Keluli Tahan Karat 321 lwn 347H: Tinggi-Aloi Distabilkan Suhu Berbanding

321 dan 347H kedua-duanya tergolong dalam keluarga austenit 18/8, tetapi ia ditentukan untuk hujung yang berbeza bagi masalah yang sama: mengekalkan komponen yang dikimpal kalis kakisan-dan kalis rayapan-semasa ia panas. Artikel ini membandingkan dua gred pada kimia penstabilan, sifat mekanikal,-kekuatan suhu tinggi, rintangan kakisan dan amalan fabrikasi, dengan merujuk kepada ASTM A240 dan ASTM A312.

Bagaimana Penstabilan Titanium dan Niobium Berbeza

Gred yang stabil menambah bekas karbida yang kuat supaya karbon dikunci ke dalam karbida yang stabil dan bukannya bertindak balas dengan kromium pada sempadan butiran semasa mengimpal atau perkhidmatan suhu-tinggi. Ini menghalang penyusutan kromium dan kakisan antara butiran dalam haba-zon terjejas. 321 menggunakan titanium sekurang-kurangnya 5 kali ganda kandungan karbon (0.70% maksimum), manakala 347H menggunakan niobium tambah tantalum pada minimum 8 kali ganda kandungan karbon (1.00% maksimum). Oleh kerana karbida niobium lebih stabil daripada karbida titanium pada suhu yang sangat tinggi, 347H mengekalkan lebih banyak pengukuhannya pada suhu perkhidmatan melebihi 800 darjah .

Komposisi Kimia Berbanding

Julat komposisi setiap ASTM A240 (wt%):

unsur	321 / UNS S32100	347H / UNS S34709
Karbon	0.08 maks	0.04-0.10
Mangan, maks	2.00	2.00
Fosforus, maks	0.045	0.045
Sulfur, maks	0.030	0.030
Silikon, maks	0.75	0.75
Chromium	17.00-19.00	17.00-19.00
Nikel	9.00-12.00	9.00-13.00
titanium	5 x C min, 0.70 maks	-
Niobium + tantalum	-	8 x C min, 1.00 maks

Sifat Mekanikal dan -Kekuatan Suhu Tinggi

Pada suhu bilik kedua-dua gred memenuhi minimum anil yang sama bagi setiap ASTM A240: kekuatan tegangan 515 MPa, kekuatan alah 205 MPa dan pemanjangan 40%. Perbezaan praktikal muncul pada suhu tinggi. Karbon yang lebih tinggi iaitu 347H (0.04-0.10%) digabungkan dengan niobium karbida memberikan pengukuhan kerpasan yang lebih kuat, jadi 347H mengekalkan kapasiti tampung-beban kepada kira-kira 816 darjah dan menunjukkan kekuatan ranjatan dan pecah yang lebih baik dalam-perkhidmatan jangka panjang{14}}secara amnya lebih baik{{12} hingga kira-kira 8 darjah{60} hingga 8 darjah. memaafkan di bawah kitaran haba, di mana struktur mikro yang lebih halus, lebih stabil dan kemuluran yang lebih baik mengurangkan risiko kerosakan kelesuan haba.

Rintangan Kakisan dalam Perkhidmatan Kimpalan

Kedua-dua gred menawarkan rintangan yang sangat baik terhadap kakisan antara butiran selepas kimpalan, tepat kerana unsur penstabil menghalang karbon daripada bentuk-karbida kromium. Dalam persekitaran yang sederhana 321 mempunyai sedikit kelebihan dalam rintangan kakisan umum; dalam-suhu tinggi pengoksidaan atau perkhidmatan agresif, 347H mengekalkan rintangannya lebih baik berbanding pendedahan yang lama. Mana-mana gred tidak boleh digantikan dengan gred galas molibdenum-di mana lubang klorida atau kakisan celah mengawal reka bentuk.

Pertimbangan Fabrikasi dan Kimpalan

321 lebih mulur dan lebih mudah dibentuk menjadi bentuk yang kompleks, itulah sebabnya ia menguasai-komponen tiub penukar dan pengembangan. 347H memerlukan kawalan yang lebih ketat terhadap input haba kimpalan dan suhu interpass untuk mengekalkan kekuatan suhu-yang tinggi, tetapi ia tetap boleh digunakan untuk kebanyakan fabrikasi industri. Logam pengisi yang sepadan digunakan: 321{10}}pengisi jenis untuk 321, dan pengisi jenis 347 untuk 347H supaya logam kimpalan membawa penstabilan niobium yang sama. Rawatan haba selepas kimpalan biasanya tidak diperlukan untuk mana-mana gred.

Panduan Pemilihan Permohonan

321 ditentukan untuk sistem ekzos pesawat, penukar haba dengan haba kitaran, belos pengembangan dan bahagian relau di mana kitaran haba mendominasi. 347H ditentukan untuk kuasa-pemanas lampau dandang loji dan tiub pemanas semula, paip stim tekanan tinggi-tekanan, bejana tekanan dan suhu fasa ASTM3 yang tinggi-2. TP347H untuk paip dan A213 TP347H untuk tiub dandang. Sebagai peraturan, pilih 347H di mana kekuatan rayapan mengawal dan 321 di mana kebolehbentukan dan kitaran haba mendominasi.

Soalan Lazim

Apakah perbezaan antara penstabilan 321 dan 347H?

321 distabilkan dengan titanium (minimum 5 x karbon, maksimum 0.70%); 347H distabilkan dengan niobium tambah tantalum (minimum 8 x karbon, maksimum 1.00%) dan membawa lebih banyak karbon (0.04-0.10%) untuk kekuatan suhu tinggi tambahan.

Gred yang manakah mempunyai kekuatan rayapan yang lebih baik melebihi 800 darjah?

347H. Niobium karbida memberikan pengukuhan kerpasan yang lebih kuat daripada titanium karbida pada suhu tinggi, itulah sebabnya 347H lebih disukai untuk bahagian tekanan yang beroperasi berhampiran 816 darjah .

Bolehkah 321 digantikan dengan 347H?

Untuk perkhidmatan di bawah kira-kira 800 darjah di mana rayapan bukan kriteria yang mengawal, 321 selalunya boleh digantikan. Untuk bahagian tekanan yang beroperasi melebihi 800 darjah, 347H ialah pilihan yang lebih selamat kerana kekuatan rayapannya yang unggul.

Adakah 321 dan 347H menahan kakisan antara butiran selepas kimpalan?

ya. Kedua-duanya distabilkan untuk mengelakkan pemendakan kromium-karbida dalam zon-panas yang terjejas, jadi ia mengekalkan rintangan kakisannya sebagai-keadaan dikimpal tanpa pasca-rawatan haba kimpalan.

Apakah logam pengisi yang harus digunakan untuk mengimpal?

Gunakan pengisi 321 jenis untuk 321 dan pengisi 347 jenis untuk 347H supaya logam kimpalan membawa penstabilan yang sepadan. Pemilihan pengisi juga harus sepadan dengan kod pentadbiran (ASME Bahagian IX atau yang setara) untuk aplikasi.

Apakah suhu perkhidmatan maksimum gred ini?

321 biasanya dinilai untuk perkhidmatan berterusan kepada kira-kira 816 darjah; 347H dinilai kepada kira-kira 816 darjah dengan prestasi rayapan jangka panjang-yang lebih baik dalam julat itu. Di atas suhu ini, pengoksidaan dan rayapan biasanya memaksa perpindahan ke -gred tahan haba aloi-yang lebih tinggi.