Основные свойства нержавеющая сталь 321

Нержавеющая сталь 321 – это стабилизированная титаном хромоникелевая аустенитная нержавеющая сталь с коррозионной стойкостью, аналогичной 304/304L. Эта марка обычно используется в температурном диапазоне 800-1500˚F, где она стабилизирована против выпадения карбида хрома добавлением титана, что приводит к выпадению карбида титана. Тип 321 обладает превосходной стойкостью к межкристаллитной коррозии после воздействия этого температурного диапазона, а также противостоит окислению до 1500˚F и имеет более высокие свойства ползучести и разрыва под напряжением, чем 304/304L. Она также обладает хорошей низкотемпературной вязкостью и немагнитна в отожженном состоянии.

Сталь 321 – это основная аустенитная сталь 18/8, стабилизированная добавками титана или ниобия. Эти марки используются потому, что они не чувствительны к межкристаллитной коррозии после нагрева в диапазоне карбидных осадков 425-850 °C. Марка 321 является предпочтительной для применения в диапазоне температур до 900 °C, сочетая высокую прочность, устойчивость к образованию окалины и фазовую стабильность с устойчивостью к последующей водной коррозии.

Нержавеющая сталь 321 (UNS S32100) – это аустенитная нержавеющая сталь, стабилизированная титаном, которая отличается повышенной стойкостью к межкристаллитной коррозии. Эта марка подходит для высокотемпературных применений до 1500°F (815°C), где добавление титана стабилизирует материал против образования карбида хрома. Поскольку титан имеет более сильное сродство к углероду, чем хром, карбид титана выпадает в осадок внутри зерна, а не образуется на границах зерен. Хотя коррозионная стойкость в отожженном состоянии аналогична 304 и 304L, она отличается более высокими свойствами ползучести и разрыва под напряжением. Эти свойства делают ее идеальной для сосудов под давлением и котлов. Нержавеющая сталь 321 является немагнитной и жаропрочной для длительной эксплуатации при повышенных температурах.

Нержавеющие материалы 321 не поддаются закалке путем термической обработки, только холодная обработка. Он легко сваривается всеми стандартными методами, и послесварочный отжиг не требуется. Этот продукт вязкий и легко поддается формовке. Хотя коррозионная стойкость в целом отличная, особенно против разбавленных органических кислот, 321 SS не подходит для растворов хлоридов, где он подвержен точечной и щелевой коррозии.

Основной химический состав нержавеющей стали 321

Тип 321 находит применение в тяжелых сварочных компонентах, а также в динамичных средах, подверженных изменениям. Однако добавление титана ограничивает применение 321-го типа в плане обработки. Этот металл не рекомендуется использовать для некоторых видов сварки, поскольку он не является расходным материалом. Помимо этого, нержавеющая сталь 321 обладает отличными характеристиками формования, не требует отжига после сварки и демонстрирует прочность в диапазоне температур. Металл демонстрирует прочность даже при воздействии криогенных температур. Кроме того, ее часто выбирают вместо типа 304 за повышенную устойчивость к ползучести и разрыву. Оба металла могут быть подвержены коррозионному растрескиванию под напряжением.

Нержавеющая сталь 321 производится с добавлением титана, но на основе нержавеющей стали 304. Добавленный титан повышает ее коррозионную стойкость и жаропрочность, а также другие свойства. Нержавеющая сталь 321 – это высокохромистая и высоконикелевая нержавеющая сталь с добавлением титана. Содержание титана как минимум в пять раз превышает содержание углерода. Содержание хрома находится в диапазоне 17-19%, а никеля – 9-12%.

Физические свойства нержавеющей стали 321

Нержавеющая сталь марки 321 достигает метрической плотности 0,29 г/см3.

Модуль упругости составляет 193 Гпа.

Электрическое сопротивление составляет 72 микроом-см.

Диапазон температур плавления составляет 1371-1399°C

Тепловые свойства

Коэффициент теплового расширения составляет 16,6 мкм/м° при температуре 1-100°C и

Теплопроводность составляет 16,1 Вт/мК при 100°C и 22,2 Вт/мК при 500°C.

