321 คุณสมบัติและคุณสมบัติของแผ่นสแตนเลสสตีล

2025-09-01 23:10:44

1. บทนำ

321 สแตนเลสสตีลเป็นสแตนเลสสตีลออสเทนนิติกที่ใช้งานได้หลากหลายและใช้กันอย่างแพร่หลาย ลักษณะการกำหนดของมันคือการเพิ่มไทเทเนียมซึ่งทำให้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อต้านทานการแพ้และการกัดกร่อนระหว่างกันตามมาหลังจากการสัมผัสกับอุณหภูมิในช่วงการตกตะกอนของคาร์ไบด์ สถานที่ให้บริการนี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

2. คุณสมบัติและคุณสมบัติที่สำคัญ

321 แผ่นสแตนเลสนำเสนอการผสมผสานของคุณสมบัติที่ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องการ:

• ความแข็งแรงอุณหภูมิสูงที่ยอดเยี่ยม: รักษาส่วนสำคัญของความแข็งแรงเชิงกลที่อุณหภูมิสูง (สูงถึง ~ 900 ° C / 1650 ° F สำหรับการบริการเป็นระยะ ๆ ~ 815 ° C / 1500 ° F สำหรับการบริการอย่างต่อเนื่อง)

• ความต้านทานต่อการกัดกร่อนระหว่างกัน: ข้อได้เปรียบหลัก ไทเทเนียม (TI) ทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันโดยการรวมกับคาร์บอนเพื่อสร้างไทเทเนียมคาร์ไบด์ (TIC) ป้องกันโครเมียมคาร์ไบด์ (CR23C6) จากการก่อตัวที่ขอบเขตของเมล็ด สิ่งนี้จะรักษาปริมาณโครเมียมที่จำเป็นสำหรับการต้านทานการกัดกร่อน

• ความต้านทานการกัดกร่อนทั่วไปที่ดี: ให้ความต้านทานการกัดกร่อนคล้ายกับและในหลายกรณีเหมือนกับ 304 สแตนเลสในสภาพแวดล้อมที่มีบรรยากาศและสารเคมีที่ไม่รุนแรง

• ความสะดวกในการผลิต: โครงสร้างออสเทนนิติกให้ความสามารถและการเชื่อมที่ดี อย่างไรก็ตามแนะนำให้มีการหลอมโพสต์-weld สำหรับความต้านทานการกัดกร่อนสูงสุดในโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ)

• ไม่ใช่แม่เหล็ก: ในสภาพที่อบอ่อนมันเป็นหลักที่ไม่ใช่แม่เหล็ก การทำงานเย็นบางอย่างอาจทำให้เกิดแม่เหล็กเล็กน้อย

3. องค์ประกอบทางเคมี (โดยทั่วไปโดยน้ำหนัก, ASTM A240)

ช่วงองค์ประกอบมาตรฐานสำหรับ 321 แผ่นคือ:

หมายเหตุ: เนื้อหาไทเทเนียมมักจะถูกควบคุมให้มีปริมาณคาร์บอนอย่างน้อย 5 เท่า แต่ไม่เกิน 0.70%

4. คุณสมบัติเชิงกล (เงื่อนไขการอบอ่อน, ASTM A240)

คุณสมบัติเชิงกลทั่วไปสำหรับแผ่นสแตนเลส 321 ตัวคือ:

5. ทำไมไทเทเนียม? วิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลัง "การรักษาเสถียรภาพ"

เมื่อเหล็กกล้าไร้สนิมมาตรฐานเช่น 304 ถูกทำให้ร้อนระหว่าง 425 ° C และ 815 ° C (800 ° F - 1500 ° F) คาร์บอนจะย้ายไปยังขอบเขตของเมล็ดและทำปฏิกิริยากับโครเมียมเพื่อสร้างโครเมียมคาร์ไบด์ สิ่งนี้ทำให้โครเมียมลดลงจากพื้นที่ที่อยู่ติดกับขอบเขตของธัญพืชทำให้พวกเขาไวต่อการโจมตีการกัดกร่อน - ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าอาการแพ้

321 สแตนเลสเป็น "เสถียร" ด้วยไทเทเนียม ไทเทเนียมมีความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งกว่าสำหรับคาร์บอนมากกว่าที่โครเมียมทำ ดังนั้นไทเทเนียมจะรวมกับคาร์บอนเพื่อสร้างไทเทเนียมคาร์ไบด์ที่มีเสถียรภาพ (TIC) ออกจากโครเมียมในสารละลายที่เป็นของแข็งเพื่อรักษาความต้านทานการกัดกร่อนที่สม่ำเสมอตลอดวัสดุแม้หลังจากการสัมผัสกับอุณหภูมิสูง

