint a króm: titán a 321-ben, nióbium a 347-ben. A szén stabil karbidként záródik le, így a króm szilárd oldatban marad, és az anyag megőrzi korrózióállóságát hegesztés és használat után is.

Kémiai összetétel összehasonlítva

Összetételi tartományok az ASTM A240 szerint (tömeg%):

Elem	321 / UNS S32100	347 / UNS S34700
Szén, max	0.08	0.08
Mangán, max	2.00	2.00
Foszfor, max	0.045	0.045
Kén, max	0.030	0.030
Szilícium, max	0.75	0.75
Króm	17.00-19.00	17.00-19.00
Nikkel	9.00-12.00	9.00-13.00
Titán	5 x C perc; 0,70 max	Nincs megadva
Nióbium (kolumbium)	Nincs megadva	10 x C perc; 1,00 max

A stabilizációs arányok be vannak írva a szabványba: a titánnak legalább ötszörösének kell lennie a széntartalomnak és legfeljebb 0,70%-nak; A nióbium széntartalmának legalább tízszeresének és legfeljebb 1,00%-ának kell lennie.

Mechanikai tulajdonságok (lágyított, ASTM A240)

Ingatlan	321 / S32100	347 / S34700
Szakítószilárdság, min (MPa)	515	515
Folyóerő, min (MPa)	205	205
Megnyúlás, min (%)	40	40

Szobahőmérsékleten a két minőség lényegében egyenértékű, ezért a köztük lévő anyagválasztást nem az adatlap szilárdsága, hanem az üzemi hőmérséklet és a terhelés határozza meg.

Magas-hőmérsékletű teljesítmény: kúszás és méretezés

Mindkét minőség ellenáll a vízkőképződésnek oxidáló atmoszférában körülbelül 900 fokig. A lényeges különbség a kúszásban jelenik meg: 800 fok felett a 347 jobb kúszási szilárdságot fejleszt ki, mert a nióbium-karbidok finoman eloszlanak és stabilak maradnak magas hőmérsékleten is, így hatékonyabb csapadékerősítést biztosítanak, mint a titán-karbidok. Emiatt a 347-et részesítik előnyben az olyan nyomású-tartalmú alkatrészeknél, mint a fűtőcsövek és a magas hőmérsékletű reakcióedények-

Hegesztés és gyártás

Mindkét minőség könnyen hegeszthető a hagyományos ausztenites rozsdamentes acél gyakorlattal, és egyik sem igényel utólagos{0}}hegesztési hőkezelést. A 347-es kötéseknél jellemző, hogy a megfelelő nióbium-stabilizált összetételű (ER347) töltőanyagot gyakran ugyanazzal az ER347-es töltőanyaggal hegesztik, vagy ER321-gyel, ahol egy megfelelő titán-stabilizált rétegre van szükség, mert a titán könnyen oxidálódik a hegesztett medencében. A bevitt hőt mérsékeltnek kell tartani, az áthaladási hőmérsékletet pedig körülbelül 150 fok alatt kell tartani a karbid kicsapódásának és torzulásának korlátozása érdekében.

Tipikus alkalmazások

321: repülőgép kipufogócsonkok és -kémények, termikus oxidálók, tágulási harmonika, körülbelül 900 fok alatti kemenceelemek és vegyi vagy petrolkémiai csövek mérsékelt hőmérsékleten.

347: Finomítói fűtőcsövek, magas-hőmérsékletű reakcióedények, gőz-túlhevítő és utánmelegítő csövek, kazánelemek és hegesztett szerelvények, amelyek 800 fok felett is tartósan működnek.

Gyakran Ismételt Kérdések

Mi a fő különbség a 321 és a 347 között?

A stabilizáló elem: 321 titánt használ (5 x C minimum, 0,70% maximum), míg 347 nióbiumot (10 x C minimum, 1,00% maximum). A nikkel tartomány is kissé eltér: 9,00-12,00% a 321-nél és 9,00-13,00% a 347-nél.

Melyik minőségnek jobb a kúszási szilárdsága magas hőmérsékleten?

347. Körülbelül 800 fok felett a nióbium-karbidok erősebb csapadékerősítést biztosítanak, mint a titán-karbidok, így 347-tel jobb kúszásállóságot biztosítanak a hosszú távú, magas hőmérsékleten való használat során.

A 321 helyettesíthető a 347-tel?

Körülbelül 800 fok alatti üzem esetén, és ahol nem a kúszás az irányadó kritérium, a 321 gyakran helyettesíthető. A 800 fok felett működő nyomóalkatrészek esetében a 347 a biztonságosabb választás a kiváló kúszási szilárdsága miatt.

A 321 és 347 ellenáll a szemcseközi korróziónak hegesztés után?

Igen. Mindkettőt úgy tervezték, hogy a titán vagy a nióbium egyesüljön a szénnel, megakadályozva a króm kimerülését a szemcsehatároknál hegesztés vagy szerviz közben a körülbelül 425-815 fokos érzékenységi tartományban.

Milyen töltőanyagot használnak a 321 és 347 hegesztéséhez?

A 347-et jellemzően hozzáillő nióbium-stabilizált töltőanyaggal (ER347). 321 hegesztik, gyakran ugyanazzal az ER347-es töltőanyaggal, vagy ER321-gyel, ahol megfelelő titán-stabilizált rétegre van szükség.

Mi a 321 és 347 fok maximális üzemi hőmérséklete?

Oxidáló atmoszférában mindkettő körülbelül 900 fokig ellenáll a lerakódásnak. A teherhordó alkatrészeknél a gyakorlati határ alacsonyabb, mivel a kúszószilárdság csökken a hőmérséklettel; nyomás alatti alkalmazásokhoz a tervezési kódokat kell figyelembe venni.