321H rozsdamentes acél (UNS S32109): magas-széntartalmú titán-stabilizált minőség a magasabb hőmérsékletű-szolgáltatáshoz

A 321H a titán -stabilizált ausztenites családjába tartozik. A H utótag 0,04-0,10%-os szabályozott széntartományt jelöl, ami magasabb, mint a standard 321 0,08%-os maximuma. A többletszén a titánnal kombinálva több titán-karbidot képez, és ezek a karbidok korlátozzák a szemcse-határok csúszását emelt hőmérsékleten, ezért megnövelik a feszültségszilárdságot és az élettartamot {9}. meghatározva, hogy a hegesztett vagy hidegen alakított alkatrészeknek 800-900 fokos terhelést kell tartaniuk. Megnevezések: UNS S32109, ASTM A240 Type 321H, ASTM A213 TP321H, JIS SUS321H, örökölt DIN X10CrNiTi18-10. Az EN 10088 szabványon belül a legközelebbi szabvány 1.4541 (X6CrNiTi18-10), amely lefedi a 321-es alapösszetételt.

Kémiai összetétel az ASTM A240 szerint

Az alábbi határértékek az ASTM A240 Type 321H szerinti lemezekre, lemezekre és szalagokra vonatkoznak; az ASTM A213 szerinti TP321H cső alakú forma ugyanazokat a követelményeket tartalmazza.

Mechanikai Tulajdonságok

Lágyított állapotban a 321H ugyanazoknak a minimális szobahőmérséklet{1}}tulajdonságoknak felel meg, mint a 321.

A 321H előnye hőmérsékleten jelentkezik: a finomabb és több titán-karbid 850 fokon a folyáshatárt nagyjából 15-20%-kal növeli a 321-hez képest, és 800-900 fokon javítja a feszültség-szakadási élettartamot, ami az alapja a kazán-túlhevítő- és utánfűtőcsövekben való használatának.

Magas{0}}hőmérsékletű teljesítmény

A 321H oxidáló és enyhén korrozív atmoszférában kb. 900 fokig terjedő folyamatos üzemelésre használható, 321 kb. 870 fok és 309S 980 fok között. A tervezési kódok a H jelölést az alapminőségtől eltérően kezelik: a nyomástartó edényekre vonatkozó szabályok megengedik a 321H-t 321-nél magasabb hőmérsékleten, mivel a kúszási adatai dokumentálva vannak, és a karbidok stabilak maradnak. 850 fokos szögben a 321H lényegesen kisebb kúszási deformációt mutat, mint a 321 ugyanazon feszültség és idő alatt, ezért a túlhevítő csöveket ebben a tartományban rutinszerűen TP321H-nak nevezik. A titán stabilizálása a szemcsék közötti korrózióállóságot is megőrzi a hegesztés után, mivel a titántartalom legalább 5×C-on szénre skálázódik, így nem képződnek króm{17}}szegény zónák a szemcsehatárokon.

Gyártás és hegesztés

A 321H ugyanazokkal az eljárásokkal hegeszt, mint a 321, de a magasabb széntartalom fegyelmet igényel. Használjon megfelelő stabilizált töltőanyagot, például titán-csapágyazású töltőanyagot a 321H-hoz, mert a nem stabilizált töltőanyag újra bevezeti az érzékenység kockázatát; tartsa alacsonyan a hőbevitelt és körülbelül 150 fok alatt az áthaladási hőmérsékletet; és alaposan tisztítsa meg az illesztési felületeket, mert a titán könnyen oxidálódik és elveszik a hegesztőmedencéből. A hajlítás 321-nél nagyobb erőt igényel a nagyobb folyáshatár miatt, és az erősen-hidegformázott alkatrészeket oldatban kell lágyítani a magas hőmérsékletű-karbantartás előtt. A megmunkálás körülbelül 10{14}}15%-kal lassabban megy végbe, mint a 321 a nagyobb keménység miatt, ezért a keményfém szerszámok használata javasolt. A körülbelül 950-1120 fokos gyártás utáni izzítás, majd a gyors hűtés visszaállítja a teljes rugalmasságot és a kúszási teljesítményt.