6. การใช้งานทั่วไปของแผ่นสแตนเลส 321

มีการระบุแผ่น 321 แผ่นสำหรับบริการที่อุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนเป็นความท้าทายที่เกิดขึ้นพร้อมกัน

• การบินและอวกาศ: ส่วนประกอบเครื่องยนต์เจ็ท, ท่อร่วมไอเสีย, หลังเบิร์นเนอร์, ผ้าห่อศพความร้อน

• ยานยนต์: ระบบไอเสีย, ตัวเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่น, ตัวแปลงตัวเร่งปฏิกิริยา

• การประมวลผลทางเคมี: เรือคอลัมน์และระบบท่อที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง

• การผลิตพลังงาน: เปลือกหอยหม้อไอน้ำ, ท่อ superheater, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและท่อในโรงงานเชื้อเพลิงฟอสซิล

• น้ำมันและก๊าซ: เรือแรงดันและท่อสำหรับกระบวนการกลั่น

• การแปรรูปอาหาร: อุปกรณ์ที่ต้องการการฆ่าเชื้อซ้ำที่อุณหภูมิสูง

• สถาปัตยกรรม: ส่วนประกอบเชื่อมซึ่งการเชื่อมที่ตามมาอาจทำให้เกรดไม่มั่นคง

7. การประดิษฐ์และการเชื่อม

• การเชื่อม: 321 สามารถเชื่อมได้อย่างง่ายดายด้วยวิธีฟิวชั่นมาตรฐานทั้งหมด เพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุดให้ใช้โลหะฟิลเลอร์ที่มีความเสถียร 321 (เช่น ER321) หรือ 347 (NB-stabilized) โลหะฟิลเลอร์

• การรักษาด้วยความร้อน: การหลอมจะดำเนินการที่ 1040-1120 ° C (1900-2050 ° F) ตามด้วยการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว (ดับ) เพื่อ passivate โลหะผสมและบรรลุความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีที่สุด

• Post-Weld การหลอม (PWA): ในขณะที่การรักษาเสถียรภาพของไทเทเนียมช่วยลดความเสี่ยง แต่ขอแนะนำให้ใช้ PWA สำหรับการบริการการกัดกร่อนอย่างรุนแรงเพื่อฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อนสูงสุดในเขตเชื่อม

• การขึ้นรูปร้อน: ต้องทำสูงกว่า 930 ° C (1700 ° F) ตามด้วยการอบอ่อนและดับ

• การขึ้นรูปเย็น: ความเหนียวที่ยอดเยี่ยมช่วยให้สามารถดำเนินการขึ้นรูปเย็นได้อย่างรุนแรง

8. เปรียบเทียบกับเกรดที่คล้ายกัน

• เทียบกับ 304: 321 มีความต้านทานที่เหนือกว่าต่อการกัดกร่อนแบบมีการศึกษาระดับสูงหลังจากการสัมผัสอุณหภูมิสูง สำหรับการใช้งานอุณหภูมิห้อง 304 มักจะเพียงพอและประหยัดกว่า

• เทียบกับ 316: 316 เสนอความต้านทานการกัดกร่อนของหลุมและคลอไรด์ที่ดีขึ้นเนื่องจากปริมาณโมลิบดีนัม แต่ไม่เสถียร 321 ดีกว่าสำหรับความแข็งแรงและความมั่นคงอุณหภูมิสูง

• เทียบกับ 347: 347 ใช้ niobium (NB) แทนไทเทเนียมเพื่อรักษาเสถียรภาพ คุณสมบัติของพวกเขาคล้ายกันมาก ตัวเลือกมักขึ้นอยู่กับความพร้อมใช้งานของซัพพลายเออร์ข้อกำหนดการผลิตเฉพาะหรือข้อมูลจำเพาะของลูกค้า

9. บทสรุป

321 สแตนเลสสตีลเป็นอัลลอยด์ออสเทนนิติกที่มีประสิทธิภาพสูงและมีความเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เคมีที่มีความเสถียรของไทเทเนียมอย่างมีประสิทธิภาพช่วยป้องกันการแพ้ทำให้เป็นวัสดุที่เป็นทางเลือกสำหรับการใช้งานที่สำคัญในภาคการบินและอวกาศยานยนต์และอุตสาหกรรมทำความร้อนอุตสาหกรรมที่ความน่าเชื่อถือภายใต้ความเครียดจากความร้อนเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง