A SUS321 és a SUS321H összehasonlítása: titán-stabilizált vs nagy széntartalmú titán-stabilizált ausztenites rozsdamentes acél

SUS321 vs SUS321H: Mi változik a szénnel?

A SUS321 és a SUS321H titánstabilizált ausztenites rozsdamentes acélok, amelyek ugyanabba a 18Cr-10Ni-Ti családba tartoznak. A fő különbség a széntartalomban van: az SUS321 maximum 0,08%-ra korlátozza a széntartalmat, míg a SUS321H 0,04-0,10%-ra szabályozza. Mindkét minőség titánnal van stabilizálva legalább 4-szeres széntartalommal, minimum 0,70%-kal, így a szén a TiC-karbidokba kötődik, és a szemcsehatárokon nem bontja ki a krómot. A SUS321H magasabb széntartalma több TiC-t termel, ami rögzíti a szemcsehatárokat, és drámai módon javítja a kúszási szilárdságot magas hőmérsékleten, így a hosszú távú, 600 és 870 fok közötti feszültségviselő üzemben a legjobb minőségű.

Kémiai összetétel

Az alábbi összetételi tartományok a JIS G4304-et követik melegen hengerelt lemezeknél és JIS G4303-at a rudaknál; azonos kémia van meghatározva az ASTM A240 szabványban az UNS S32100 és S32109 szabványokhoz.

Elem	SUS321 (tömeg%)	SUS321H (tömeg%)
szén (C)	0.08 max	0.04-0.10
Szilícium (Si)	1.00 max	1.00 max
Mangán (Mn)	2.00 max	2.00 max
Foszfor (P)	0.045 max	0.045 max
Kén (S)	0.030 max	0.030 max
Króm (Cr)	17.0-19.0	17.0-19.0
Nikkel (Ni)	9.0-12.0	9.0-12.0
Titán (Ti)	4 x C perc, 0,70 perc	4 x C perc, 0,70 perc
vas (Fe)	Egyensúly	Egyensúly

Mechanikai és magas hőmérsékleti tulajdonságok

Szobahőmérsékleten a két minőség ekvivalens izzított állapotban; a különbség csak hosszú távú magas hőmérsékletű terhelésnél jelentkezik.

Ingatlan	SUS321	SUS321H
Szakítószilárdság min (MPa)	515	515
Minimális hozamerősség (MPa)	205	205
Minimális nyúlás (%)	40	40
Max keménység (HB)	201	201
Kúszási szakadási szilárdság 700 fokon / 1000 h (MPa)	60	85
Folyamatos szolgáltatási tartomány ( fok )	-196 és 870 között	-196-tól 870-ig, előnyösen 600-870 a terhelést hordozó alkatrészekhez

A SUS321H 1000 órás kúszási szakítószilárdsága 700 fokon nagyjából 40%-kal magasabb, mint a SUS321-é, ami a döntő paraméter a túlhevítők és gőzvezetékek több tízezer órákban mérhető élettartama szempontjából.

Egyenértékű fokozatok

Mindkét fokozatnak elismert megfelelői vannak a főbb nemzetközi jelölési rendszerekben.

Rendszer	SUS321	SUS321H
JIS	SUS321	SUS321H
UNS (ASTM A240)	S32100	S32109
AISI	321	321H
EN 10088	1,4541 (X6CrNiTi18-10)	1,4941 (X7CrNiTi18-10)

A SUS321 és a SUS321H közötti választás

Válassza a SUS321-et az általános, magas hőmérsékletű alkatrészekhez, amelyek nem viselnek tartós feszültséget: repülőgép-motor kipufogócsövek, 870 fok alatt működő hőcserélő csövek és kémiai reakcióedények. Válassza a SUS321H-t, ha az alkatrész 600-870 fokos hosszan tartó igénybevételnek van kitéve, mint például a kazán túlhevítő és utómelegítő csövek, magas hőmérsékletű gőzvezetékek és gázturbina segédalkatrészei. Ahol a SUS321H nehéz szakaszait hegesztik, hegesztés után 850-900 fokos hegesztésre van szükség léghűtéssel a maradék feszültség enyhítése és a kúszási teljesítmény helyreállítása érdekében. Az SUS321H általában 10-15%-kal többe kerül, mint a SUS321 a szigorúbb szén-dioxid-ellenőrzési és tesztelési követelmények miatt.

GYIK

Miért nagyobb a SUS321H kúszási szilárdsága magas hőmérsékleten?

Szabályozott, 0,04-0,10%-os széntartalma nagyobb térfogatú finom TiC-karbidokat képez, amelyek a szemcsehatárokat rögzítik, amelyek ellenállnak a szemcsehatár csúszásának és képlékeny deformációjának, magas hőmérsékleten tartós igénybevétel esetén. Az eredmény egy 1000 órás kúszási szakítószilárdság 700 fokon, körülbelül 85 MPa, szemben a SUS321 esetében 60 MPa-val.

Milyen hegesztés utáni hőkezelést igényel a SUS321H?

Vastag szelvényeknél hegesztés utáni 850-900 fokos izzítás, majd léghűtés szükséges. Ez enyhíti a hegesztési maradékfeszültséget, és visszaállítja a hőhatás zóna magas hőmérsékletű kúszási teljesítményét. A vonatkozó kód vastagsági küszöbértéke alatti vékony szakaszokhoz általában nincs szükség.

A SUS321 helyettesítheti a SUS321H-t magas hőmérsékletű stresszszolgáltatásban?

Nem. 600 fok felett a SUS321 nem rendelkezik elegendő kúszási ellenállással, és tartós terhelés hatására progresszív képlékeny deformációt mutat, ami idő előtti meghibásodáshoz vezethet. A SUS321H a szükséges anyag a 600-870 fokos tartományban lévő feszültségtartó alkatrészekhez.

Van különbség a titántartalomban a két minőség között?

Mindkettő 4 x C-on van stabilizálva minimum 0,70% titánnal. Mivel a SUS321H magasabb széntartalmú, a tényleges titántartalma általában valamivel magasabb, ami biztosítja, hogy elegendő TiC képződjön a magasabb széntartalom stabilizálásához.

Hogyan választhatok a SUS321 és a SUS321H között?

Válassza az SUS321-et, ha az üzemi hőmérséklet 600 fok vagy az alatti, és az alkatrész nem visel tartósan magas hőmérsékletű feszültséget. Válassza a SUS321H-t, ha az üzemi hőmérséklet 600-870 fok, és az alkatrész hosszú távú igénybevételnek van kitéve, például túlhevítő csövek vagy gőzvezetékek, amelyek a kúszási élettartam szabályait kódolják.