Pályázatok és kiválasztás

A 321H tipikus alkatrészei a kazán túlhevítő és melegítő csövek, gőzcsövek, turbina belső részei, nagy teherbírású kemenceelemek,{1}}tágulási harmonika és minden olyan hegesztett rész, amely 800-900 fokos feszültséget visel el. Kiválasztási útmutató: a 321-es szabványt körülbelül 870 fok alatt használja, ahol a feszültségek alacsonyak és a költségek számítanak; használja a 321H-t, ahol az alkatrésznek 800-900 fokos terhelést kell tartania; és vegyük figyelembe a 347H-t, ahol még nagyobb kúszószilárdság és nióbium-karbid-stabilitás szükséges, vagy a 309S/310S-t, ahol a 900-1000 fok feletti skálázási ellenállás dominál. Kénben gazdag égési atmoszférában a titánnal stabilizált minőségeket általában előnyben részesítik a nióbiummal stabilizált minőségekkel szemben, mivel a nióbium törékeny szulfidokat képezhet.

Gyakran Ismételt Kérdések

1. kérdés: Miért javítja a magasabb széntartalom a 321H-t magas hőmérsékleten?A1: A 0,04-0,10%-os szén reagál a titánnal, és több titán-karbid keletkezik, mint a 321-ben. Ezek a finom karbidok rögzítik a szemcsehatárokat és lelassítják a kúszást elősegítő atomi diffúziót, növelve a folyáshatárt 850 fokban nagyjából 15-20%-kal, és meghosszabbítják az élettartamot.

2. kérdés: A 321H megtartja a 321 korrózióállóságát?A2: Igen. A titánra minimum 5×C van megadva, tehát 0,10% szén esetén a minimális titán 0,50%, ami lényegében az összes szenet megköti, és megakadályozza a króm-kimerült zónák kialakulását. Szemcseközi korrózióállóság hegesztés után 321.

Q3: Mi a 321H maximális üzemi hőmérséklet?A3: A folyamatos üzemelés általában körülbelül 900 fokra korlátozódik oxidáló atmoszférában. 870 fok és 900 fok között a 321H előnyösebb a 321 helyett a teherhordó alkatrészeknél; 900 fok felett a feszültségtől és a légkörtől függően 309S, 310S vagy 347H.

4. kérdés: Hogyan hegeszthető a 321H?A4: GTAW, GMAW vagy SMAW, titán-csapágyas stabilizált töltőanyaggal, alacsony hőbevitellel, körülbelül 150 fok alatti áthaladási hőmérséklettel és tiszta fugafelületekkel. A hegesztési varrat-utáni hőkezelésére nincs szükség a korrózióállóság érdekében.

5. kérdés: Mi a 321H EN megfelelője?A5: Az EN 10088 nem határoz meg H- fokozatot; a legközelebbi EN 10088-as osztály az 1.4541 (X6CrNiTi18-10), amely megfelel a 321-es szabványnak. A H jelölés az ASTM A240, ASTM A213, ASME SA-240 és SA-213 szabványokban, a JIS-ben pedig SUS321H néven található.

6. kérdés: Mikor válasszam a 321H-t a 347H helyett?A6: Válassza a 321H-t a 800-900 fokos teherbírás-szolgáltatáshoz, ahol a költségek számítanak, és a hegesztés egyszerű; A 321H jellemzően olcsóbb, mint a 347H. Válassza a 347H-t, ahol a maximális kúszási szilárdság és a nióbium-karbid stabilitás indokolja a magasabb árat, és vegye figyelembe, hogy a 321H-t általában előnyben részesítik kénben gazdag környezetben.