321 lwn 347 Keluli Tahan Karat Austenitik Distabilkan:-Pakar Komponen Dikimpal Suhu Tinggi

 

Apakah komposisi teras dan perbezaan prestasi utama mereka?

321 (UNS S32100) mengekalkan kimia asas 304 (18-20% Cr, 9-12% Ni) dan menambah 0.40-0.80% titanium, yang mengikat karbon untuk membentuk karbida yang stabil. Ia memberikan prestasi yang boleh dipercayai pada suhu sehingga 800 darjah , dengan kekuatan tegangan ~ 550MPa.347 (UNS S34700) menggunakan 0.70-1.00% niobium (tambah tantalum) untuk penstabilan dan bukannya titanium, dengan nisbah kromium-nikel yang sama seperti 321. Suhu tahan niobium0 hingga 90tablet tahan naiknya. kekasaran semasa pendedahan haba yang berpanjangan.Kedua-dua gred menghapuskan keperluan untuk rawatan haba selepas kimpalan, kelebihan kritikal berbanding standard 304 untuk bahagian suhu tinggi yang dikimpal.

Bagaimanakah mekanisme penstabilan mereka berfungsi dalam persekitaran terma yang melampau?

Pada suhu melebihi 800 darjah , karbida titanium 321 mula menjadi kasar, mengurangkan kekuatan sempadan butiran dan meningkatkan risiko ubah bentuk rayapan dari semasa ke semasa. Karbida niobium 347 mempunyai kestabilan terma yang lebih tinggi, mengekalkan struktur mikro halusnya walaupun selepas beribu-ribu jam pada 850-900 darjah . Ini menjadikannya pilihan utama untuk komponen seperti manifold ekzos enjin jet dan sokongan teras reaktor nuklear. Dalam senario pemanasan dan penyejukan kitaran, rintangan 347 terhadap kekasaran karbida meminimumkan keletihan terma, memanjangkan jangka hayat komponen sebanyak 2-3 kali berbanding 321.

Dalam aplikasi manakah satu gred tidak boleh digantikan berbanding yang lain?

Pilih 321 untuk bahagian dikimpal suhu tinggi am-, termasuk dulang relau industri, tiub dandang stim dan pengepala ekzos automotif yang beroperasi di bawah 800 darjah . Ia juga kos-efektif untuk saluran paip pemprosesan kimia yang memerlukan-rintangan kakisan pasca kimpalan. Pilih 347 untuk aplikasi suhu tinggi-terlalu tinggi: kebuk pembakaran turbin gas, komponen kenderaan masuk semula-aeroangkasa dan saluran wap loji kuasa nuklear yang menghadapi pendedahan berterusan kepada 800-suhu 900 darjah.347 juga wajib bagi bahagian yang memerlukan pematuhan piawaian industri nuklear yang ketat, di mana kestabilan terma jangka panjang{13}}tidak boleh dirunding.

Apakah pertukaran kos dan fabrikasi-antara kedua-dua gred?

321 ialah 10-15% lebih murah daripada 347, kerana titanium lebih banyak dan lebih mudah untuk dialoi daripada niobium, menjadikannya pilihan yang menjimatkan untuk penggunaan suhu tidak-tinggi-yang melampau.347 mempunyai kebolehbentukan yang lebih rendah sedikit daripada 321 disebabkan kandungan niobiumnya, memerlukan daya lentur yang lebih tinggi sedikit. komponen berdinding tebal-seperti kepala bejana tekanan. Kedua-dua gred mempunyai kebolehkimpalan yang sangat baik, tetapi 347 memerlukan kawalan input haba yang lebih ketat semasa mengimpal untuk mengelakkan aglomerasi niobium karbida dalam zon terjejas haba.

Apakah garis panduan pemilihan dan pemprosesan utama?

Utamakan 321 untuk pemasangan dikimpal suhu sederhana tinggi-yang kos menjadi pertimbangan; pilih 347 untuk aplikasi gred-tinggi-atau nuklear-ultra. Apabila mengimpal 321, gunakan logam pengisi 321 untuk memadankan penstabilan titaniumnya; untuk 347, pilih logam pengisi 347 untuk mengekalkan kestabilan niobium karbida. Elakkan menggunakan sama ada gred dalam persekitaran marin atau tinggi-klorida-naik taraf kepada gred 316Ti atau dupleks untuk rintangan kakisan bersama toleransi haba.