Механические свойства

Нержавеющая сталь 321 достигает предела прочности на разрыв 515 Мпа и предела текучести 205 Мпа. Твердость составляет 70B. Удлинение составляет 40% в 50 мм.

Почему стоит выбрать нержавеющую сталь 321, а не другие марки нержавеющей стали

Термообработка

Диапазон температур отжига для типа 321 составляет 1800-2000° F (928-1093° C). Хотя основной целью отжига является получение мягкости и высокой пластичности, эту сталь можно также отжигать для снятия напряжений в диапазоне температур осаждения карбидов от 800 до 1500°F (от 427 до 816° C) без опасности последующей межкристаллитной коррозии. Снятие напряжений путем отжига в течение всего нескольких часов в диапазоне 800-1500°F (427-816° C) не приведет к заметному снижению общей коррозионной стойкости, хотя длительный нагрев в этом диапазоне имеет тенденцию к некоторому снижению общей коррозионной стойкости. Однако, как подчеркивается, отжиг в диапазоне температур от 800 до 1500° F (от 427 до 816° C) не приводит к увеличению склонности к межкристаллитному разрушению. Для достижения максимальной пластичности рекомендуется более высокий диапазон отжига – от 1800 до 2000° F (928-1093° C).

Когда требуется максимальная коррозионная стойкость, может возникнуть необходимость в использовании корректирующего средства, известного как стабилизирующий отжиг, для типа 321. Он заключается в нагреве до 1550-1650° F (843-899° C) в течение 5 часов в зависимости от толщины. Этот диапазон выше того, при котором образуются карбиды хрома, и достаточно высок, чтобы вызвать диссоциацию и растворение всех ранее образовавшихся карбидов. Кроме того, это температура, при которой титан соединяется с углеродом, образуя безвредные карбиды титана. В результате хром восстанавливается до твердого раствора, а углерод принудительно соединяется с титаном в виде безвредных карбидов. При термообработке в окислительной атмосфере оксид следует удалять после отжига в растворе для удаления окалины, например, в смеси азотной и фтористоводородной кислот. Эти кислоты следует тщательно смыть с поверхности после очистки.

Сварка

Аустенитные нержавеющие стали считаются наиболее свариваемыми из высоколегированных сталей и могут быть сварены всеми способами сварки плавлением и сопротивлением. Важно поддерживать уровень стабилизирующего элемента, присутствующего в стали типа 321, во время сварки. Сталь типа 321 более склонна к потере титана. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать попадания углерода из масел и других источников, а также азота из воздуха. Для этих стабилизированных марок, а также для других нестабилизированных аустенитных сплавов рекомендуется использовать методы сварки, включающие внимание к чистоте и хорошую защиту инертным газом.

Металл шва с полностью аустенитной структурой более восприимчив к растрескиванию во время сварки. По этой причине сталь типа 321 разработана для ресолидации с небольшим количеством феррита, чтобы минимизировать восприимчивость к растрескиванию. Нержавеющие стали, стабилизированные колумбием, более склонны к горячему растрескиванию, чем нержавеющие стали, стабилизированные титаном. Для сварки стабилизированной нержавеющей стали типа 321 имеются соответствующие присадочные металлы. Стабилизированные сплавы можно соединять с другими нержавеющими сталями или углеродистыми сталями.

Применение нержавеющей стали 321

Нержавеющая сталь 321 используется в самых разных областях благодаря своей устойчивости к коррозии и способности выдерживать высокие температуры в суровых условиях. Они используются для производства различных компонентов в транспортной промышленности и часто применяются в оборудовании, работающем с коррозионными или вредными химическими веществами. Ниже мы приводим несколько основных областей применения нержавеющей стали 321.

Аэрокосмическая промышленность: Для производства выхлопных систем и теплообменников.

Автомобильная промышленность: В каталитических нейтрализаторах и выхлопных системах.

Химическая промышленность: Для труб, резервуаров и клапанов в химической промышленности.

Пищевая промышленность: Производство оборудования для пищевой промышленности.

Медицинская промышленность: В медицинском оборудовании, таком как стоматологические инструменты и хирургические имплантаты.

Нефтехимическая промышленность: В котлах, теплообменниках и трубах.