321H rustfritt stål, en austenittisk kvalitet stabilisert med titan, betegnet som UNS S32109, er en høyere-karbonvariant av 321 rustfritt stål, og tilbyr forbedret krypemotstand og styrke ved høye temperaturer.
I denne bloggen introduserer vi egenskapene til 321H rustfritt stål, inkludert dets kjemiske sammensetning, fysiske egenskaper, mekaniske egenskaper og fordeler.
Hva er 321H rustfritt stål?
321H (UNS S32109) er høy-karbonversjonen av den klassiske titan-stabiliserte 321-legeringen. "H"-betegnelsen indikerer et kontrollert karboninnhold (0,04-0,10 %) spesielt for forbedret høytemperaturstyrke.
Som standard 321 er den stabilisert med titan for å forhindre skadelig kromkarbiddannelse, men det forhøyede karbonnivået gir overlegne krype- og spenningsbruddegenskaper.
321H rustfritt stålKjemisk sammensetning
Den nøyaktige sammensetningen er grunnlaget for 321Hs oppførsel. Nøkkelelementer inkluderer (typisk vekt %, i henhold til ASTM A213/A312):
Krom (Cr): 17.0 - 19.0% - Gir grunnleggende korrosjons- og oksidasjonsmotstand ved å danne et passivt overflatelag.
Nikkel (Ni): 9.0 - 12.0% - Stabiliserer den austenittiske mikrostrukturen, og gir seighet, duktilitet og motstand mot reduserende syrer.
Karbon (C): 0.04 - 0.10 % - Bevisst forhøyet for å øke høy-temperaturstrekk- og krypestyrke.
Titan (Ti): Større enn eller lik 4*(C%) minimum, typisk ~0,70 % - Den kritiske stabilisatoren. Titan har en høyere affinitet for karbon enn krom. Den danner stabile titankarbider (TiC), som effektivt "binder opp" karbonet og forhindrer dannelsen av kromkarbider ved korngrensene under eksponering for 800-1500 grader F (427-816 grader).
Mangan (Mn): Mindre enn eller lik 2,0 %
Silisium (Si): Mindre enn eller lik 0,75 %
Fosfor (P): Mindre enn eller lik 0,045 %
Svovel (S): Mindre enn eller lik 0,030 %
Jern (Fe): Balanse.
Ti:C-forholdet er avgjørende. Et minimumsforhold på 4:1 sikrer tilstrekkelig titan til å stabilisere karboninnholdet fullt ut.
321H rustfritt stålFysiske egenskaper
Disse iboende egenskapene er stort sett uendret fra standard 321:
Tetthet: 0,29 lb/in³ (8,0 g/cm³)
Smelteområde: 2550-2590 grader F (1399-1421 grader)
Spesifikk varme (32–212 grader F / 0–100 grader): 0,12 BTU/lb·grad F (500 J/kg·K)
Termisk ledningsevne: Ved 212 grader F (100 grader): 9,3 BTU·in/(hr·ft²· grader F) [16,2 W/(m·K)]
Koeffisient for termisk ekspansjon: 9,2 x 10⁻⁶ per grad F (16,6 x 10⁻⁶ per grad) fra 32-212 grader F. Denne ekspansjonshastigheten er høyere enn karbonstål, en nøkkelfaktor i systemdesign.
Elastisitetsmodul (spenning): 28,3 x 106 psi (195 GPa) ved romtemperatur.
321H rustfritt stålMekaniske egenskaper
Faktiske verdier varierer med produktform og størrelse. Verdiene nedenfor er typiske for glødet materiale i henhold til ASTM-standarder.
Strekkstyrke: 75 000 psi (515 MPa) min
Yield styrke (0,2 % offset): 30 000 psi (205 MPa) min
Forlengelse i 2 tommer: 35 % min
Hardhet (Brinell): 170 HB maks (glødet tilstand)
Fordelen med høy-temperatur: Selv om styrke i romtemperatur er sammenlignbar med andre austenitter, utmerker 321H seg virkelig ved høye temperaturer.
Krypestyrken og spenningsbruddstyrken er betydelig bedre enn standard 304/304H og til og med 321 ved temperaturer over 1000 grader F (538 grader). Dette muliggjør utforming av tynnere-veggkomponenter eller drift ved høyere trykk i varm drift.
321H rustfritt stål fordeler
Motstand mot sensibilisering og intergranulær korrosjon: Dette er den primære designhensikten. Ved å sekvestrere karbon som titankarbider motstår 321H dannelsen av krom-utarmede soner langs korngrensene, noe som gjør den ideell for sveising og høy-temperaturservice der standard 304/304H vil være mottakelig.
Utmerket høy-temperaturstyrke: Det kontrollerte høyere karboninnholdet forbedrer direkte kortsiktig-strekkevne og, enda viktigere, lang-kryp- og spenningsbruddegenskaper.
Overlegen oksidasjonsmotstand: Krominnholdet danner et stabilt, vedheftende oksidlag (Cr₂O₃) som beskytter basismetallet mot avleiring og nedbrytning ved kontinuerlig bruk opp til ~1500 grader F (816 grader) og intermitterende bruk opp til ~1600 grader F (871 grader).
God generell korrosjonsbestandighet: Den yter på samme måte som 304 i et bredt spekter av atmosfæriske, kjemiske og sure miljøer, og motstår organiske kjemikalier, matfargestoffer og de fleste oksiderende syrer.
Sveisbarhet: Utmerket, ved bruk av vanlige buesveiseprosesser. Varmebehandling etter-sveising er vanligvis ikke nødvendig for korrosjonsbeskyttelse på grunn av stabilisering, men kan spesifiseres for avlastning.
Hvis du kjøper 321H-rør eller -fittings,kontakt ossfor konkurransedyktige tilbud og ekspertveiledning.
