استنلس استیل 321

گریدهای 321 و 347 استنلس استیل آستنیتی پایه 18/8 (گرید 304) هستند ،که با افزودن تیتانیوم (321) یا نیوبیم (347) تثبیت شده اند. این گریدها به این دلیل استفاده می شوند که به خوردگی بین دانه ای پس از حرارت دادن در محدوده بارش کاربید 425-850 درجه سانتی گراد حساس نیستند. گرید 321 درجه انتخابی برای کاربردهایی در محدوده دمایی تا حدود 900 درجه سانتی گراد است که ترکیبی از استحکام بالا، مقاومت در برابر پوسته شدن و پایداری فاز با مقاومت در برابر خوردگی آبی بعدی است.

گرید 321H یک اصلاح 321 با محتوای کربن بالاتر است ،تا استحکام بهتری در دمای بالا ارائه دهد.

محدودیت استنلس استیل 321 این است که تیتانیوم به خوبی در یک قوس با دمای بالا منتقل نمی شود، بنابراین به عنوان یک ماده مصرفی جوش توصیه نمی شود. در این مورد گرید 347 ترجیح داده می شود – نیوبیم همان کار تثبیت کاربید را انجام می دهد اما می تواند در یک قوس جوش منتقل شود. بنابراین، گرید 347 ماده مصرفی استاندارد برای جوشکاری استنلس استیل 321 است. گرید 347 فقط گاهی اوقات به عنوان مواد اولیه صفحه استفاده می شود.

گرید 304L در اکثر فرم های محصول به راحتی در دسترس است و بنابراین اگر نیاز صرفاً مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای پس از جوشکاری باشد، معمولاً در اولویت نسبت به 321 استفاده می شود. با این حال، استنلس استیل 304L استحکام گرمایی کمتری نسبت به 321 دارد و بنابراین اگر نیاز به مقاومت در برابر محیط عملیاتی بیش از 500 درجه سانتیگراد باشد، بهترین انتخاب نیست.

ویژگی های کلیدی استنلس استیل 321

این خصوصیات برای محصولات نورد تخت (صفحه، ورق و کلاف) در ASTM A240/A240M مشخص شده است. خواص مشابه اما نه لزوما یکسان برای سایر محصولات مانند لوله و میله در مشخصات مربوطه آنها مشخص شده است.

ترکیب بندی

محدوده ترکیبی معمول برای ورق های استنلس استیل گرید 321 در جدول 1 آورده شده است.

گرید	C	Mn	Si	P	S	Cr	Mo	Ni	N	دیگر
321	0.08	2	0.75	0.045	0.030	17-19	–	9-12	0.10	Ti=5(C+N) 0.70
321H	0.04-0.10	2	0.75	0.045	0.030	17-19	–	9-12	–	Ti=4(C+N) 0.70
347	0.08	2	0.75	0.045	0.030	17-19	–	9-13	–	Nb=10(C+N) 1.0

جدول 1. محدوده ترکیب برای استنلس استیل گرید 321

ویژگی های مکانیکی

خواص مکانیکی معمولی برای ورق های استنلس استیل گرید 321 در جدول 2 آورده شده است.

گرید	استحکام کششی	استحکام تسلیم	ازدیاد طول	سختی	انرژی ضربه آیزود
321	515	205	40	95	217
321H	515	205	40	95	217
347	515	205	40	95	201

جدول 2. خواص مکانیکی استنلس استیل گرید 321

گرید های جایگزین

گرید های جایگزین احتمالی برای ورق های استنلس استیل گرید 321 در جدول 2 آورده شده است.

گرید	چرا ممکن است به جای 321 انتخاب شود
304L	لازمه مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای است نه مقاومت در دمای بالا
3CR12	فقط یک محیط ملایم “درجه حرارت بالا” وجود دارد … تا حدود 600 درجه سانتیگراد.
304H	فقط یک محیط ملایم “درجه حرارت بالا” وجود دارد … تا حدود 800 درجه سانتیگراد.
310	دمای محیط کار تا حدود 1100 درجه سانتیگراد است – برای 321 یا 321 ساعت بسیار بالا است.
S30815(253MA)	دمای محیط عملیاتی تا حدود 1150 درجه سانتیگراد است – برای 321 یا 321H بسیار زیاد است.

جدول 5. گرید های جایگزین احتمالی استنلس استیل 321

مقاومت در برابر خوردگی

معادل گرید 304 در شرایط آنیل شده، و اگر جوشکاری در این گریدها پس از جوشکاری آنیل نشده باشد یا اگر کاربرد شامل سرویس در محدوده 425-900 درجه سانتیگراد باشد، برتر است. در معرض خوردگی حفره‌ای و شکافی در محیط‌های کلرید گرم و ترک خوردگی ناشی از تنش بالای حدود 60 درجه سانتی‌گراد. در برابر آب آشامیدنی با حداکثر 200 میلی گرم در لیتر کلرید در دمای محیط مقاوم است و در دمای 60 درجه سانتی گراد به حدود 150 میلی گرم در لیتر کاهش می یابد.

مقاومت در برابر حرارت استنلس استیل 321

مقاومت در برابر اکسیداسیون خوب در سرویس متناوب تا 900 درجه سانتیگراد و در سرویس مداوم تا 925 درجه سانتیگراد. این گریدها در محدوده 425-900 درجه سانتیگراد و به ویژه در جاهایی که شرایط خورنده آبی بعدی وجود دارد، عملکرد خوبی دارند.استنلس استیل 321H دارای مقاومت گرمایی بالاتری است و به ویژه برای کاربردهای ساختاری با دمای بالا مناسب است.

حرارات درمانی

درمان محلول (پخت) – تا دمای 950-1120 درجه سانتیگراد گرم کنید و برای حداکثر مقاومت در برابر خوردگی به سرعت سرد کنید. تثبیت کننده – در دمای 870-900 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت به ازای هر 25 میلی متر ضخامت گرم کنید و هوا خنک شود. تثبیت برای اکثر شرایط خدماتی شدید (بالای 425 درجه سانتیگراد) و به ویژه برای مواد بازپخت شده در قسمت بالایی محدوده دمای آنیل توصیه می شود. کاهش استرس – حرارت را تا 700 درجه سانتیگراد به مدت 1 تا 2 ساعت و هوا خنک کنید. این گریدها را نمی توان با عملیات حرارتی سخت کرد.

جوشکاری

جوش پذیری عالی با تمام روش های همجوشی استاندارد، هم با فلزات پرکننده و هم بدون آن. AS 1554.6 جوشکاری 321 و 347 را با میله ها یا الکترودهای درجه 347 پیش صلاحیت می کند. یک نسخه سیلیکونی بالا از 347 نیز برای جوشکاری 321 از پیش واجد شرایط است.

کاربرد استنلس استیل 321

کاربردهای معمولی عبارتند از:

هوا فضا-پیستون موتور

فرایند های شیمیایی

اتصالات

صنایع غذایی-تجهیزات و انبار ها

پالایش نفت-خدمات اسید پلی آمونیک

خط تولید دارو

مبدل های حرارتی

قطعات کوره

لوله عنصر گرمایش

استنلس استیل 321