321H nerđajući čelik, austenitni razred stabiliziran titanom, označen kao UNS S32109, je viša-ugljična varijanta nehrđajućeg čelika 321, koja nudi poboljšanu otpornost na puzanje i čvrstoću na povišenim temperaturama.
U ovom blogu predstavljamo svojstva nerđajućeg čelika 321H, uključujući njegov hemijski sastav, fizička svojstva, mehanička svojstva i prednosti.
Šta je 321H nerđajući čelik?
321H (UNS S32109) je visoko-ugljična verzija klasične legure titanijuma{3}stabilizirane 321. Oznaka "H" označava kontrolirani sadržaj ugljika (0,04-0,10%) posebno za povećanu čvrstoću na visokim temperaturama.
Kao i standard 321, stabiliziran je titanijumom kako bi se spriječilo štetno stvaranje krom karbida, ali povišeni nivo ugljika pruža superiorna svojstva puzanja i lomljenja.
321H nerđajući čelikHemijski sastav
Precizan sastav je temelj ponašanja 321H. Ključni elementi uključuju (uobičajeni težinski %, prema ASTM A213/A312):
Krom (Cr): 17.0 - 19.0% - Pruža osnovnu otpornost na koroziju i oksidaciju formiranjem pasivnog površinskog sloja.
Nikl (Ni): 9.0 - 12.0% - Stabilizira austenitnu mikrostrukturu, pružajući žilavost, duktilnost i otpornost na redukcijske kiseline.
Ugljik (C): 0.04 - 0.10% - Namjerno povišen radi povećanja vlačne i puzajuće čvrstoće pri visokim temperaturama.
Titan (Ti): Veći ili jednak minimumu 4*(C%), tipično ~0,70% - Kritični stabilizator. Titanijum ima veći afinitet prema ugljeniku od hroma. Formira stabilne titanijum karbide (TiC), efikasno "vezujući" ugljenik i sprečavajući stvaranje hrom karbida na granicama zrna tokom izlaganja 800-1500 stepeni F (427-816 stepeni).
Mangan (Mn): Manje ili jednako 2,0%
Silicijum (Si): Manje ili jednako 0,75%
Fosfor (P): Manje ili jednako 0,045%
Sumpor (S): Manje ili jednako 0,030%
Gvožđe (Fe): Ravnoteža.
Odnos Ti:C je ključan. Minimalni omjer od 4:1 osigurava dovoljno titana za potpunu stabilizaciju sadržaja ugljika.
321H nerđajući čelikPhysical Properties
Ova inherentna svojstva su uglavnom nepromijenjena u odnosu na standard 321:
Gustina: 0,29 lb/in³ (8,0 g/cm³)
Opseg topljenja: 2550-2590 stepeni F (1399-1421 stepen)
Specifična toplota (32-212 stepeni F / 0-100 stepeni): 0,12 BTU/lb· stepen F (500 J/kg·K)
Toplotna provodljivost: Na 212 stepeni F (100 stepeni): 9,3 BTU·in/(hr·ft²· stepen F) [16,2 W/(m·K)]
Koeficijent termičke ekspanzije: 9,2 x 10⁻⁶ po stepenu F (16,6 x 10⁻⁶ po stepenu) od 32-212 stepeni F. Ova stopa ekspanzije je veća od ugljeničnog čelika, što je ključno razmatranje u dizajnu sistema.
Modul elastičnosti (napetost): 28,3 x 10⁶ psi (195 GPa) na sobnoj temperaturi.
321H nerđajući čelikMehanička svojstva
Stvarne vrijednosti variraju u zavisnosti od oblika i veličine proizvoda. Vrijednosti ispod su tipične za žareni materijal prema ASTM standardima.
Vlačna čvrstoća: 75.000 psi (515 MPa) min
Jačina tečenja (0,2% pomak): 30.000 psi (205 MPa) min
Izduženje u 2 inča: 35% min
Tvrdoća (Brinell): 170 HB max (Žareno stanje)
Prednost pri visokim{0}}temperaturama: Dok je čvrstoća na sobnoj temperaturi uporediva sa drugim austeniticima, 321H se zaista ističe na povišenim temperaturama.
Njegova snaga puzanja i otpornost na lomljenje su znatno superiornije od standardnih 304/304H, pa čak i od 321 na temperaturama iznad 1000 stepeni F (538 stepeni). Ovo omogućava projektovanje komponenti sa tanjim{6}}zidovima ili rad na višim pritiscima u toploj upotrebi.
Prednosti nerđajućeg čelika 321H
Otpornost na preosjetljivost i međugranularnu koroziju: Ovo je primarna namjera dizajna. Sekvestrirajući ugljik kao titanijum karbide, 321H se odupire formiranju zona osiromašenih hromom- duž granica zrna, što ga čini idealnim za zavarivanje i rad na visokim{3}}temperaturama gdje bi standard 304/304H bio osjetljiv.
Odlična visoko{0}}temperaturna čvrstoća: kontrolirani veći sadržaj ugljika direktno poboljšava kratkoročnu-zateznu i, što je još važnije, dugotrajnu- svojstva puzanja i lomljenja.
Vrhunska otpornost na oksidaciju: Sadržaj hroma formira stabilan, prianjajući sloj oksida (Cr₂O₃) koji štiti osnovni metal od ljuštenja i degradacije u kontinuiranom radu do ~1500 stepeni F (816 stepeni) i povremenom radu do ~1600 stepeni F (871 stepen).
Dobra opća otpornost na koroziju: djeluje slično kao 304 u širokom rasponu atmosferskih, kemijskih i kiselih sredina, otporan na organske kemikalije, boje za hranu i većinu oksidirajućih kiselina.
Zavarljivost: Odlična, koristeći uobičajene procese elektrolučnog zavarivanja. Toplinska obrada nakon -zavarivanja općenito nije potrebna za zaštitu od korozije zbog stabilizacije, ali se može specificirati za smanjenje naprezanja.
Ako nabavljate 321H cijevi ili fitinge,kontaktirajte nasza konkurentne ponude i stručno vođenje.
