321H rustfrit stål, en austenitisk kvalitet stabiliseret med titanium, betegnet som UNS S32109, er en højere-kulstofvariant af 321 rustfrit stål, der tilbyder forbedret krybemodstand og styrke ved høje temperaturer.
I denne blog introducerer vi egenskaberne af 321H rustfrit stål, herunder dets kemiske sammensætning, fysiske egenskaber, mekaniske egenskaber og fordele.
Hvad er 321H rustfrit stål?
321H (UNS S32109) er den høje-kulstofversion af den klassiske titanium-stabiliserede 321-legering. "H"-betegnelsen angiver et kontrolleret kulstofindhold (0,04-0,10 %) specifikt for forbedret højtemperaturstyrke.
Ligesom standard 321 er den stabiliseret med titanium for at forhindre skadelig chromcarbiddannelse, men det forhøjede kulstofniveau giver overlegne krybe- og spændingsbrudsegenskaber.
321H rustfrit stålKemisk sammensætning
Den præcise sammensætning er grundlaget for 321H's adfærd. Nøgleelementer omfatter (typisk vægt %, pr. ASTM A213/A312):
Chrom (Cr): 17.0 - 19.0% - Giver grundlæggende korrosions- og oxidationsbestandighed ved at danne et passivt overfladelag.
Nikkel (Ni): 9.0 - 12.0% - Stabiliserer den austenitiske mikrostruktur og giver sejhed, duktilitet og modstandsdygtighed over for reducerende syrer.
Kulstof (C): 0.04 - 0.10% - Forhøjet bevidst for at øge høj-temperaturtrækstyrke og krybestyrke.
Titanium (Ti): Større end eller lig med minimum 4*(C%), typisk ~0,70 % - Den kritiske stabilisator. Titan har en højere affinitet til kulstof end krom. Det danner stabile titaniumcarbider (TiC), der effektivt "binder" kulstoffet og forhindrer dannelsen af chromcarbider ved korngrænser under eksponering for 800-1500 grader F (427-816 grader).
Mangan (Mn): Mindre end eller lig med 2,0 %
Silicium (Si): Mindre end eller lig med 0,75 %
Fosfor (P): Mindre end eller lig med 0,045 %
Svovl (S): Mindre end eller lig med 0,030 %
Jern (Fe): Balance.
Ti:C-forholdet er afgørende. Et minimumsforhold på 4:1 sikrer tilstrækkelig titanium til fuldt ud at stabilisere kulstofindholdet.
321H rustfrit stålFysiske egenskaber
Disse iboende egenskaber er stort set uændrede fra standard 321:
Massefylde: 0,29 lb/in³ (8,0 g/cm³)
Smelteområde: 2550-2590 grader F (1399-1421 grader)
Specifik 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)]
Termisk udvidelseskoefficient: 9,2 x 10⁻⁶ pr. grad F (16,6 x 10⁻⁶ pr. grad) fra 32-212 grader F. Denne udvidelseshastighed er højere end kulstofstål, hvilket er en vigtig overvejelse i systemdesign.
Elasticitetsmodul (spænding): 28,3 x 106 psi (195 GPa) ved stuetemperatur.
321H rustfrit stålMekaniske egenskaber
Faktiske værdier varierer med produktform og størrelse. Nedenstående værdier er typiske for udglødet materiale i henhold til ASTM-standarder.
Trækstyrke: 75.000 psi (515 MPa) min
Udbyttestyrke (0,2 % offset): 30.000 psi (205 MPa) min.
Forlængelse i 2 tommer: 35% min
Hårdhed (Brinell): 170 HB max (udglødet tilstand)
Den høje- temperaturfordel: Selvom stuetemperaturstyrken er sammenlignelig med andre austenitiske stoffer, adskiller 321H sig virkelig ved høje temperaturer.
Dens krybestyrke og spændingsbrudstyrke er væsentligt bedre end standard 304/304H og endda 321 ved temperaturer over 1000 grader F (538 grader). Dette giver mulighed for design af tyndere-væggede komponenter eller drift ved højere tryk i varm drift.
321H rustfrit stål fordele
Modstandsdygtighed over for sensibilisering og intergranulær korrosion: Dette er den primære designhensigt. Ved at sekvestrere kulstof som titaniumcarbider modstår 321H dannelsen af chrom-udtømte zoner langs korngrænserne, hvilket gør den ideel til svejsning og høj-temperaturservice, hvor standard 304/304H ville være modtagelig.
Fremragende høj-temperaturstyrke: Det kontrollerede højere kulstofindhold forbedrer direkte kort-trækstyrke og, endnu vigtigere, langtids-krybe- og spændingsbrudegenskaber.
Overlegen oxidationsmodstand: Chromindholdet danner et stabilt, vedhæftende oxidlag (Cr₂O₃), der beskytter basismetallet mod afskalning og nedbrydning ved kontinuerlig drift op til ~1500 grader F (816 grader) og intermitterende service op til ~1600 grader F (871 grader).
God generel korrosionsbestandighed: Den yder på samme måde som 304 i en lang række atmosfæriske, kemiske og sure miljøer og modstår organiske kemikalier, fødevarefarvestoffer og de fleste oxiderende syrer.
Svejsbarhed: Fremragende ved brug af almindelige buesvejseprocesser. Varmebehandling efter-svejsning er generelt ikke påkrævet til korrosionsbeskyttelse på grund af stabilisering, men kan være specificeret til spændingsaflastning.
Hvis du køber 321H rør eller fittings,kontakt osfor konkurrencedygtige tilbud og kyndig vejledning.
