Nerezová oceľ 321H, austenitická trieda stabilizovaná titánom, označená ako UNS S32109, je viac-uhlíkový variant nehrdzavejúcej ocele 321, ktorý ponúka zvýšenú odolnosť proti tečeniu a pevnosť pri zvýšených teplotách.
V tomto blogu predstavujeme vlastnosti nehrdzavejúcej ocele 321H vrátane jej chemického zloženia, fyzikálnych vlastností, mechanických vlastností a výhod.
Čo je nehrdzavejúca oceľ 321H?
321H (UNS S32109) je vysoko-uhlíková verzia klasickej titánom-stabilizovanej zliatiny 321. Označenie „H“ označuje kontrolovaný obsah uhlíka (0,04-0,10 %) špeciálne pre zvýšenú pevnosť pri vysokých teplotách.
Rovnako ako štandard 321 je stabilizovaný titánom, aby sa predišlo škodlivej tvorbe karbidu chrómu, ale zvýšená hladina uhlíka poskytuje vynikajúce vlastnosti pri tečení a pri pretrhnutí.
Nerezová oceľ 321HChemické zloženie
Presné zloženie je základom správania 321H. Medzi kľúčové prvky patria (typická hmotnosť %, podľa ASTM A213/A312):
Chróm (Cr): 17.0 - 19.0 % - Poskytuje základnú odolnosť proti korózii a oxidácii vytvorením pasívnej povrchovej vrstvy.
Nikel (Ni): 9.0 - 12.0% - Stabilizuje austenitickú mikroštruktúru, poskytuje húževnatosť, ťažnosť a odolnosť voči redukčným kyselinám.
Uhlík (C): 0.04 - 0.10 % - Zámerne zvýšený na zvýšenie-vysokoteplotnej pevnosti v ťahu a tečení.
Titán (Ti): minimálne 4*(C%) alebo viac, zvyčajne ~0,70% - Kritický stabilizátor. Titán má vyššiu afinitu k uhlíku ako chróm. Vytvára stabilné karbidy titánu (TiC), ktoré účinne „viažu“ uhlík a bránia tvorbe karbidov chrómu na hraniciach zŕn počas vystavenia 800-1500 °F (427-816 °F).
Mangán (Mn): menej alebo rovný 2,0 %
Kremík (Si): menej alebo rovný 0,75 %
Fosfor (P): menej alebo rovný 0,045 %
Síra (S): menej alebo rovná 0,030 %
Železo (Fe): Rovnováha.
Rozhodujúci je pomer Ti:C. Minimálny pomer 4:1 zaisťuje dostatok titánu na úplnú stabilizáciu obsahu uhlíka.
Nerezová oceľ 321HFyzikálne vlastnosti
Tieto základné vlastnosti sa oproti štandardu 321 do značnej miery nezmenili:
Hustota: 0,29 lb/in³ (8,0 g/cm³)
Rozsah topenia: 2550-2590 stupňov F (1399-1421 stupňov)
Špecifické teplo (32-212 stupňov F / 0-100 stupňov): 0,12 BTU/lb· stupeň F (500 J/kg·K)
Tepelná vodivosť: Pri 212 stupňoch F (100 stupňoch): 9,3 BTU·in/(h·ft²· stupeň F) [16,2 W/(m·K)]
Koeficient tepelnej rozťažnosti: 9,2 x 10⁻⁶ na stupeň F (16,6 x 10⁻⁶ na stupeň) od 32 do 212 stupňov F. Táto rýchlosť rozťažnosti je vyššia ako v prípade uhlíkovej ocele, čo je kľúčovým faktorom pri navrhovaní systému.
Modul pružnosti (napätie): 28,3 x 10⁶ psi (195 GPa) pri teplote miestnosti.
Nerezová oceľ 321HMechanické vlastnosti
Skutočné hodnoty sa líšia v závislosti od tvaru a veľkosti produktu. Nižšie uvedené hodnoty sú typické pre žíhaný materiál podľa noriem ASTM.
Pevnosť v ťahu: 75 000 psi (515 MPa) min
Medza klzu (0,2 % offset): 30 000 psi (205 MPa) min
Predĺženie v 2 palcoch: 35 % min
Tvrdosť (Brinell): 170 HB max (Žíhaný stav)
Výhoda pri vysokých{0}}teplotách: Zatiaľ čo pevnosť pri izbovej teplote je porovnateľná s inými austenitickými materiálmi, 321H sa skutočne odlišuje pri zvýšených teplotách.
Jeho pevnosť pri tečení a pevnosť pri pretrhnutí sú výrazne lepšie ako štandardné 304/304H a dokonca 321 pri teplotách nad 1000 stupňov F (538 stupňov). To umožňuje navrhovať tenšie-stenné komponenty alebo prevádzkovať pri vyšších tlakoch v horúcej prevádzke.
Výhody nehrdzavejúcej ocele 321H
Odolnosť voči senzibilizácii a medzikryštalickej korózii: Toto je primárny zámer návrhu. Sekvestráciou uhlíka vo forme karbidov titánu odoláva 321H vytváraniu chrómových-zón pozdĺž hraníc zŕn, vďaka čomu je ideálny na zváranie a služby pri vysokých-teplotách, kde by bolo možné použiť štandard 304/304H.
Vynikajúca-pevnosť pri vysokej teplote: Kontrolovaný vyšší obsah uhlíka priamo zlepšuje krátkodobé-ťažné vlastnosti, a čo je dôležitejšie, dlhodobé-tečenie a prietržové vlastnosti.
Vynikajúca odolnosť voči oxidácii: Obsah chrómu tvorí stabilnú priľnavú vrstvu oxidu (Cr₂O₃), ktorá chráni základný kov pred usadzovaním a degradáciou pri nepretržitej prevádzke až do ~1500 stupňov F (816 stupňov) a prerušovanej prevádzke až do ~1600 stupňov F (871 stupňov).
Dobrá všeobecná odolnosť proti korózii: Funguje podobne ako 304 v širokom rozsahu atmosférických, chemických a kyslých prostredí, odoláva organickým chemikáliám, potravinárskym farbivám a väčšine oxidačných kyselín.
Zvárateľnosť: Výborná pri použití bežných procesov oblúkového zvárania. Tepelné spracovanie po-zváraní sa vo všeobecnosti nevyžaduje na ochranu proti korózii z dôvodu stabilizácie, ale môže byť špecifikované na zmiernenie napätia.
Ak získavate potrubia alebo tvarovky 321H,kontaktujte násza konkurenčné ponuky a odborné poradenstvo.
