321 Roestvrijstalen plaat Key Kenmerken en eigenschappen

2025-09-01 23:10:44

1. Inleiding

321 Roestvrijstalen plaat is een veelzijdige en veel gebruikt austenitisch chroom-nickel roestvrij staal. Het bepalende kenmerk ervan is de toevoeging van titanium, waardoor het specifiek is ontworpen om sensibilisatie en daaropvolgende intergranulaire corrosie te weerstaan ​​na blootstelling aan temperaturen in zijn carbide -neerslagbereik. Deze eigenschap maakt het een uitstekende keuze voor toepassingen op hoge temperatuur.

2. Sleutelkenmerken en eigenschappen

321 roestvrijstalen plaat biedt een combinatie van eigenschappen die het geschikt maken voor veeleisende omgevingen:

• Uitstekende kracht van hoge temperatuur: behoudt een aanzienlijk deel van de mechanische sterkte bij verhoogde temperaturen (tot ~ 900 ° C / 1650 ° F voor intermitterende service, ~ 815 ° C / 1500 ° F voor continue service).

• Weerstand tegen intergranulaire corrosie: het primaire voordeel. Titanium (TI) werkt als een stabilisator door te combineren met koolstof om titaniumcarbiden (TIC) te vormen, waardoor chroomcarbiden (CR23C6) zich niet aan korrelgrenzen vormen. Dit bewaart het chroomgehalte dat nodig is voor corrosieweerstand.

• Goede algemene corrosieweerstand: biedt corrosieweerstand vergelijkbaar met en in veel gevallen identiek aan, 304 roestvrij staal in een breed scala van atmosferische en milde chemische omgevingen.

• Gemakkelijke fabricage: Austenitische structuur biedt goede vormbaarheid en lasbaarheid. Post-lag gloeien wordt echter aanbevolen voor maximale corrosieweerstand in de warmte-aangetaste zone (HAZ).

• Niet-magnetisch: in de gegloeide toestand is het in wezen niet-magnetisch. Wat koud werken kan licht magnetisme veroorzaken.

3. Chemische samenstelling (typisch % per gewicht, ASTM A240)

Het standaard compositiebereik voor 321 plaat is:

Opmerking: het titaniumgehalte wordt meestal geregeld om ten minste 5 keer het koolstofgehalte te zijn, maar niet meer dan 0,70%.

4. Mechanische eigenschappen (gegloeide toestand, ASTM A240)

Typische mechanische eigenschappen voor 321 roestvrijstalen plaat zijn:

5. Waarom titanium? De wetenschap achter "stabilisatie"

Wanneer standaard roestvrijstalen staal als 304 worden verwarmd tot tussen 425 ° C en 815 ° C (800 ° F - 1500 ° F), migreert koolstof naar de korrelgrenzen en reageert met chroom om chroom carbiden te vormen. Dit put chroom uit de gebieden grenzend aan de korrelgrenzen, waardoor ze vatbaar zijn voor corrosieaanval - een fenomeen dat bekend staat als sensibilisatie.

321 roestvrij staal is "gestabiliseerd" met titanium. Titanium heeft een veel sterkere affiniteit voor koolstof dan chroom. Daarom combineert het titanium bij voorkeur met koolstof om stabiele titaniumcarbiden (TIC) te vormen, waardoor het chroom in vaste oplossing blijft om uniforme corrosieweerstand door het materiaal te behouden, zelfs na blootstelling aan hoge temperaturen.

6. Gemeenschappelijke toepassingen van 321 roestvrijstalen plaat

321 -plaat is gespecificeerd voor diensten waarbij hoge temperaturen en corrosie gelijktijdige uitdagingen zijn.

• Lucht- en ruimtevaart: componenten van de straalmotor, uitlaatspruitstukken, afterburners, warmteschuim.

• Automotive: uitlaatsystemen, flexibele connectoren, katalytische converterbehuizingen.

• Chemische verwerking: schepen, kolommen en leidingsystemen die bij verhoogde temperaturen werken.

• Power Generation: ketelschalen, oververhitterbuizen, warmtewisselaars en het toeschouwen van fossiele brandstoffen.

• Olie en gas: drukvaten en leidingen voor verfijningsprocessen.

• Voedselverwerking: apparatuur die herhaalde sterilisatie vereist bij hoge temperaturen.

• Architecturale: gelaste componenten waarbij het latere lassen niet -gestabiliseerde cijfers kunnen sensibiliseren.

7. Fabricage en lassen

• Lassen: 321 is gemakkelijk lasbaar met alle standaard fusiemethoden. Gebruik voor de beste resultaten 321 gestabiliseerde vulmetaal (bijv. ER321) of 347 (NB-gestabiliseerd) vulmetaal.

• Warmtebehandeling: gloeien wordt uitgevoerd bij 1040-1120 ° C (1900-2050 ° F) gevolgd door snelle koeling (blussen) om de legering te passiveren en optimale corrosieweerstand te bereiken.

• Post-lag gloeien (PWA): Hoewel de titaniumstabilisatie het risico vermindert, wordt PWA sterk aanbevolen voor ernstige corrosieve service om de maximale corrosieweerstand in de laszone te herstellen.

• Hot vorming: moet worden gedaan boven 930 ° C (1700 ° F), gevolgd door een volledige gloed en blus.

• Koud vormen: uitstekende ductiliteit zorgt voor ernstige koude vorming.

8. Vergelijking met vergelijkbare cijfers

• vs. 304: 321 biedt superieure weerstand tegen intergranulaire corrosie na blootstelling aan hoge temperatuur. Voor toepassingen van kamertemperatuur is 304 vaak voldoende en economischer.

• vs. 316: 316 biedt betere put- en chloride -corrosieweerstand vanwege het molybdeumgehalte, maar is niet gestabiliseerd. 321 is beter voor kracht en stabilisatie op hoge temperatuur.

• vs. 347: 347 maakt gebruik van niobium (NB) in plaats van titanium voor stabilisatie. Hun eigenschappen lijken erg op elkaar. Keuze hangt vaak af van de beschikbaarheid van leveranciers, specifieke fabricagevereisten of klantspecificatie.

9. Conclusie

321 roestvrijstalen plaat is een krachtige, gestabiliseerde austenitische legering die is ontworpen voor duurzaamheid in hoge temperatuur en corrosieve omgevingen. De titanium-gestabiliseerde chemie voorkomt effectief sensibilisatie, waardoor het het materiaal van keuze is voor kritieke toepassingen in ruimtevaart-, automobiel- en industriële verwarmingssectoren waar betrouwbaarheid onder thermische stress van het grootste belang is.